時(shí)間：2023-05-29 17:47:53
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇圖像數(shù)字化，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
【摘要】通過學(xué)習(xí)圖形、圖像的數(shù)字化表示，逐步理解圖形、圖像數(shù)字化原理，在教學(xué)中采取先行組織者教學(xué)策略，首先采取講授法，講解彩色圖形、圖像的數(shù)字化表示方法，然后再組織學(xué)生分析黑白圖像和灰度圖像的數(shù)字化表示，并利用軟件處理進(jìn)行驗(yàn)證，從而理解圖形、圖像的數(shù)字化。
【關(guān)鍵詞】圖形圖像數(shù)字化
實(shí)行高中新課程改革已經(jīng)是第五個(gè)年頭了，高中信息技術(shù)也是第五年，五年來我一直堅(jiān)守在第一線，教授高中信息技術(shù)。送走了學(xué)生近2000人，其間不斷摸索，找出適合自己學(xué)校和學(xué)生的教學(xué)方法，分析教材，分析學(xué)生，找問題，想辦法，完成了教學(xué)任務(wù)。今天，主要對(duì)選修模塊之一的多媒體技術(shù)應(yīng)用中第二章第二小節(jié)圖形、圖像的數(shù)字化談?wù)勛约旱男牡谩?/p>
每次講到這一節(jié)，我感覺很抽象，學(xué)生并不能完全理解，而且很吃力，我講得累，學(xué)生們聽得也累。大多是讓學(xué)生去體驗(yàn)圖形、圖像在表達(dá)信息時(shí)的效果和特點(diǎn)上下功夫，了解圖形、圖像的數(shù)字化即可。至于原理往往講不透徹，我一直在研究到底要把握什么樣的度是最合適的。我每上完平行班中的一個(gè)班的課后，就反思很多，自己找個(gè)本子記下來，起名為“反思本”，把每堂中的講課情況回顧一遍，先看教學(xué)總?cè)蝿?wù)是否完成，然后各程序流程、細(xì)節(jié)是否講到位，學(xué)生的反應(yīng)如何，這樣講是否合適，還有沒有更好的辦法。這樣有時(shí)候我很為第一次講的班覺得吃虧，再其后的每遍都會(huì)有所補(bǔ)充，彌補(bǔ)不足之處，于是到最后一遍也是最后一個(gè)班的時(shí)候，感覺講得最到位，而且恰到好處。我總是在想，真是活到老學(xué)到老，每一次上講臺(tái)都能找到需要再學(xué)習(xí)的地方，所以我感動(dòng)這個(gè)職業(yè)，很能激勵(lì)人去學(xué)習(xí)，去上進(jìn)。
現(xiàn)在我們來分析這一節(jié)的內(nèi)容。圖形、圖像的數(shù)字化，教學(xué)目標(biāo)是體驗(yàn)圖形、圖像在表達(dá)信息時(shí)的效果和特點(diǎn)，了解表達(dá)中對(duì)圖形、圖像的需求；明確運(yùn)用圖形、圖像是實(shí)現(xiàn)有效表達(dá)、交流的重要方法；感受圖形、圖像在人類表達(dá)、交流中的重要作用；理解圖形、圖像的數(shù)字化原理。通過實(shí)踐操作學(xué)生很容易掌握，但理解上抽象，未必能達(dá)到目的。教學(xué)重點(diǎn)是理解圖形、圖像的數(shù)字化原理，其中“采樣”及其兩個(gè)重要的參數(shù)，掌握起來尤為關(guān)鍵。為了能讓學(xué)生更明確我課堂上準(zhǔn)備了硬件有計(jì)算機(jī)、掃描儀、視頻展示儀，軟件有圖像瀏覽軟件、圖像處理軟件、教學(xué)軟件以及讓學(xué)生課前準(zhǔn)備的圖片。
在人類還沒有產(chǎn)生文字以前，作為承載信息的一種視覺媒體，圖形、圖像就已成為人類信息傳輸、思想表達(dá)的重要方式之一。當(dāng)今社會(huì)，圖形、圖像在信息的表達(dá)中仍然起到重要的作用，我們對(duì)信息的獲得，60%～70%的方式是圖形、圖像的方式。有人稱這是一個(gè)“讀圖時(shí)代”。強(qiáng)調(diào)圖形、圖像數(shù)字化的意義，保持學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和求知欲，并為后續(xù)學(xué)習(xí)提供上位概念。在信息技術(shù)中，圖形、圖像是多媒體作品的基本組成要素之一。我們知道，所有的信息首先必須轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)據(jù)才能被計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)所存儲(chǔ)和傳輸，而將圖形、圖像轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的過程被稱為圖形、圖像的數(shù)字化。圖像的分割與像素運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)，通過教師的引導(dǎo)和學(xué)生的探究，逐步遞進(jìn)地完成對(duì)教學(xué)內(nèi)容的完整認(rèn)識(shí)。首先組織學(xué)生使用掃描儀將自己喜愛的一幅圖片存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，然后用圖像瀏覽軟件或圖像處理軟件打開這幅圖像并逐漸放大。當(dāng)顯示比例較小時(shí)，圖片非常清晰、逼真；當(dāng)顯示比例加大以后，圖像變成了由各種顏色的方塊組成的陣。在同學(xué)們實(shí)驗(yàn)、觀察的基礎(chǔ)上，教師通過提出問題，啟發(fā)學(xué)生逐步認(rèn)識(shí)到：a存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的圖像是由很小的顏色方塊組成的；b實(shí)物圖像被分割成一個(gè)一個(gè)的顏色方塊，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，分辨率的概念由此而來；c圖像的數(shù)字化實(shí)質(zhì)就是將顏色方塊數(shù)字化，像素的概念由此而來。每個(gè)像素的數(shù)字化通過引導(dǎo)學(xué)生分析由簡單到復(fù)雜的顏色模塊的數(shù)字化方法，使學(xué)生逐步認(rèn)識(shí)到像素?cái)?shù)字的原理。利用視頻展示儀展示一幅單色圖片，告訴學(xué)生，圖像中只有黑白兩種顏色的圖像稱為單色圖像，然后讓學(xué)生思考，單色圖像中每個(gè)像素可以用什么來表示？利用視頻展示儀展示黑白照片。向?qū)W生講解，在日常生活中，我們所接觸的黑白照片并不僅僅是簡單的純黑色和純白色兩種顏色，更多是介于黑和白之間，這種圖像在多媒體技術(shù)中叫做灰度圖像。再引導(dǎo)學(xué)生思考，灰度圖像的每個(gè)像素又可以怎樣表示？自然界中的任何一種顏色都可以由紅、綠、藍(lán)這3種顏色值之和來確定，它們構(gòu)成一個(gè)3維的RGB矢量空間。這就是說，R、G、B的強(qiáng)度不同，混合得到的顏色就不同。根據(jù)這個(gè)道理，計(jì)算機(jī)顯示器使用的是陰極射線管。CRT使用3個(gè)電子槍分別產(chǎn)生三種波長的光，并以各種不同的相對(duì)強(qiáng)度綜合起來產(chǎn)生顏色，這種表現(xiàn)顏色的模式被稱為RGB模式，在此模式中，彩色圖像的每個(gè)像素應(yīng)該怎樣用二進(jìn)制數(shù)值表示呢？教師來總結(jié)，通過上述分析，我們知道，圖形、圖像的數(shù)字化，首先需要將連續(xù)的圖像分割為一些像素點(diǎn)，然后用二進(jìn)制數(shù)字不定期記錄每個(gè)像素點(diǎn)的信息。這個(gè)過程在多媒體技術(shù)中稱為“采樣”，而表示采樣結(jié)果的二進(jìn)制數(shù)值的位數(shù)就是采樣深度。
總之，強(qiáng)化了圖形、圖像數(shù)字化的原理，從體驗(yàn)了圖形、圖像的數(shù)字化效果，也就達(dá)到本節(jié)的教學(xué)目的。
關(guān)鍵詞：多媒體技術(shù)；學(xué)時(shí)分配；實(shí)驗(yàn)教學(xué)
中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2011)22-5531-02
Discussion on Teaching the Course of Multimedia Technology and Application in the Speciality of Computer
ZHANG Jing
(College of Information Engineering, Inner Mongolia University of Science and Technology, Baotou 014010, China)
Abstract: The discussion on teaching the course of multimedia technology and application includes essential requirements of teaching, period assignment and experiment teaching. Through near three year practices, the teaching effect is good.
Key words: multimedia technology; period distribution; experimental teaching
1 課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)
《多媒體技術(shù)及應(yīng)用》是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的專業(yè)選修課。本課程從多媒體技術(shù)原理和應(yīng)用的視角，對(duì)多媒體的主要應(yīng)用領(lǐng)域和相關(guān)技術(shù)做了全面的介紹。主要內(nèi)容包括：多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；多媒體音頻處理技術(shù)；計(jì)算機(jī)動(dòng)畫；多媒體視頻處理技術(shù)；數(shù)字圖像處理技術(shù)；數(shù)據(jù)壓縮、編碼技術(shù)；多媒體電子出版物和著作工具。通過學(xué)習(xí)這些內(nèi)容，為今后開展多媒體領(lǐng)域的研究和開發(fā)工作，打下良好的基礎(chǔ)。
2 課程教學(xué)內(nèi)容的基本要求、重點(diǎn)和難點(diǎn)
第1章多媒體技術(shù)概述
重點(diǎn)：多媒體技術(shù)的概念，多媒體數(shù)據(jù)的特性與表現(xiàn)形式，多媒體關(guān)鍵技術(shù)。
1) 多媒體的概念 掌握多媒體技術(shù)的定義、分類。
2) 多媒體數(shù)據(jù)的特性與表現(xiàn)形式掌握多媒體數(shù)據(jù)的特性與表現(xiàn)形式。
3) 多媒體關(guān)鍵技術(shù) 理解多媒體關(guān)鍵技術(shù)。
第2章多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)
重點(diǎn)：多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，磁存儲(chǔ)系統(tǒng)的工作原理，顯示系統(tǒng)及其工作原理。
1) 多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成掌握多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)。
3) 磁存儲(chǔ)系統(tǒng)及工作原理掌握磁存儲(chǔ)系統(tǒng)的工作原理，理解磁盤陣列RAID技術(shù)。
3) 顯示系統(tǒng)及其工作原理掌握液晶顯示系統(tǒng)的工作原理，理解顯卡的工作原理。
第3章多媒體光盤存儲(chǔ)系統(tǒng)
重點(diǎn)：光盤的結(jié)構(gòu)與記錄信息的原理。難點(diǎn)：光驅(qū)讀取光盤的方式。
1) 光盤存儲(chǔ)系統(tǒng)了解光盤存儲(chǔ)系統(tǒng)的特點(diǎn)和分類，掌握光驅(qū)讀取光盤的方式。
2) 光盤的標(biāo)準(zhǔn)了解常見光盤的標(biāo)準(zhǔn)，掌握VCD和DVD技術(shù)的區(qū)別。
3) 光存儲(chǔ)介質(zhì)的結(jié)構(gòu)與工作的原理掌握光盤的結(jié)構(gòu)與記錄信息的原理。
第4章多媒體音頻信息處理
重點(diǎn)：音頻文件的格式，MIDI的工作原理，音頻處理軟件cool edit。難點(diǎn)：音頻信號(hào)的數(shù)字化。
1) 音頻信號(hào)及其概念 了解音頻信號(hào)的形式，理解聲音的三要素。
2) 聲音信號(hào)的數(shù)字化掌握模擬音頻信號(hào)的數(shù)字化過程。
3) 聲卡理解聲卡的工作原理及性能指標(biāo)。
4) 音頻文件的格式與處理軟件理解聲音文件的格式，掌握音頻處理軟件cool edit
5) 樂器數(shù)字接口---MIDI了解MIDI系統(tǒng)的組成，理解MIDI的工作原理。
第5章數(shù)字圖像處理技術(shù)
重點(diǎn)：圖像處理中的色彩學(xué)知識(shí)，圖像文件格式。難點(diǎn)：圖像數(shù)字化過程，PhotoShop用法。
1) 數(shù)字圖像處理概述了解數(shù)字圖像的概念，理解圖像的分類。
2) 數(shù)字圖像處理的主要研究內(nèi)容了解數(shù)字圖像處理的主要研究內(nèi)容。
3) 圖像與圖像數(shù)字化過程 掌握?qǐng)D像數(shù)字化過程及原理
4) 圖像處理中的色彩學(xué)知識(shí)理解色彩模型、色彩三要素、顏色深度和位平面
5) 位圖繪畫與編輯理解濾鏡、通道、圖層、蒙版的概念。
第6章計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與圖形處理技術(shù)
重點(diǎn)：矢量圖格式的特點(diǎn)，三維真實(shí)感圖形的生成技術(shù)
1) 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)概論了解圖形的概念，理解圖像和圖形的區(qū)別。
2) 三維真實(shí)感圖形技術(shù)掌握三維真實(shí)感圖形的生成技術(shù)。
3) 矢量圖格式與繪圖軟件理解矢量圖格式的特點(diǎn)，了解常見的繪圖軟件
第7章多媒體視頻信息處理
重點(diǎn)：視頻的數(shù)字化過程，視頻文件的類型，YUV模型。難點(diǎn)：premiere的使用。
1) 視頻基礎(chǔ)知識(shí)理解視頻的定義、了解視頻的分類
2) 廣播電視信號(hào)及其標(biāo)準(zhǔn)了解廣播電視信號(hào)制式，理解YUV與RGB彩色模型。
3) 視頻的數(shù)字化過程掌握視頻的數(shù)字化過程，理解數(shù)字視頻的采樣格式
4) 視頻文件的類型和處理軟件理解視頻文件的類型，掌握premiere的使用。
第8章計(jì)算機(jī)動(dòng)畫
重點(diǎn)：計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的主要技術(shù)與方法
1) 計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的概念理解計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的定義。
2) 實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的主要技術(shù)與方法理解計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的主要技術(shù)與方法。
第9章多媒體數(shù)據(jù)壓縮與編碼
難點(diǎn)：統(tǒng)計(jì)、預(yù)測、變換編碼的工作原理，JPEG和MPEG壓縮編碼和算法。
1) 數(shù)據(jù)壓縮編碼技術(shù)概述理解有損壓縮和無損壓縮、理解對(duì)稱壓縮和不對(duì)稱壓縮。
2) 統(tǒng)計(jì)編碼、預(yù)測編碼、變換編碼理解統(tǒng)各種編碼的思想。
3) 靜態(tài)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)JPEG和運(yùn)動(dòng)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)MPEG掌握 JPEG和MPEG壓縮編碼原理。
第10章 多媒體電子出版物與著作工具
重點(diǎn)：理解多媒體著作工具的分類。難點(diǎn)：掌握Authorware的使用。
1) 多媒體著作工具了解多媒體著作工具的特點(diǎn)，理解多媒體著作工具的分類
2) 常用多媒體著作工具介紹了解常用的多媒體著作工具，掌握Authorware的使用
3) 教學(xué)方式及學(xué)時(shí)分配
4) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)
3 結(jié)束語
為了激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,筆者在近三年的教學(xué)過程中以“案例教學(xué)法”為導(dǎo)向，圍繞以上教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)了很多視頻、音頻、圖像、動(dòng)畫方面的實(shí)用案例，這些案例都是在我們的日常生活中能應(yīng)用到的，例如在圖像處理中制作個(gè)人證件照，視頻處理中給視頻制作字幕配背景音樂等等。在課程結(jié)束時(shí),絕大部分學(xué)生可以完成一個(gè)完整的多媒體作品,部分同學(xué)還將自己的作品上傳優(yōu)酷等視頻網(wǎng)站，有很高的點(diǎn)擊率。實(shí)踐證明,這些方法不僅提高了課程的教學(xué)效果，而且對(duì)學(xué)生今后的工作和生活也是非常有幫助的。
參考文獻(xiàn)：
[1] 鐘玉琢.多媒體技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用輔導(dǎo)與實(shí)驗(yàn)[M].北京:高等教育出版社,2005.
[2] 林宗福,多媒體技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指南[M].北京:高等教育出版社,2003.
關(guān)鍵詞 模糊數(shù)學(xué)理論；圖像處理；計(jì)算機(jī)；應(yīng)用
中圖分類號(hào)O1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2012）81-0117-02
模糊數(shù)學(xué)理論于1965年提出，它是對(duì)模糊性現(xiàn)象進(jìn)行研究和處理的方法和理論，模糊數(shù)學(xué)理論的基本概念是模糊集合。近年來，關(guān)于模糊數(shù)學(xué)理論的研究進(jìn)一步加深，模糊技術(shù)在眾多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)是借用計(jì)算機(jī)的識(shí)別和運(yùn)算功能來進(jìn)行圖像的處理，在圖像處理的過程中也會(huì)用到模糊數(shù)學(xué)理論，簡化圖像處理和調(diào)整的方法，提高圖像處理的準(zhǔn)確度和精確度。
1模糊數(shù)學(xué)理論概述
在日常生活中，我們經(jīng)常會(huì)用到高個(gè)、胖子、年輕、漂亮熱、善、好等形容詞，這些詞語只是對(duì)事物的大致描述，邊界比較模糊，在范圍上不能進(jìn)行明確的界定，這就和模糊數(shù)學(xué)理論相關(guān)。模糊數(shù)學(xué)理論就是對(duì)模糊性現(xiàn)象進(jìn)行分析和研究的方法和理論，該理論要重點(diǎn)把握模糊數(shù)學(xué)和隨機(jī)數(shù)學(xué)以及精確數(shù)學(xué)之間的關(guān)系，對(duì)模糊性現(xiàn)象進(jìn)行界定。因此，不僅生活中的模糊性現(xiàn)象比較多，工作中還會(huì)有許多模糊的問題，比如在確定水是否燒開的時(shí)候要對(duì)水的狀態(tài)和溫度進(jìn)行確定，但是由于模糊性，水的溫度和狀態(tài)都不能進(jìn)行明確的界定，需要運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)理論來分析和解決問題。近年來，模糊數(shù)學(xué)理論在模糊識(shí)別與控制、模糊評(píng)判、系統(tǒng)理論、醫(yī)學(xué)、信息檢索以及生物學(xué)方面都得到了廣泛的應(yīng)用，而計(jì)算機(jī)領(lǐng)域是模糊數(shù)學(xué)的重點(diǎn)研究領(lǐng)域。模糊數(shù)學(xué)理論可以解決計(jì)算機(jī)過于精確化的問題，幫助計(jì)算機(jī)對(duì)模糊信息進(jìn)行敏捷和靈活的處理。
2模糊數(shù)學(xué)理論在圖像處理中的應(yīng)用分析
圖像處理是利用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行圖像的編碼、圖像數(shù)字化、圖像分割、圖像增強(qiáng)、圖像分析和圖像復(fù)原，雖然圖像處理可以通過模擬技術(shù)和光學(xué)方法實(shí)現(xiàn)，但是圖像數(shù)字處理技術(shù)具有方便性和靈活性，數(shù)字圖像處理技術(shù)得到了重要的應(yīng)用。在用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理的過程中，要對(duì)圖像的清晰度、對(duì)比度和圖像顏色進(jìn)行處理，對(duì)圖像的藍(lán)、黃、紅三大基色進(jìn)行模糊的調(diào)動(dòng)和處理，提高圖像處理的質(zhì)量。
模糊數(shù)學(xué)理論對(duì)圖像融合的作用。圖像融合是提取有利信息來進(jìn)行高質(zhì)量圖像的綜合，提高原始圖像的光譜分辨率和空間分辨率，提高計(jì)算機(jī)對(duì)原始圖像信息的利用。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)圖像融合方法是對(duì)兩張圖像的簡單重疊，圖像融合的準(zhǔn)確性較低，模糊數(shù)學(xué)理論在圖像處理中的應(yīng)用就可以避免圖像融合準(zhǔn)確性較低的問題，圖像經(jīng)過處理之后的偏差率比較小。在圖像融合的過程中，圖像像素值會(huì)有一定程度的灰度值，圖像的變化主要是由這些灰度值來決定的，如果灰度值達(dá)到了一定的程度，圖像的性質(zhì)就會(huì)發(fā)生變化。通過對(duì)灰度值和圖像的關(guān)系分析可以發(fā)現(xiàn)，灰度值的變化影響著圖像的變化以及圖像效果的變化。因此，在利用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像融合處理的過程中，可以利用模糊理論，對(duì)灰度值與圖像變化之間的關(guān)系進(jìn)行進(jìn)行快速的推斷。計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力和圖像處理能力是非常強(qiáng)大的，通過對(duì)模糊數(shù)學(xué)理論的應(yīng)用可以較快速的得到圖像變化的范圍和結(jié)果，實(shí)現(xiàn)圖像融合的最佳效果。
模糊數(shù)學(xué)理論對(duì)圖像調(diào)整的作用。圖像調(diào)整一般都是對(duì)圖像顏色的調(diào)整，通過不同的顏色來實(shí)現(xiàn)不同的視覺效果和應(yīng)用效果，圖像顏色調(diào)整可以通過對(duì)比度的調(diào)整來實(shí)現(xiàn)。圖像效果有現(xiàn)代、古典、哥倫風(fēng)、經(jīng)典影樓以及其他效果，在利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像調(diào)整的過程中需要對(duì)圖像顏色值進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)圖像調(diào)整的最佳效果。但是在圖像處理的過程中會(huì)有一些較為特殊的圖像處理，在灰度值較大的圖像調(diào)整和處理中，要首先對(duì)圖像的灰度邊緣進(jìn)行調(diào)整，增加圖像的灰度值，通過對(duì)比來進(jìn)行圖像效果的分析。如果圖像的灰度值確定，可以通過灰度值的計(jì)算來掌握最大灰度值的計(jì)算，實(shí)現(xiàn)圖像的對(duì)比調(diào)整。模糊數(shù)學(xué)在圖像調(diào)整的過程中就是對(duì)對(duì)象對(duì)比度和圖像顏色值的調(diào)整，由于圖像處理效果沒有明確的界定，處理人員可以通過模糊的調(diào)整來實(shí)現(xiàn)不同的圖像處理效果。
模糊數(shù)學(xué)理論在其他圖像處理中的應(yīng)用。除了圖像融合和圖像調(diào)整，圖像融合還包括了圖像數(shù)字化、圖像編碼、圖像分割和圖像增強(qiáng)等，模糊數(shù)學(xué)理論在這些圖像處理中的效果也是非常明顯的。圖像增強(qiáng)是指使圖像變得更為清晰，使圖像滿足人們使用和計(jì)算機(jī)的要求。圖像增強(qiáng)包括了邊緣銳化、偽彩色處理和干擾抑制等，圖像增強(qiáng)不需要保持原圖像的色彩和強(qiáng)度，因此圖像處理人員可以采用模糊數(shù)學(xué)理論來進(jìn)行圖像的增強(qiáng)。而圖像分析是指對(duì)圖像的數(shù)據(jù)信息以及度量進(jìn)行抽取，得到圖像的數(shù)值結(jié)果，對(duì)圖像內(nèi)容進(jìn)行相關(guān)的描述，實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像信息的深度把握，圖像分析只是對(duì)圖像數(shù)值的簡單抽取，處理人員可以利用模糊數(shù)學(xué)理論來解決圖像分析和圖像分割過程中的各種模糊問題，實(shí)現(xiàn)較好的圖像處理效果，實(shí)現(xiàn)圖像的增強(qiáng)和復(fù)合，解決圖像處理中各種模糊問題。
3結(jié)論
模糊數(shù)學(xué)理論于上世紀(jì)的60年代提出，近年來在機(jī)械、化工、生物、醫(yī)學(xué)以及計(jì)算機(jī)領(lǐng)域得到了快速的發(fā)展，解決了各種模糊性的難題。圖像處理包括了圖像數(shù)字化、圖像分割、圖像融合、圖像增強(qiáng)以及圖像分析，模糊數(shù)學(xué)理論可以對(duì)圖像灰度值的變化范圍進(jìn)行分析和把握，解決灰度值變化和圖像色彩變化之間的關(guān)系問題，通過采取合適的灰度值來實(shí)現(xiàn)較好的圖像處理效果。因此，模糊數(shù)學(xué)理論可以有效的解決生活和工作中的各種模糊難題，實(shí)現(xiàn)問題的最佳解決。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：數(shù)字圖像；車牌識(shí)別；公安應(yīng)用
中圖分類號(hào)：TP391.41
1 數(shù)字圖像處理技術(shù)簡介
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，相關(guān)的數(shù)字圖像處理技術(shù)也在不斷地更新進(jìn)步著，數(shù)字圖像處理技術(shù)在公安領(lǐng)域和其他與國計(jì)民生休戚相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮越來越重要的作用。
1.1 數(shù)字圖像處理技術(shù)優(yōu)點(diǎn)
（1）易存儲(chǔ)，安全性強(qiáng)。圖像可以存儲(chǔ)在U盤、光盤等大容量的介質(zhì)中以及利用云存儲(chǔ)技術(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)，占用空間小，做好備份不會(huì)造成任何損壞和丟失，且不容易被盜失，安全性強(qiáng)。
（2）再現(xiàn)性好，靈活性強(qiáng)。數(shù)字圖像處理技術(shù)可避免圖像質(zhì)量因一系列操作變換而退化，確保處理圖像的再現(xiàn)性。此外數(shù)字圖像可以通過將圖像文件分類、分批存檔建立一套數(shù)據(jù)庫，對(duì)其進(jìn)行檢索來實(shí)現(xiàn)快速查找的目的，還可以隨時(shí)制作若干份拷貝數(shù)字圖像文件，并利用網(wǎng)絡(luò)和電子郵件瞬間將其傳送到目的地，大大提高工作效率。
（3）適用面廣，適用性強(qiáng)。處理圖像來源廣泛，經(jīng)不同信息源獲取的圖像在數(shù)字編碼后均可以進(jìn)行數(shù)字圖像處理。數(shù)字圖像處理技術(shù)具備復(fù)制、增強(qiáng)、減弱、翻轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)、縮放、均衡、清晰、分色等豐富的特效手段，通過各式數(shù)字圖像處理軟件可以方便快捷的進(jìn)行相關(guān)技術(shù)手段操作。
1.2 數(shù)字圖像處理技術(shù)常用方法
（1）圖像數(shù)字化。圖像數(shù)字化即將模擬圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像的過程。圖像數(shù)字化是以圖像的電子化作為基礎(chǔ)，先把模擬圖像轉(zhuǎn)變成電子信號(hào)，隨后再將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號(hào)。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字圖像處理操作，必須先把真實(shí)的圖像通過數(shù)字化轉(zhuǎn)變成計(jì)算機(jī)能夠接受的顯示和存儲(chǔ)格式，然后再用計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理。
（2）圖像壓縮編碼。在滿足一定保真度的要求下，對(duì)圖像壓縮編碼目的是去除多余數(shù)據(jù)減少表示數(shù)字圖像時(shí)需要的數(shù)據(jù)量，以便于圖像的存儲(chǔ)和傳輸。圖像壓縮編碼可分為兩類：一類壓縮是可逆的，即從壓縮后的數(shù)據(jù)可以完全恢復(fù)原來的圖像，信息沒有損失，稱為無損壓縮編碼；另一類壓縮是不可逆的，即從壓縮后的數(shù)據(jù)無法完全恢復(fù)原來的圖像，信息有一定損失，稱為有損壓縮編碼。
（3）圖像增強(qiáng)。即增強(qiáng)圖像中的有用信息，目的是要改善圖像的視覺效果，針對(duì)給定圖像的應(yīng)用場合，有目的地強(qiáng)調(diào)圖像的整體或局部特性，將原來不清晰的圖像變得清晰或強(qiáng)調(diào)某些攜有重要信息的圖像特征，明確識(shí)別出圖像中不同事物特征之間的差別，改善圖像質(zhì)量、豐富信息量，加強(qiáng)圖像判讀和識(shí)別效果，滿足某些特殊分析的需要。
（4）圖像復(fù)原。圖象復(fù)原是利用退化現(xiàn)象的某種先驗(yàn)知識(shí)，建立退化現(xiàn)象的數(shù)學(xué)模型，再根據(jù)模型進(jìn)行反向的推演運(yùn)算，以恢復(fù)原來的景物圖象。因而，圖象復(fù)原可以理解為圖象降質(zhì)過程的反向過程。
（5）圖像分割。圖像分割就是把圖像分成若干個(gè)特定的、具有獨(dú)特性質(zhì)的區(qū)域并提出感興趣目標(biāo)的技術(shù)和過程。它是由圖像處理到圖像分析的關(guān)鍵步驟。現(xiàn)有的圖像分割方法主要分以下幾類：基于閥值的分割方法、基于區(qū)域的分割方法、基于邊緣的分割方法以及基于特定理論的分割方法等。
（6）圖像分析。圖像分析一般利用數(shù)學(xué)模型并結(jié)合圖像處理的技術(shù)來分析底層特征和上層結(jié)構(gòu)，從而提取具有一定智能性的信息。圖像分析同圖像處理、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等研究內(nèi)容密切相關(guān)，而且相互交叉重疊。
2 數(shù)字圖像處理技術(shù)識(shí)別車牌在公安領(lǐng)域的應(yīng)用
2.1 識(shí)別車牌圖像的過程
（1）對(duì)車牌圖像進(jìn)行預(yù)處理。在進(jìn)行車牌定位之前要進(jìn)行車牌圖像的預(yù)處理，這是因?yàn)樵谶M(jìn)行數(shù)字圖像處理時(shí)，圖像質(zhì)量往往由于圖像傳送和轉(zhuǎn)換過程而降低，同時(shí)車牌圖從圖像中搜索出具有車牌特征的區(qū)域，根據(jù)車牌的不同特征，可以采用不同的定位方法，其中最常見的定位方法有：基于車牌顏色特征的方法，基于紋理分析的方法，基于灰度特征的投影方法，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法等。
（2）對(duì)車牌區(qū)域進(jìn)行校正處理。車牌定位提取出車牌區(qū)域后，由于攝像機(jī)的拍攝角度、車輛行駛狀況等其他因素影響，提取出的車牌區(qū)域存在一定的傾斜角度，所以通常都要對(duì)車牌字符圖像區(qū)域進(jìn)行水平傾斜校正處理。目前大部分的傾斜校正方法是根據(jù)車牌圖像存在邊框的確定，通過檢測邊框直線的傾斜角度，從而得到車牌圖像的傾斜角度，進(jìn)而利用檢測到的傾斜角度對(duì)車牌進(jìn)行校正。
（3）對(duì)車牌區(qū)域進(jìn)行定位。車牌定位的方法是利用車牌區(qū)域的特征來判斷車牌圖像，以避免對(duì)后續(xù)的車牌字符分割和識(shí)別操作產(chǎn)生影響，這是車牌識(shí)別的重要環(huán)節(jié)。從數(shù)字圖像處理技術(shù)的性質(zhì)來看，車牌定位主要分為基于灰度圖像的車牌定位和基于彩色圖像的車牌定位，兩種不同圖像的車牌定位各有利弊。
（4）對(duì)車牌字符進(jìn)行分割處理。相比于車牌定位只需要給出車牌在車輛圖像中的大概位置，車牌分割處理需要從車牌圖像中分割出精確的字符圖像，字符分割處理的好壞直接影響到車牌識(shí)別效果。字符分割常采用垂直投影法實(shí)現(xiàn)，是先將不同角度的的車牌圖片進(jìn)行水平投影性處理，然后去除圖像的水平邊框，再進(jìn)行垂直方向的投影，利用垂直投影法對(duì)斷裂字符進(jìn)行分割的效果較好，能夠達(dá)到精確識(shí)別車牌號(hào)碼的目的，可適用于復(fù)雜環(huán)境下拍攝的汽車圖像。
2.2 數(shù)字圖像處理技術(shù)識(shí)別車牌在公安實(shí)際工作應(yīng)用中遇到的問題
在公安日常實(shí)際辦案工作中，存在部分駕駛?cè)藶榱颂颖芄矙C(jī)關(guān)對(duì)違法行為的打擊查處，采用假牌、套牌或故意遮擋號(hào)牌等惡劣行為，另外還存在駕駛?cè)藢?duì)車牌疏于保養(yǎng)，致使車牌附著大量污垢而骯臟不堪或者車牌出現(xiàn)不同程度的磨損現(xiàn)象，這些往往導(dǎo)致攝取的車牌圖像信息很難識(shí)別甚至無法被識(shí)別，給公安交通管理機(jī)關(guān)和偵查機(jī)關(guān)對(duì)于非現(xiàn)場執(zhí)法工作帶來極大的挑戰(zhàn)。惡劣的道路交通氣候條件也是數(shù)字圖像處理技術(shù)識(shí)別車牌在公安領(lǐng)域應(yīng)用中遇到的普遍問題，通常由于雨雪、大霧、霧霾和雷電等天氣因素的影響，一方面導(dǎo)致長期處于室外的如道路監(jiān)控?cái)z像頭等車牌車輛信息攝取設(shè)備的工作壽命減短、設(shè)備性能減弱，另一方面也直接導(dǎo)致在惡劣氣候條件下所攝取的車牌圖像信息效果降低，使得車牌識(shí)別出現(xiàn)一定難度。
3 數(shù)字圖像技術(shù)識(shí)別車牌在公安領(lǐng)域的重要性
目前針對(duì)道路交通等非現(xiàn)場執(zhí)法的困境是，現(xiàn)有的交通視頻監(jiān)控、電子警察等執(zhí)法裝備對(duì)無法精確識(shí)別車輛身份，且識(shí)別率易受環(huán)境、駕駛車輛狀況等眾多客觀因素影響。因此，為了提升公安交通管理和打擊違法犯罪執(zhí)法能力，有必要進(jìn)一步引入先進(jìn)技術(shù)手段。數(shù)字圖像處理技術(shù)在當(dāng)今世界公安領(lǐng)域的應(yīng)用已非常普遍，應(yīng)用手段越來越豐富，功能也越來越強(qiáng)大，成為世界各國現(xiàn)代公安工作的必備工具。目前，數(shù)字圖像處理技術(shù)識(shí)別車牌的使用已經(jīng)成熟，體現(xiàn)出小工作量，高工作效率，低差錯(cuò)率，投入產(chǎn)出比高，方便易用等優(yōu)勢，對(duì)公安日常執(zhí)法管理工作的促進(jìn)作用明顯。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：數(shù)字；影視；制作1數(shù)字技術(shù)對(duì)于影視制作的意義
數(shù)字影視產(chǎn)生于20世紀(jì)80年代，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與傳統(tǒng)影視制作的結(jié)合產(chǎn)物。數(shù)字化技術(shù)的引入，大大簡化了影視的制作過程，節(jié)約了影視制作的時(shí)間，賦予了影視創(chuàng)作人員更多的想象和操作空間，使得創(chuàng)作人員能根據(jù)自己的設(shè)想對(duì)影視進(jìn)行創(chuàng)作。借助數(shù)字技術(shù)，很多傳統(tǒng)影視制作做不到的鏡頭可以完成。影片制作人員可以用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)影視進(jìn)行修飾，使得影視更加完美。
2數(shù)字技術(shù)在影視制作中的幾點(diǎn)應(yīng)用
2.1影視素材的數(shù)字化處理。
數(shù)字化非線性編輯系統(tǒng)引入影視制作后，制作人員可以通過加工處理無數(shù)個(gè)影像元素來拼湊影視中的某個(gè)景物，制作人員的創(chuàng)作空間明顯增大了。通過實(shí)地拍攝，制作人員可以獲得很多源素材，并利用專門的設(shè)備把源素材轉(zhuǎn)化為數(shù)字影視素材，進(jìn)而根據(jù)影視制作的需要，對(duì)這些數(shù)字影視素材進(jìn)行篩選、拼接等，最終得到一個(gè)富有真實(shí)感的影視畫面。這些影視素材分為以圖像為主的靜態(tài)素材和以視頻為主的動(dòng)態(tài)素材。（1）圖像的數(shù)字化處理。圖像作為一種靜態(tài)素材，是影視制作中不可或缺的。影視制作人員可以通過采集、掃描等方式將其數(shù)字化，然后通過Photoshop、Painter等圖像處理軟件制作出影視需要的效果。從現(xiàn)實(shí)世界中獲得數(shù)字圖像的過程稱為圖像的獲取，所使用的設(shè)備通稱為圖像獲取設(shè)備。例如，對(duì)照相底片進(jìn)行掃描輸入，用數(shù)字相機(jī)對(duì)選定的景物進(jìn)行拍攝。圖像獲取的過程其實(shí)就是模擬信號(hào)的數(shù)字化過程，它的處理主要分為四個(gè)步驟： 掃描、分色、取樣、量化。通過掃描，畫面被分為M×N個(gè)網(wǎng)格，每個(gè)網(wǎng)格稱為一個(gè)取樣點(diǎn)，用其亮度值來表示。這樣，一幅模擬圖像就轉(zhuǎn)換成了M×N個(gè)取樣點(diǎn)組成的陣列。再者，將彩色圖像的取樣點(diǎn)的顏色分解成3個(gè)基色（如R，G，B三基色）。最后通過取樣和量化，將一個(gè)以自然形式存在的圖像變換為適合計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字形式。此外，數(shù)字化圖像的數(shù)據(jù)量往往很大，為了方便圖像的傳輸與儲(chǔ)存，有時(shí)還需要采用編碼技術(shù)來壓縮其信息量。（2）視頻的數(shù)字化處理。視頻作為動(dòng)態(tài)影視素材，主要是影視制作人員通過實(shí)地拍攝，然后借助計(jì)算機(jī)把呈現(xiàn)在銀屏上的影像截取下來，并以相應(yīng)的格式存儲(chǔ)起來，從而獲得可利用的源視頻素材。再通過Premiere、DSP等視頻處理軟件做進(jìn)一步處理，從而為影視人員的創(chuàng)作提供材料。與圖像數(shù)字化的處理過程類似，視頻信號(hào)的數(shù)字化過程大體為：模擬視頻信號(hào)掃描采樣量化編碼數(shù)字視頻信號(hào)。需要注意的是通過數(shù)字?jǐn)z像機(jī)記錄的信號(hào)本身就是數(shù)字信號(hào)了，只是存儲(chǔ)在磁帶上而已，還需要將它從磁帶移植到硬盤。對(duì)視頻信號(hào)的采集，尤其是動(dòng)態(tài)視頻信號(hào)的采集需要較大的存儲(chǔ)空間。這就需要影視制作人員在采集視頻信號(hào)的過程中，使用帶有壓縮芯片的視頻采集卡對(duì)圖像進(jìn)行壓縮處理。此外，隨著計(jì)算機(jī)的數(shù)字非線性編輯技術(shù)的不斷發(fā)展，視頻的數(shù)字化剪輯成了可能。透過這項(xiàng)技術(shù)，影視制作人員可以將影視素材記錄到計(jì)算機(jī)中，進(jìn)而利用計(jì)算機(jī)的鼠標(biāo)和鍵盤對(duì)其進(jìn)行無形剪輯。這不僅提高了視頻剪輯的效率和質(zhì)量，還使得剪輯結(jié)果能得到反復(fù)的回放和檢驗(yàn)。數(shù)字非線性編輯技術(shù)不僅融合了傳統(tǒng)影視編輯的各種優(yōu)點(diǎn)，還拓展了視頻剪輯的功能，可謂是影視制作中的一項(xiàng)重大突破。
2.2影視合成的數(shù)字化
影像合成是影視制作中最重要的環(huán)節(jié)，它是將多種影視素材通過特效混合處理的過程。影視合成的手法有多種，如摳像、數(shù)字復(fù)制、鏡頭記錄等等。（1）摳像。一般的摳像就是吸取畫面中的某種顏色作為透明色，并將它從畫面中摳去，從而讓背景透出來，形成二層畫面的疊加合成。而有時(shí)候由于背景顏色不純凈，光線不均勻，摳像較為困難。如一些細(xì)微的物體：頭發(fā)絲、煙霧等。這時(shí)必須要利用專門摳像軟件，結(jié)合復(fù)雜的摳像算法進(jìn)行處理，才能達(dá)到令人滿意的效果。（2）數(shù)字復(fù)制。數(shù)字復(fù)制是影視合成常用的手法。如在拍攝大型的戰(zhàn)爭影視時(shí)，要實(shí)現(xiàn)千軍萬馬的場面，調(diào)動(dòng)成千上萬人的演員參演是很不現(xiàn)實(shí)的。為了凸顯畫面的真實(shí)感，就必須要利用數(shù)字復(fù)制技術(shù)。聘用少量的演員，進(jìn)行多次拍攝，然后通過數(shù)字復(fù)制，對(duì)這些演員進(jìn)行多次復(fù)制，使得他們遍布整個(gè)影視畫面，形成人上人海的大場景。如影片《拯救大兵瑞恩》，實(shí)際參演的只有200多人，而通過數(shù)字復(fù)制后，就變成數(shù)萬人了。（3）鏡頭記錄。固定鏡頭會(huì)大大降低影視的視覺沖擊效果，使得畫面呆板乏味。如何保證合成鏡頭有一致的鏡頭運(yùn)動(dòng)成了影視制作的一大難題。對(duì)此，《星球大戰(zhàn)》給我們提供了新的思路，該影片在拍攝時(shí)設(shè)計(jì)出了一套運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能對(duì)攝影機(jī)的運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行記錄，并且精準(zhǔn)地重復(fù)這種運(yùn)動(dòng)，確保在以后的拍攝中仍保持同樣的攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)。如今，通過對(duì)它的不斷改進(jìn)，影視制作人員已將它與電腦技術(shù)相結(jié)合，并能利用三維軟件中的虛擬攝影機(jī)來模擬和重復(fù)攝影機(jī)的運(yùn)動(dòng)。
2.3影視素材的數(shù)字化存儲(chǔ)
隨著計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)技術(shù)的迅猛發(fā)展，影視制作人員對(duì)數(shù)字化影視素材的存儲(chǔ)方式也在發(fā)生著改變，原來存在于膠片、磁帶的影像可以通過視頻壓縮技術(shù)，存儲(chǔ)在硬盤、光盤等穩(wěn)定可靠、容量大的存儲(chǔ)設(shè)備上。（1）影視素材的壓縮。由于視頻壓縮技術(shù)越來越成熟，影視素材的壓縮所造成的視頻信號(hào)損失也越來越小。因此，影視制作人員可以選擇適用的壓縮格式，對(duì)影視素材進(jìn)行壓縮后再進(jìn)行存儲(chǔ)，減少影視素材的存儲(chǔ)成本。目前，比較通用的兩種壓縮方式為MJPEG和MPEG。MJPEG技術(shù)是把運(yùn)動(dòng)的視頻序列當(dāng)成連續(xù)的靜止圖像來處理，這種壓縮方式能單獨(dú)壓縮每一幀，并在編輯過程中對(duì)每一幀進(jìn)行存儲(chǔ)。它能發(fā)送高質(zhì)量的圖片，生成完全動(dòng)畫等。MPEG則具有較好的兼容性，能夠提供更好的壓縮比，對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的損失較小。影視制作人員可根據(jù)不同的影視效果需要，靈活地選擇壓縮方式。（2）影視素材的硬盤存儲(chǔ)。硬盤存儲(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)在于它可以由多個(gè)硬盤組成一個(gè)磁盤陣列，存儲(chǔ)大量的影視素材。另外，由于它的讀取速度較快，方便檢索，影視制作人員可以將一些常用的數(shù)字化影視素材存于其中。（3）影視素材的光盤存儲(chǔ)。光存儲(chǔ)介質(zhì)的物理特性決定了光盤對(duì)病毒入侵具有很好的免疫作用。因此，利用光盤對(duì)影視素材進(jìn)行存儲(chǔ)有一個(gè)好處就是它的穩(wěn)定性高，數(shù)據(jù)不易丟失，能對(duì)影視素材起到很好地保護(hù)作用。另外，由于光盤的數(shù)據(jù)是靠非觸及性的激光來讀取的，影視制作人員在對(duì)影視資料進(jìn)行檢索的時(shí)候，沒有檢索磨損。
3結(jié)語
總之，影視制作的數(shù)字化已成為必然趨勢，數(shù)字化必將推動(dòng)影視制作設(shè)備的進(jìn)一步發(fā)展，促進(jìn)行業(yè)內(nèi)部的不斷提升。各大影視制作團(tuán)隊(duì)只有順應(yīng)這一發(fā)展潮流，不斷提高自己的數(shù)字技術(shù)水平，才能在整個(gè)行業(yè)中占有一席之地。參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù)；圖形圖像處理；圖像數(shù)字化；計(jì)算機(jī)現(xiàn)代化應(yīng)用；數(shù)字模式 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
中圖分類號(hào)：TP391 文章編號(hào)：1009-2374（2015）15-0061-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.15.031
改革開放以來，隨著計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展，從以前計(jì)算機(jī)寥寥無幾已發(fā)展到現(xiàn)在的幾乎家家戶戶都有。在進(jìn)入信息化時(shí)代的今天，快速有效率地獲取信息將直接影響到人們的思維和決策。我們感知事物的主要途徑就是圖畫，計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)不僅可以使人們所看到的圖形圖像更加清楚，也可以使圖像變得更加生動(dòng)具體。舉個(gè)日常生活中的例子，比如我們看到的3D電影、多媒體課件、photoshop圖像處理軟件等。計(jì)算機(jī)圖形圖像處理可以用于生活中很多方面，比如平面設(shè)計(jì)、網(wǎng)站設(shè)計(jì)、圖像處理等。計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)因?yàn)槠涮幚韴D形效果好、準(zhǔn)確性高、處理速度快等特點(diǎn)，使得計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)存在于許多領(lǐng)域，并且發(fā)揮著重要的作用。
1 計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)的含義
所謂計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)，就是利用電腦來把概念或數(shù)學(xué)模型所描繪的幾何圖形或者立體幾何圖形通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示、修改、儲(chǔ)存、壓縮來達(dá)到使圖像質(zhì)量得到增強(qiáng)的效果，并且可以用如幾何校正、灰度變換、去除噪聲等方法進(jìn)行圖像的改善，來使抽象、模糊、不真實(shí)的圖片變得更加生動(dòng)具體，來達(dá)到增加人們視覺效果的目的。簡而言之，就是利用計(jì)算機(jī)把圖片進(jìn)行加工處理，使圖像變得更加生動(dòng)。計(jì)算機(jī)圖像處理包括對(duì)數(shù)字圖像的處理、對(duì)數(shù)字圖像的分析與理解、結(jié)合傳感設(shè)備對(duì)實(shí)際事物的數(shù)字化圖像采集以及對(duì)圖像處理結(jié)果的數(shù)字化表達(dá)等。通過計(jì)算機(jī)可以把圖片從二維轉(zhuǎn)化成三維，增強(qiáng)圖片的真實(shí)感，使人身臨其境。
2 計(jì)算機(jī)圖形圖像設(shè)計(jì)的內(nèi)容
（1）計(jì)算機(jī)可以使圖像數(shù)字化，計(jì)算機(jī)可以把需要修改的圖片轉(zhuǎn)化成數(shù)字模式，便于計(jì)算機(jī)處理和識(shí)別，使計(jì)算機(jī)對(duì)圖片的處理更加準(zhǔn)確；（2）計(jì)算機(jī)可以把原有的照片增強(qiáng)或復(fù)原，照片的增強(qiáng)或復(fù)原是使照片增強(qiáng)著色的重要途徑，可以減少干擾和噪聲使圖像更加清晰；（3）計(jì)算機(jī)圖形圖像設(shè)計(jì)可以利用代數(shù)法、反投影法來進(jìn)行圖片的保真，達(dá)到重建圖像的目的。計(jì)算機(jī)可以利用采集到的數(shù)據(jù)來進(jìn)行圖像的還原；（4）計(jì)算機(jī)圖形圖像設(shè)計(jì)可以壓縮圖片，把圖像進(jìn)行編碼處理，來達(dá)到簡化圖片信息，方便圖片的運(yùn)輸?shù)哪康?；?）色彩的設(shè)計(jì)對(duì)計(jì)算機(jī)圖形圖像設(shè)計(jì)是十分重要的，要知道，我們?cè)u(píng)判圖像是否真實(shí)，最先觀察的就是圖像的色彩是否貼近生活，所以計(jì)算機(jī)圖形圖像設(shè)計(jì)可以把色彩變得更加逼真，讓人們感受到或真實(shí)或立體的圖片。
3 計(jì)算機(jī)圖形圖像設(shè)計(jì)在生活中的應(yīng)用
計(jì)算機(jī)圖形圖像由于有著操作方便靈活、效果好、準(zhǔn)確性高的處理特點(diǎn)，所以計(jì)算機(jī)圖形圖像設(shè)計(jì)在生活中的應(yīng)用有很多，比如網(wǎng)頁設(shè)計(jì)、平面設(shè)計(jì)、包裝設(shè)計(jì)、室內(nèi)設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等。例如生活中常見的photoshop軟件，通過這個(gè)軟件我們可以用來處理照片，包括添加文字、剪裁或者對(duì)照片進(jìn)行局部處理；還有計(jì)算機(jī)圖形圖像在工程制圖中的應(yīng)用，通過CAD軟件可以實(shí)現(xiàn)，它可以把事物變得具體，把平面的圖形用立體的形式表達(dá)出來由點(diǎn)到線、線到面、面到體，逐步擴(kuò)充，來達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷恼w構(gòu)造；計(jì)算機(jī)圖形圖像設(shè)計(jì)也可以在醫(yī)學(xué)中應(yīng)用，計(jì)算機(jī)圖形圖像設(shè)計(jì)可以把醫(yī)學(xué)中的影像信息轉(zhuǎn)變?yōu)槿S視圖，使醫(yī)生對(duì)病情的診斷得到大幅度提高。計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)可以在包裝設(shè)計(jì)得以應(yīng)用，計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)可以進(jìn)行排版、縮印、調(diào)整色調(diào)等工作，使包裝更加貼近人們生活；計(jì)算機(jī)圖形圖像設(shè)計(jì)應(yīng)用在動(dòng)畫設(shè)計(jì)中，動(dòng)畫是由一張張圖片拼接起來的，計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)可以使圖片變成動(dòng)畫，從而使動(dòng)態(tài)的圖片變得更加逼真，同時(shí)也能減少工作量，使動(dòng)畫表現(xiàn)出更加真實(shí)的規(guī)律，更容易讓人們接受……現(xiàn)如今計(jì)算機(jī)圖形圖像處理已經(jīng)分布在我們生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面，這種技術(shù)已經(jīng)發(fā)揮了巨大的作用，給人們以全新的視角和多維的空間看世界，讓我們的生活變得更豐富多彩。
4 計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)的發(fā)展前景
從進(jìn)入21世紀(jì)以來，計(jì)算機(jī)開始飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)圖形圖像發(fā)展技術(shù)已經(jīng)歷了30多年的發(fā)展，成為現(xiàn)在最活躍的技術(shù)之一。計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)也廣泛應(yīng)用到我們生活的各個(gè)方面，小到包裝設(shè)計(jì)、圖片處理，大到醫(yī)療制圖、工程設(shè)計(jì)。這些應(yīng)用不僅使我們的生活更加豐富多彩，而且使我們的視野變得更開闊。計(jì)算機(jī)圖形圖像設(shè)計(jì)豐富了我們的生活，比如3D電影，使我們?cè)诳措娪皶r(shí)身臨其境；用于醫(yī)療中，可以使醫(yī)療科技變得更發(fā)達(dá)，使我們的健康進(jìn)一步得到保證；用于繪制自然景物，計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)可以把自然景觀設(shè)計(jì)得十分真實(shí)，給人們帶來視覺上的強(qiáng)烈沖擊……根據(jù)計(jì)算機(jī)的圖形圖像技術(shù)所研究出的硬件軟件在日常生產(chǎn)、生活中就擁有著巨大的發(fā)展前景。這就需要我們建立較為完善的科學(xué)管理體系以及規(guī)范化的制度，讓計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)造福人類，使人們的生活變得豐富多彩。
5 結(jié)語
計(jì)算機(jī)圖形圖像的處理技術(shù)使計(jì)算機(jī)技術(shù)得到延伸與推廣，使計(jì)算機(jī)技術(shù)深入人們生活的方方面面，計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)開始發(fā)展于20世紀(jì)80年代，到現(xiàn)在有30多年的歷史，由于計(jì)算機(jī)圖形圖像的設(shè)計(jì)在人們生活生產(chǎn)中有巨大的適用空間，并且在日后的發(fā)展過程中對(duì)人們有著深遠(yuǎn)的影響和重要的意義，計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)顯然已成為計(jì)算機(jī)現(xiàn)代化應(yīng)用的重要方面之一，對(duì)人們的生活起到非常重要的促進(jìn)作用。計(jì)算機(jī)圖形圖像處理可以在醫(yī)療保健、航天航空、室內(nèi)設(shè)計(jì)、工程制圖等方面得到應(yīng)用，計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)創(chuàng)造了巨大的社會(huì)生產(chǎn)力，其自身也在不斷發(fā)展與進(jìn)步中越來越適應(yīng)人們的生產(chǎn)、生活。相信隨著計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)的不斷發(fā)展，我們的生活將會(huì)越來越好。
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[關(guān)鍵詞]數(shù)字圖像技術(shù) 刑事圖像 圖像增強(qiáng) 圖像處理
中圖分類號(hào)：TP 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）31-0203-01
隨著數(shù)字圖像技術(shù)的理論和方法的不斷進(jìn)步，它在刑事技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用也不斷的擴(kuò)展和深入，顯示出了無可比擬的優(yōu)勢和廣闊的發(fā)展前景。本文擬對(duì)數(shù)字圖像處理技術(shù)在刑事技術(shù)工作中的應(yīng)用作初步探討。
1、數(shù)字圖像處理的概念
圖像處理是指運(yùn)用一定的理論，使用特定的設(shè)備和技術(shù)方法，對(duì)已經(jīng)獲得的圖像進(jìn)行加工改造，達(dá)到某種特殊目的的一種技術(shù)。根據(jù)處理對(duì)象和方法不同，圖像處理可分為摹擬圖像處理和數(shù)字圖像處理兩大類。摹擬圖像處理的對(duì)象是具有連續(xù)色調(diào)的摹擬圖像，即客觀景物所生成的原始圖像。由于摹擬圖像大多可用一個(gè)連續(xù)函數(shù)來描述，所以摹擬圖像處理也稱作“連續(xù)圖像處理”。摹擬圖像處理是利用光學(xué)、化學(xué)等技術(shù)方法和相應(yīng)設(shè)備，對(duì)圖像本身進(jìn)行的加工和處理。例如在暗房中對(duì)正負(fù)片進(jìn)行減薄、加厚、變形矯正、放大、遮擋、著色、虛化、浮雕化、剪裁等。摹擬圖像處理精度較差，處理方式也不夠靈活。數(shù)字圖像處理是利用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行去除噪聲、增強(qiáng)、復(fù)原、分割、特征提取、圖像重建等處理的理論和方法的總稱。數(shù)字圖像處理的對(duì)象是數(shù)字圖像，即由一組帶有不同顏色，具有一定尺寸，被稱為像素的點(diǎn)有規(guī)律排列組成的。數(shù)字圖像的特點(diǎn)決定了數(shù)字圖像處理的靈活性。
2、數(shù)字圖像處理的內(nèi)容
在進(jìn)行數(shù)字圖像處理時(shí)，必須先將摹擬圖像數(shù)字化，即通過取樣與量化，將摹擬圖像變換成能夠用計(jì)算機(jī)識(shí)別和處理的數(shù)字形式。圖像數(shù)字化最常用的方法是掃描和數(shù)碼相機(jī)拍攝。在物證檢驗(yàn)中，常用的數(shù)字圖像處理技術(shù)包括：圖像增強(qiáng)、對(duì)比度增強(qiáng)、圖像的平滑處理、圖像的銳化處理、圖像消除背景處理、圖像的彩色增強(qiáng)處理、變形圖像矯正、圖像復(fù)原、圖像合成、圖像識(shí)別等。
3、數(shù)字圖像技術(shù)在刑事技術(shù)工作中的應(yīng)用
3.1 圖像采集、傳輸技術(shù)在刑事照相中的應(yīng)用
3.1.1 應(yīng)用于現(xiàn)場照相
傳統(tǒng)的刑事照相使用膠片照相，只有經(jīng)過拍照、暗房沖洗和印放的過程才能看到最終結(jié)果，工作中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題就會(huì)帶來不可挽回的損失。數(shù)碼照相的方法可以即時(shí)顯示結(jié)果，又無需化學(xué)沖洗等繁瑣過程，極大簡化了工作?，F(xiàn)場照相完成之后，可以將照片輸入計(jì)算機(jī)，可使用圖像處理軟件對(duì)數(shù)字照片進(jìn)行編輯、裁切、標(biāo)注、打印，按照刑事照相制卷質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制作成卷。現(xiàn)場照相獲取的各類物證圖像信息可借助各類公安圖像管理系統(tǒng)，如指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)、足跡查詢系統(tǒng)、人相識(shí)別系統(tǒng)等，進(jìn)行方便的歸檔、管理、查詢、傳報(bào)；也可借助于網(wǎng)絡(luò)傳輸發(fā)送到異地進(jìn)行移動(dòng)辦案或進(jìn)行網(wǎng)上，網(wǎng)上追逃等。
3.1.2 應(yīng)用于物證照相
物證照相中的分色照相技術(shù)根據(jù)物質(zhì)對(duì)不同色光的反射與吸收的特性不同，借助濾光鏡來加強(qiáng)被攝物體之間的色彩反差，從而分離物證與背景。如今數(shù)字圖像處理利用顏色模式與通道可以方便有效的實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖像的分色，基本淘汰了分色照相的方法。目前普通數(shù)碼相機(jī)感光范圍基本達(dá)到350-1100nm，而物證攝影專用的全波段ccd系統(tǒng)感光范圍達(dá)到200-1200nm，對(duì)遠(yuǎn)紅外、可見光、紫外光譜都有很好的響應(yīng)，可以方便的進(jìn)行長波紫外照相和紅外照相，以進(jìn)行文件字跡、體液、彈藥殘留、足跡等的顯見和檢驗(yàn)。
3.1.3 應(yīng)用于辨認(rèn)照相
利用數(shù)字圖像存儲(chǔ)與管理技術(shù)，對(duì)采集到的海量人犯面貌辨認(rèn)照片、尸體照片、物證辨認(rèn)照片進(jìn)行有效管理，可快速的進(jìn)行登記、查詢、比對(duì)等。對(duì)于一些面貌不易辨識(shí)的尸體照片，可以進(jìn)行適當(dāng)修復(fù)，改善辨認(rèn)條件。對(duì)于高度腐爛甚至白骨化的尸體可以使用顱像重合技術(shù)來辨認(rèn)尸源。計(jì)算機(jī)人像組合技術(shù)使得沒有專業(yè)繪畫功底的人員也能方便快速的組合出嫌疑人像，增加效率并降低由手工模擬畫像帶來的主觀性，使畫像的辨識(shí)度大幅提高。
3.2 圖像復(fù)原技術(shù)在刑事模糊圖像處理中的應(yīng)用。
圖像在采集、傳輸?shù)倪^程中，由于成像設(shè)備、外界條件、傳輸介質(zhì)、人為等各種因素而引起圖像質(zhì)量降低從而形成模糊圖像。圖像復(fù)原技術(shù)分析圖像退化的原因，試圖建立起精確的圖像退化模型，并對(duì)退化過程逆轉(zhuǎn)從而將退化圖像恢復(fù)本來面目。如監(jiān)控中運(yùn)動(dòng)車輛的車牌號(hào)碼識(shí)別是當(dāng)前刑事圖像復(fù)原的一個(gè)研究熱點(diǎn)。針對(duì)不同類型的退化圖像，圖像復(fù)原技術(shù)建立相應(yīng)的退化模型，運(yùn)用維納濾波、逆濾波等方法去除干擾和模糊。
3.3 圖像幾何矯正、標(biāo)注、測量技術(shù)為物證對(duì)比鑒定提供輔助工具
圖像幾何變換可實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像進(jìn)行坐標(biāo)變換、縮放、旋轉(zhuǎn)、變形、配準(zhǔn)等，是對(duì)圖像預(yù)先處理的常規(guī)方法。在物證檢驗(yàn)經(jīng)常出現(xiàn)存在于非平面客體上的痕跡，例如圓柱圓錐、彎曲物體的轉(zhuǎn)彎處、不規(guī)則弧面上的手印、文字等，變形的痕跡給檢驗(yàn)鑒定帶來極大的困難，可以預(yù)先運(yùn)用數(shù)字圖像處理的幾何變換方法矯正，降低工作難度。圖像的標(biāo)注和測量在物證鑒定中應(yīng)用最廣，傳統(tǒng)人工測量檢驗(yàn)操作復(fù)雜且誤差較大，而使用數(shù)字圖像測量比對(duì)技術(shù)，測量精確操作簡單。如對(duì)印章印文進(jìn)行測量比對(duì)、拼接比對(duì)；人相鑒定；筆跡分析鑒定；指紋對(duì)比鑒定；工具痕跡鑒定等工作均可以用數(shù)字圖像處理工具進(jìn)行輔助檢驗(yàn)。
3.4 圖像識(shí)別、比對(duì)、分析技術(shù)在刑事圖像內(nèi)容辨認(rèn)與分析中的作用
圖像識(shí)別與分析技術(shù)是建立在圖像測量的基礎(chǔ)之上自動(dòng)識(shí)別場景中的目標(biāo)特征，包括形狀、顏色、紋理、運(yùn)動(dòng)、空間等特征，從圖像信息得出數(shù)據(jù)和判斷等結(jié)論。這項(xiàng)技術(shù)在刑事圖像理解中有很重要的應(yīng)用價(jià)值。如在影像資料中對(duì)人物衣著、毒物等的識(shí)別；基于幾何形狀對(duì)比根據(jù)面部器官形態(tài)符合程度進(jìn)行自動(dòng)的人像識(shí)別與檢驗(yàn)；和法醫(yī)人類學(xué)相結(jié)合的通過比較無名顱骨與失蹤人照片的形態(tài)特征的顱骨與人相重合鑒定等。目前結(jié)合數(shù)據(jù)庫管理的指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，人像自動(dòng)識(shí)別比對(duì)，dna圖譜自動(dòng)檢索等廣泛應(yīng)用于刑事技術(shù)實(shí)戰(zhàn)中，極大提高工作效率和減輕工作強(qiáng)度。
3.5 數(shù)字圖像取證技術(shù)在刑事圖像鑒定中的應(yīng)用
隨著數(shù)字圖像技術(shù)的發(fā)展與圖像處理工具的廣泛普及，數(shù)字圖像的編輯修改變得異常簡單，偽造圖像的大量出現(xiàn)給社會(huì)安全穩(wěn)定帶來隱患，因此數(shù)字圖像取證技術(shù)成為當(dāng)前圖像處理與信息安全的研究熱點(diǎn)。數(shù)字圖像盲取證技術(shù)根據(jù)圖像自身的成像原理、場景特征、設(shè)備引入噪聲、篡改留痕的特征對(duì)可疑圖像運(yùn)用數(shù)學(xué)方法計(jì)算分析從而對(duì)圖像真?zhèn)巫龀隽炕蔫b定結(jié)論。圖像取證技術(shù)在刑事圖像領(lǐng)域主要應(yīng)用于數(shù)字圖像真實(shí)性與原始性的檢驗(yàn)。
3.6 數(shù)字圖像合成重建技術(shù)在刑事影像合成演示中的應(yīng)用
數(shù)字圖像合成技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)來形成圖像。數(shù)字圖像重建技術(shù)則利用輸入的空間、形態(tài)、時(shí)間等數(shù)據(jù)信息生成二維或三維圖像。目前這兩項(xiàng)技術(shù)在現(xiàn)場勘查、法醫(yī)人類學(xué)中已成功應(yīng)用。計(jì)算機(jī)人像組合技術(shù)可以根據(jù)目擊者的描述用數(shù)據(jù)庫中的面部器官部件組成人面部像，用于排查犯罪嫌疑人。計(jì)算機(jī)顱骨復(fù)原系統(tǒng)可以根據(jù)無名顱骨還原其生前的二維或三維頭像。在犯罪現(xiàn)場獲取的平面圖像與空間測量信息可利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)進(jìn)行影像與事件的三維重建，例如對(duì)現(xiàn)場三維圖像自動(dòng)生成，對(duì)犯罪事件進(jìn)行案情模擬演示等。
參考文獻(xiàn)
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[關(guān)鍵詞]X光檢測；鑄造零件；應(yīng)用
中圖分類號(hào)： T P 391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
1.生產(chǎn)率和X光檢測方法的分析
1.1生產(chǎn)率的概念和介紹
生產(chǎn)率即是生產(chǎn)效率，通常用P表示，用公式表示即是P=輸出（O）/輸入（I），顯然可以看出當(dāng)輸出較低、輸入高時(shí)，輸入大于輸出，生產(chǎn)率（P）偏小，若要使得生產(chǎn)率得到提高，就要在源頭上改變，增加輸出，降低輸入，從而使得生產(chǎn)狀態(tài)改變，生產(chǎn)率升高。相較于依靠普通自動(dòng)化提高生產(chǎn)率的方式來說，更科學(xué)有效的提高生產(chǎn)率的方法是改善產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量自然就會(huì)降低輸入，從而提高生產(chǎn)率，而依靠自動(dòng)化，當(dāng)輸出的自動(dòng)化得到提高，其輸入的自動(dòng)化程度也會(huì)提高，即使輸出的自動(dòng)化提高的程度高于輸入的自動(dòng)化提高程度，其對(duì)生產(chǎn)率的影響也是很有限的。
1.2 X光檢測零件缺陷的特點(diǎn)和優(yōu)勢
渦流法以及超聲波等零件缺陷檢測方法往往不能獲得完整的缺陷信息，并且通常只能發(fā)現(xiàn)零件表面缺陷問題，而X光實(shí)時(shí)檢測可以全面的獲取零件較為完整的時(shí)期，對(duì)零件內(nèi)部的缺陷信息也可以有效的獲取。X光實(shí)時(shí)檢測的優(yōu)勢：首先，利用X光檢測可以獲取零件的空間位置、幾何形狀、產(chǎn)品的大小等完整的信息。再有，X光實(shí)時(shí)檢測也有助于工廠的基礎(chǔ)管理，例如零件缺陷自動(dòng)識(shí)別能力較高，可以對(duì)于零件缺陷實(shí)時(shí)顯示，并能做出準(zhǔn)確的評(píng)估。另外，X光實(shí)時(shí)檢測還有操作簡單，與零件制造過程實(shí)施同步，可靠性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
1.3對(duì)X光檢測采用ADR的分析
所謂ADR，是Automatic Defect Recognition 的縮寫，是近年來常用到鑄件自動(dòng)缺陷識(shí)別中的軟件，這種軟件的應(yīng)用使得檢測零件缺陷無需人工檢驗(yàn)，降低了人工生產(chǎn)成本，也提高了鑄件缺陷識(shí)別的精確度。X光檢測常采用到X光圖像，X光圖像采用ADR的主要原因有兩個(gè)方面，首先，采用ADR可以將零件內(nèi)部的缺陷呈現(xiàn)出來，從而把零件進(jìn)行分類，提高零件鑄造的質(zhì)量，進(jìn)而提高生產(chǎn)率。ADR很大程度上降低了人力勞動(dòng)成本，保證了連續(xù)鑄造生產(chǎn)過程。再有，利用X光檢測的方法可以有效地獲取零件的相關(guān)信息，并通過X光機(jī)反饋這些零件的信息，在壓鑄時(shí)調(diào)整壓鑄機(jī)，從而保證零件鑄造過程缺陷程度降低，甚至幾乎不出現(xiàn)零件缺陷。這種過程利用ADR的目的就是將零件鑄造的零件缺陷率降低，從而提高零件的優(yōu)良率。而對(duì)于不合格的鑄造零件，X光圖像分析可以將其信息通過光纖反饋到鑄造機(jī)終端，再通過人工進(jìn)行觀察，分析缺陷鑄件缺陷程度以及趨勢，然后適當(dāng)調(diào)整鑄造的參數(shù)，從而及時(shí)修改缺陷鑄件，保證鑄件的質(zhì)量。
2 .影響X光檢測零件缺陷的難點(diǎn)
在X光檢測圖像中，一些呈現(xiàn)較小確很亮的結(jié)構(gòu)，往往被顏色較深、面積較大的區(qū)域包圍，這些區(qū)域就是鑄件有缺陷的地方，而質(zhì)地較為粗糙，呈現(xiàn)白顏色的區(qū)域便是沒有缺陷的位置。在進(jìn)行圖像分析時(shí)，查出那些很小卻很亮的細(xì)微組織，忽略那些白顏色、質(zhì)地粗糙的區(qū)域，然而，在實(shí)際操作中，會(huì)出現(xiàn)很多在測量和實(shí)際動(dòng)態(tài)尺寸之間的不確切的狀況，就拿一些影響X光檢測零件缺陷的難點(diǎn)來說：首先，缺陷位置的影響，在X光圖像分析中，可能會(huì)有很多缺陷重疊在一起，圖像會(huì)呈現(xiàn)出缺陷似乎出現(xiàn)在零件相同的位置。再有，缺陷對(duì)比度的影響，本文介紹的缺陷檢測方法是依靠零件缺陷和無缺陷區(qū)域的密度差異，在攝像機(jī)進(jìn)行照相時(shí)就需要給予圖像輸入系統(tǒng)充足的對(duì)比度，從而能在圖像上顯示具有對(duì)比度的區(qū)域。另外，鑄件的缺陷類型影響，當(dāng)X光圖像分析中出現(xiàn)大量的不同類型的鑄件缺陷以及其不同的變化，從而使得圖像分析不能完全按照預(yù)定的圖像作為參照?qǐng)D片進(jìn)行分析。還有圖像結(jié)構(gòu)影響，車輪X光圖像中一些圖像結(jié)構(gòu)肉眼看像是缺陷，實(shí)際不是，這樣也會(huì)影響自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)誤判。
3 .利用X光檢測解決問題
3.1采用X光檢測零件缺陷的原理
X光實(shí)時(shí)連鎖檢測包括圖像的產(chǎn)生和圖像的傳遞兩個(gè)過程，圖像的產(chǎn)生有X光發(fā)射管發(fā)射X光線、圖像增強(qiáng)器將圖像轉(zhuǎn)變?yōu)閄光檢測圖像、光學(xué)照相；而圖像的傳遞包括圖像數(shù)字化處理過程以及采用ADR軟件呈現(xiàn)X光圖像。X光實(shí)時(shí)連鎖檢測的原理是X光發(fā)射管照射待鑄零件，并通過圖像增強(qiáng)器將在探測器上的衰減圖像轉(zhuǎn)變?yōu)榭勺R(shí)別的圖像，并通過光學(xué)與照相，為工作人員提供一個(gè)可觀察的檢測圖像，而圖像數(shù)字化處理將可以觀察到的圖像處理加工成為可以對(duì)鑄件缺陷問題能夠評(píng)估和處理的檢測圖像。
3.2采用多級(jí)修正方法全方面進(jìn)行檢測零件缺陷
采用ADR軟件進(jìn)行缺陷識(shí)別體系主要包括圖像前期處理、深入探索鑄件可能存在的缺陷、核查鑄件的偽缺陷、虛假缺陷以及將鑄件的缺陷與用戶要求的標(biāo)準(zhǔn)鑄件進(jìn)行質(zhì)量比對(duì)等幾個(gè)方面。采用多級(jí)修正方法全方面進(jìn)行檢測零件缺陷可以簡便圖像處理，首先從原始X光圖象生成完美參考圖象；然后從原始X光圖象產(chǎn)生的參考衰減；再有，進(jìn)行邊界探測，高灰度值的地方即是輪廓邊界，進(jìn)行角落探測，內(nèi)角呈現(xiàn)亮灰色，外角呈現(xiàn)暗灰色；另外，測量缺陷區(qū)域的尺寸和密度并與用戶定義的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比。通過這幾項(xiàng)進(jìn)行多級(jí)修正，從而探索鑄件缺陷區(qū)域。
4 .X光檢測零件缺陷的實(shí)際應(yīng)用
4.1 ADR軟件的應(yīng)用
本文將人工鑄件缺陷識(shí)別和ADR軟件零件缺陷識(shí)別進(jìn)行比較，在一批車輪零件中，有85件優(yōu)良車輪零件和15件缺陷零件，將這批汽車零件通過不同的檢測站和不同的檢測人員來檢測，在沒有時(shí)間限制時(shí)，人工檢測可以發(fā)現(xiàn)所有的零件缺陷，而隨著相同缺陷率的零件批量增加時(shí)，零件質(zhì)量檢測人員都有3-6件的鑄件缺陷誤判率，而通過ADR軟件自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，不僅找到所有的汽車零件缺陷，效率方面也高于人工檢驗(yàn)。ADR軟件通過測量缺陷來發(fā)現(xiàn)其真實(shí)尺寸，而人工檢驗(yàn)員試圖看到的缺陷比實(shí)際的要小。這種影響隨檢驗(yàn)時(shí)間的延長和檢測數(shù)量的增多而加劇。
4.2 X光實(shí)時(shí)多級(jí)檢測的應(yīng)用
輻射防護(hù)附件和統(tǒng)計(jì)過程控制軟件是一個(gè)半自動(dòng)體系，輻射防護(hù)附件和客服通訊軟件是全自動(dòng)缺陷檢測體系。首先，AWIS自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)對(duì)車輪進(jìn)行拍照，并通過機(jī)器控制將車輪送到下一程序，然后車輪運(yùn)轉(zhuǎn)到具有輸出和輸入分隔的X光處理室，車輪再車輪傾斜臺(tái)滑入夾臺(tái)，進(jìn)行車輪的輪輻檢驗(yàn)，在這之后，將夾臺(tái)進(jìn)行一定角度的傾斜，從而利于檢測車輪輪轂質(zhì)量檢測，最后在提取車輪的X光圖像后進(jìn)行科學(xué)有效的檢測分析，按照規(guī)范，在檢驗(yàn)車輪每個(gè)區(qū)域后都需要平行旋轉(zhuǎn)一周或是三周以及更多周之后，對(duì)車輪質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估，做出優(yōu)良或是缺陷的評(píng)定，若是優(yōu)良，則檢驗(yàn)程序結(jié)束；若是缺陷，則檢驗(yàn)程序暫停。對(duì)于優(yōu)良的車輪零件輸出，貼好標(biāo)識(shí) ，待進(jìn)一步噴漆加工處理；對(duì)于報(bào)廢的零件破壞，進(jìn)行重溶。
5.結(jié)論
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的依靠鑄造前缺陷檢測和鑄造完成后質(zhì)量檢測的方式已經(jīng)不能滿足當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的需求，而X光檢測即可以保障產(chǎn)品的質(zhì)量，還可以提高零件的生產(chǎn)率和材料的利用率，本文對(duì)X光檢測鑄件缺陷進(jìn)行了探討，希望對(duì)鑄件缺陷識(shí)別有所幫助。
參考文獻(xiàn)
CCD的誕生讓人類有了將圖像數(shù)字化的工具,這在增強(qiáng)人類感知世界能力和豐富信息交互內(nèi)容的同時(shí),極大地促進(jìn)了人類生產(chǎn)力的發(fā)展。
與高錕共同分享本年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的,也是應(yīng)用科學(xué)成就的貢獻(xiàn)者,他們就是美國科學(xué)家威拉德•博伊爾(Willard S. Boyle)和喬治•史密斯(George E. Smith),他們因?yàn)榘l(fā)明了“成像半導(dǎo)體電路――電荷藕合器件圖像傳感器CCD”而獲此殊榮。
數(shù)字影像
因CCD而生
事實(shí)上,CCD的誕生也源自基礎(chǔ)光電物理學(xué)發(fā)展,其理論基礎(chǔ)是愛因斯坦的光電效應(yīng)―光可以轉(zhuǎn)化成為電信號(hào)。就在實(shí)用光纖研制成功的前一年,美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的博伊爾和史密斯發(fā)明了世界上第一個(gè)數(shù)字式圖像傳感器CCD。其工作原理是將光線轉(zhuǎn)換成電信號(hào),接著又被轉(zhuǎn)換為數(shù)字0和1。這些信號(hào)也可以被還原為圖像,每一個(gè)影像點(diǎn)叫作一個(gè)像素。這就實(shí)現(xiàn)了圖像的數(shù)字化獲取、存儲(chǔ)、傳輸、處理和重現(xiàn)。
40年來,CCD器件及其應(yīng)用技術(shù)的研究取得了驚人的進(jìn)展,特別是在圖像傳感和非接觸測量領(lǐng)域的發(fā)展更為迅速。隨著CCD技術(shù)和理論的不斷發(fā)展,CCD技術(shù)應(yīng)用的廣度與深度也越來越大。如今,數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、電影攝錄機(jī)、手機(jī)、監(jiān)控設(shè)備等眾多的數(shù)碼產(chǎn)品都使用了CCD部件。
2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者喬治•史密斯
另外,CCD還在醫(yī)療領(lǐng)域中有長足的應(yīng)用――深入人體進(jìn)行診斷或顯微手術(shù)。而按照諾貝爾評(píng)薦委員會(huì)所說,在海底和太空中CCD都得到了廣泛的應(yīng)用,“它可以捕捉到遙遠(yuǎn)天體和極小物體的影像。”
事實(shí)上,CCD在天文學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用是革命性的。對(duì)于天體發(fā)出的光芒,每一百個(gè)光子,傳統(tǒng)膠片和人眼都只能捕捉到1個(gè),而CCD能夠捕捉到90個(gè)。天文學(xué)家再也不用辛苦地守在望遠(yuǎn)鏡旁等待膠片曝光,第二天再一張張人工對(duì)比膠片找出星空的變化,他們現(xiàn)在只要在電腦上輕點(diǎn)鼠標(biāo)便能做到這些。CCD使得天文學(xué)家處理照片的效率大大提高。上世紀(jì)80年代設(shè)計(jì)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的時(shí)候,256萬像素的傳感器在當(dāng)時(shí)是一件嘆為觀止的事情。而今天,美國的開普勒號(hào)望遠(yuǎn)鏡正在用9500萬像素的CCD尋找與地球類似的行星。
未來,CCD最大的應(yīng)用并不在于影像的拾取,而在于基于CCD開發(fā)的一些有趣的應(yīng)用。雖然CCD是平面成像,現(xiàn)在已經(jīng)可以通過邊界判斷算法,實(shí)現(xiàn)一些簡單的識(shí)別功能。比如通過后臺(tái)的算法,把照片抽成一些邊界,然后根據(jù)邊界的變動(dòng),實(shí)現(xiàn)對(duì)被拍攝物體的判斷。現(xiàn)在的手勢控制電視,采用的就是這樣的設(shè)計(jì)。
有人進(jìn)一步拓展了這個(gè)理念,把它應(yīng)用于安保和監(jiān)控,攝像頭可以根據(jù)人的移動(dòng)而自行調(diào)整焦點(diǎn)和角度,從而形成人與物的互動(dòng),從而讓物也擁有類似人的反應(yīng)特性,進(jìn)而判斷人的行為,或行車是否安全等。
未來的器物通過CCD,也會(huì)變得更有人情味。比如電腦可以判定一個(gè)人的情緒,從而做出相應(yīng)的反應(yīng),而廚房也可以根據(jù)不同的心情和狀態(tài),調(diào)整燈光,甚至火焰的香味。
呼喚國產(chǎn)
關(guān)鍵詞：圖像處理；顏色信息；噪聲消除；NL法；Block；加權(quán)平均
1 概述
古舊影像數(shù)字化處理的同時(shí)，信號(hào)中包含的隨機(jī)噪聲將對(duì)圖像質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。為了消除此類噪聲，使得隨機(jī)噪聲消除的重要性凸現(xiàn)出來。針對(duì)這一現(xiàn)象，采用應(yīng)用數(shù)學(xué)手段進(jìn)行圖像處理的西班牙科學(xué)家A.Buades于2005年提出了Non Local Means濾去噪聲消除法（簡稱NL-Means算法）[1]，NL-Means算法思想起源于鄰域?yàn)V波算法，是對(duì)鄰域?yàn)V波算法的一種推廣，但是該方法的權(quán)值不再是由圖像中的單個(gè)像素灰度值和其它像素作對(duì)比而得到，而是對(duì)像素周圍整個(gè)區(qū)域的灰度分布做整體對(duì)比，根據(jù)灰度分布的相似性求得決定權(quán)值。
具體論NL-Means算法，是屬于具有代表性的非線性濾波技術(shù)。即目標(biāo)像素區(qū)域中心的圖像像素點(diǎn)與圖像內(nèi)已大量收集的參照區(qū)域的相似度進(jìn)行重合比對(duì)，用各個(gè)區(qū)域的中心像素點(diǎn)加權(quán)平均值替換目標(biāo)像素點(diǎn)的值的一種處理技術(shù)。采用NL-Means算法后，無論是圖像平坦部的噪聲區(qū)域消除性能，還是邊界部信號(hào)的保存性能，都取得了很好的效果，噪聲消除能力增強(qiáng)，使圖像質(zhì)量得以明顯提高。
2 改進(jìn)的NL-Means算法
NL-Means算法噪聲消除能力增強(qiáng)，使圖像質(zhì)量得以明顯提高。特別是圖像平坦部的噪聲區(qū)域的消除性能，以及邊界部信號(hào)的保存性能。但是，對(duì)于彩色圖像去噪的情形，因處理對(duì)象圖像而異，獨(dú)立處理后的各個(gè)RGB的組分產(chǎn)生色差現(xiàn)象的弊端可能存在，故采用了加權(quán)計(jì)算灰度的手段來避免[3]。
首先，傳統(tǒng)的NL-Means算法，對(duì)于輸入圖像的像素，從左上到右下進(jìn)行選擇，被選中的像素點(diǎn)的值被大量的周邊像素的像素值加權(quán)平均值替換。目標(biāo)區(qū)域與周邊像素中心區(qū)域比較，其相似度越高，加權(quán)平均的重合度設(shè)定值越高，相似的模板被平均化，達(dá)到噪聲消除目的（圖1）?？墒?，受噪聲影響，本來是相同模板的區(qū)域，其相似度是低的。類推之，本來相異的模板，其相似度相對(duì)要大，于是產(chǎn)生了圖像模糊的修復(fù)缺陷。
其次，作為評(píng)價(jià)手段的主觀質(zhì)量評(píng)價(jià)，經(jīng)過濾波后，用原圖與結(jié)果圖相比得到噪聲圖，將該圖乘以100 方便觀察[4]。噪聲圖分布越是均勻，包含的結(jié)構(gòu)信息越少，結(jié)論去噪的效果越好。
3 仿真模擬
首先，通過收集大量的各類的自然圖像像素區(qū)域，從左上至右下，根據(jù)其出現(xiàn)頻率的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，選擇基礎(chǔ)模板。出現(xiàn)頻率高的基礎(chǔ)模板，通常是自然圖像在大部區(qū)域，而出現(xiàn)頻率低的基礎(chǔ)模板，往往在圖像結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)出不具有相關(guān)性，即為噪聲（圖1），于是據(jù)此可以選出高頻度基礎(chǔ)模板（圖2）。
其次，圖像處理對(duì)象，即目標(biāo)圖像像素區(qū)域中，選擇與之相關(guān)聯(lián)的顏色基礎(chǔ)模板。在前一步所選出的基礎(chǔ)模板群中，細(xì)化再選擇與作為處理對(duì)象的目標(biāo)圖像像素區(qū)域關(guān)聯(lián)性強(qiáng)的基礎(chǔ)模板（圖3）。
再次，求相似度。利用前兩步選出的基礎(chǔ)模板，修正目標(biāo)像素區(qū)域值，再利用加權(quán)平均值替代目標(biāo)像素區(qū)域值，圖像所有像素的加權(quán)平均值如式（1）：
在傳統(tǒng)的NL-Means算法的基礎(chǔ)之上，研究出自適應(yīng)NL-Means算法，利用圖像基礎(chǔ)模板組合表現(xiàn)的性質(zhì)，找出與每一模板對(duì)應(yīng)的參數(shù)，算出相似度值的整體思路，以改進(jìn)NL-Means算法、提高算法的噪聲消除能力。
4 結(jié)束語
改進(jìn)后的NL-Means算法，其噪聲消除能力較原NL-Means算法有大幅的提高。在改進(jìn)算法的基礎(chǔ)之上，利用設(shè)置顏色閾值的方式對(duì)畫面運(yùn)動(dòng)幅度較弱的圖像處理進(jìn)行了模擬，視覺效果得到了明顯改善；對(duì)于動(dòng)態(tài)較強(qiáng)的圖像出現(xiàn)誤檢測、進(jìn)而產(chǎn)生誤修復(fù)現(xiàn)象，采用像素的加權(quán)平均值算法，使這個(gè)問題在一定程度上得到了改善。
參考文獻(xiàn)
[1]Buades， A.， et al.， A Non-Local Algorithm for Image Denoising， CVPR2005， IEEE Computer Society Conference.2， 2005：60-65.
[2]S.Kawata， et al.， Image Denoising via Nonlocal Means with Noise-robust Similarity， 1st IEEE Global Conf. on Consumer Electronics， 2012： 291-292.
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)；數(shù)字全息
0引言
全息技術(shù)是物理學(xué)中一重要發(fā)現(xiàn)，越來越多的應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。伴隨著CCD技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，全息技術(shù)也得到一次質(zhì)的飛躍，從傳統(tǒng)光學(xué)全息到數(shù)字全息。傳統(tǒng)光學(xué)全息將物光和參考光干涉得到全息照片來記錄光的振幅和相位信息，而數(shù)字全息則用CCD記錄物光和參考光的干涉，形成數(shù)字全息圖，再通過計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)處理全息圖。因此，影響數(shù)字全息技術(shù)發(fā)展有兩個(gè)重要方面：CCD技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)。本文將從計(jì)算機(jī)應(yīng)用方面闡述圖像處理技術(shù)在全息中的應(yīng)用。
1圖像處理技術(shù)
圖像是現(xiàn)代社會(huì)人們獲取信息的一個(gè)主要手段。人們用各種觀測系統(tǒng)以不同的形式和手段獲得圖像，以拓展其認(rèn)識(shí)的范圍。圖像以各種形式出現(xiàn)，可視的、不可視的，抽象的、實(shí)際的，計(jì)算機(jī)可以處理的和不適合計(jì)算機(jī)處理的。但究其本質(zhì)來說，圖像主要分為兩大類：一類是模擬圖像，包括光學(xué)圖像、照相圖像、電視圖像等。它的處理速度快，但精度和靈活性差。另一類是數(shù)字圖像。它是將連續(xù)的模擬圖像離散化后處理變成為計(jì)算機(jī)能夠辨識(shí)的點(diǎn)陣圖像。從數(shù)字上看，數(shù)字圖像就是被量化的二維采樣數(shù)組。它是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，具有精度高、處理方便和重復(fù)性好等特點(diǎn)。
圖像處理就是將圖像轉(zhuǎn)化為一個(gè)數(shù)字矩陣存放在計(jì)算機(jī)中，并采用一定的算法對(duì)其進(jìn)行處理。圖像處理的基礎(chǔ)是數(shù)學(xué)，最主要任務(wù)就是各種算法的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。目前，圖像處理技術(shù)已經(jīng)在很多方面有著廣泛的應(yīng)用。如通訊技術(shù)、遙感技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)、工業(yè)生產(chǎn)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等等。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同要求，可以將圖像處理技術(shù)劃分為許多分支，其中比較重要的分支有：①圖像數(shù)字化：通過采樣和量化將模擬圖像變成便于計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字形式。③圖像的增強(qiáng)和復(fù)原：主要目的是增強(qiáng)圖像中的有用信息，削弱干擾和噪聲，使圖像清晰或?qū)⑥D(zhuǎn)化為更適合分析的形式。③圖像編碼：在滿足一定的保真條件下，對(duì)圖像進(jìn)行編碼處理，達(dá)到壓縮圖像信息量，簡化圖像的目的。以便于存儲(chǔ)和傳輸。④圖像重建：主要是利用采集的數(shù)據(jù)來重建出圖像。圖像重建的主要算法有代數(shù)法、傅立葉反投影法和使用廣泛的卷積反投影法等。⑤模式識(shí)別：識(shí)別是圖像處理的主要目的。如：指紋鑒別、人臉識(shí)別等是模式識(shí)別的內(nèi)容。當(dāng)今的模式識(shí)別方法通常有三種：統(tǒng)計(jì)識(shí)別法、句法結(jié)構(gòu)模式識(shí)別法和模糊識(shí)別法。⑥計(jì)算機(jī)圖形學(xué)：用計(jì)算機(jī)將實(shí)際上不存在的，只是概念上所表示的物體進(jìn)行圖像處理和顯現(xiàn)出來。
2計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)在全息學(xué)中的應(yīng)用
圖像處理技術(shù)在全息中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在：一是計(jì)算全息，基于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)將計(jì)算機(jī)技術(shù)與光全息技術(shù)結(jié)合起來，通過計(jì)算機(jī)模擬、計(jì)算、處理，制作出全息圖。因此它可以記錄物理上不存在的實(shí)物。二是利用圖像的增強(qiáng)和復(fù)原，圖像編碼技術(shù)等對(duì)數(shù)字全息圖像質(zhì)進(jìn)行提高以及實(shí)現(xiàn)的各種算法。它的應(yīng)用大致可以分為兩大類，即空域法和頻域法：①空域法：這種方法是把圖像看作是平面中各個(gè)像素組成的集合，然后直接對(duì)這一二維函數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的處理?？沼蛱幚矸ㄖ饕邢旅鎯纱箢?一是領(lǐng)域處理法。其中包括梯度運(yùn)算(GradientAlgorithm)，拉普拉斯算子運(yùn)算(LaplacianOperator)，平滑算子運(yùn)算(SmoothingOperator)和卷積運(yùn)算(ConvolutionAlgorithm)。二是點(diǎn)處理法。包括灰度處理(greyprocessing)，面積、周長、體積、重心運(yùn)算等等。②頻域法：數(shù)字圖像處理的頻域處理方法是首先對(duì)圖像進(jìn)行正交變換，得到變換頻域系列陣列，然后再施行各種處理，處理后再反變換到空間域，得到處理結(jié)果。這類處包括:濾波、數(shù)據(jù)壓縮、特征提取等處理。
3模擬實(shí)驗(yàn)
本文運(yùn)用matlab軟件，利用圖像處理技術(shù)，編寫了程序，以模擬計(jì)算全息和實(shí)現(xiàn)全息圖像的濾波。圖1是計(jì)算全息實(shí)現(xiàn)流程圖。
本文將運(yùn)用matlab程序設(shè)計(jì)語言實(shí)現(xiàn)計(jì)算全息的制作、再現(xiàn)過程。標(biāo)有“涉”一字，圖像尺寸為1024像素×1024像素；。模擬實(shí)驗(yàn)中用到的參數(shù)為：激光模擬了氦氖激光器，波長為638.2nm；再現(xiàn)距離為40cm；因?yàn)樵嘉飯D的尺寸用像素為單位表示，所以像素分辨率為1。
從模擬實(shí)驗(yàn)中可以看出，數(shù)字全息的處理過程其實(shí)就是計(jì)算機(jī)圖像處理在全息技術(shù)的應(yīng)用過程。利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)對(duì)全息圖進(jìn)行了記錄，將物光和參考光干涉得到了全息圖。并利用圖像的增強(qiáng)和復(fù)原對(duì)圖像進(jìn)行了處理，以消除噪聲，得到更好的全息再現(xiàn)象。
本文僅模擬了計(jì)算全息的實(shí)現(xiàn)和再現(xiàn)過程，其實(shí)，計(jì)算機(jī)圖像處理在全息技術(shù)中的應(yīng)用是全方位的，用實(shí)驗(yàn)方法得到的全息圖中包含了更多的其他無用信息（噪聲），圖像處理技術(shù)在這里就顯得尤為重要。隨著計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，全息技術(shù)必然會(huì)迎來新的一輪發(fā)展和飛躍。超級(jí)秘書網(wǎng)：
參考文獻(xiàn)：
[1]周燦林，亢一瀾.數(shù)字全息干涉法用于變形測量.光子學(xué)報(bào)，2004，13（2）：171－173.
[2]劉誠，李銀柱，李良鈺等.數(shù)字全息測量技術(shù)中消除零級(jí)衍射像的方法[J].中國激光，2001，A28(11)：1024-1026.
關(guān)鍵詞： 計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)；數(shù)字全息
0 引言
全息技術(shù)是物理學(xué)中一重要發(fā)現(xiàn)，越來越多的應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。伴隨著CCD技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，全息技術(shù)也得到一次質(zhì)的飛躍，從傳統(tǒng)光學(xué)全息到數(shù)字全息。傳統(tǒng)光學(xué)全息將物光和參考光干涉得到全息照片來記錄光的振幅和相位信息，而數(shù)字全息則用CCD記錄物光和參考光的干涉，形成數(shù)字全息圖，再通過計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)處理全息圖。因此，影響數(shù)字全息技術(shù)發(fā)展有兩個(gè)重要方面：CCD技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)。本文將從計(jì)算機(jī)應(yīng)用方面闡述圖像處理技術(shù)在全息中的應(yīng)用。
1 圖像處理技術(shù)
圖像是現(xiàn)代社會(huì)人們獲取信息的一個(gè)主要手段。人們用各種觀測系統(tǒng)以不同的形式和手段獲得圖像，以拓展其認(rèn)識(shí)的范圍。圖像以各種形式出現(xiàn)，可視的、不可視的，抽象的、實(shí)際的，計(jì)算機(jī)可以處理的和不適合計(jì)算機(jī)處理的。但究其本質(zhì)來說，圖像主要分為兩大類：一類是模擬圖像，包括光學(xué)圖像、照相圖像、電視圖像等。它的處理速度快，但精度和靈活性差。另一類是數(shù)字圖像。它是將連續(xù)的模擬圖像離散化后處理變成為計(jì)算機(jī)能夠辨識(shí)的點(diǎn)陣圖像。從數(shù)字上看，數(shù)字圖像就是被量化的二維采樣數(shù)組。它是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，具有精度高、處理方便和重復(fù)性好等特點(diǎn)。
圖像處理就是將圖像轉(zhuǎn)化為一個(gè)數(shù)字矩陣存放在計(jì)算機(jī)中，并采用一定的算法對(duì)其進(jìn)行處理。圖像處理的基礎(chǔ)是數(shù)學(xué)，最主要任務(wù)就是各種算法的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。目前，圖像處理技術(shù)已經(jīng)在很多方面有著廣泛的應(yīng)用。如通訊技術(shù)、遙感技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)、工業(yè)生產(chǎn)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等等。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同要求，可以將圖像處理技術(shù)劃分為許多分支，其中比較重要的分支有：①圖像數(shù)字化：通過采樣和量化將模擬圖像變成便于計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字形式。③圖像的增強(qiáng)和復(fù)原：主要目的是增強(qiáng)圖像中的有用信息，削弱干擾和噪聲，使圖像清晰或?qū)⑥D(zhuǎn)化為更適合分析的形式。③圖像編碼：在滿足一定的保真條件下，對(duì)圖像進(jìn)行編碼處理，達(dá)到壓縮圖像信息量，簡化圖像的目的。以便于存儲(chǔ)和傳輸。④圖像重建：主要是利用采集的數(shù)據(jù)來重建出圖像。圖像重建的主要算法有代數(shù)法、傅立葉反投影法和使用廣泛的卷積反投影法等。⑤模式識(shí)別：識(shí)別是圖像處理的主要目的。如：指紋鑒別、人臉識(shí)別等是模式識(shí)別的內(nèi)容。當(dāng)今的模式識(shí)別方法通常有三種：統(tǒng)計(jì)識(shí)別法、句法結(jié)構(gòu)模式識(shí)別法和模糊識(shí)別法。⑥計(jì)算機(jī)圖形學(xué)：用計(jì)算機(jī)將實(shí)際上不存在的，只是概念上所表示的物體進(jìn)行圖像處理和顯現(xiàn)出來。
2 計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)在全息學(xué)中的應(yīng)用
圖像處理技術(shù)在全息中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在：一是計(jì)算全息，基于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)將計(jì)算機(jī)技術(shù)與光全息技術(shù)結(jié)合起來，通過計(jì)算機(jī)模擬、計(jì)算、處理，制作出全息圖。因此它可以記錄物理上不存在的實(shí)物。二是利用圖像的增強(qiáng)和復(fù)原，圖像編碼技術(shù)等對(duì)數(shù)字全息圖像質(zhì)進(jìn)行提高以及實(shí)現(xiàn)的各種算法。它的應(yīng)用大致可以分為兩大類，即空域法和頻域法：①空域法：這種方法是把圖像看作是平面中各個(gè)像素組成的集合，然后直接對(duì)這一二維函數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的處理?？沼蛱幚矸ㄖ饕邢旅鎯纱箢?一是領(lǐng)域處理法。其中包括梯度運(yùn)算(Gradient Algorithm)，拉普拉斯算子運(yùn)算(Laplacian Operator) ，平滑算子運(yùn)算(Smoothing Operator)和卷積運(yùn)算(Convolution Algorithm)。二是點(diǎn)處理法。包括灰度處理 (grey processing)，面積、周長、體積、重心運(yùn)算等等。②頻域法：數(shù)字圖像處理的頻域處理方法是首先對(duì)圖像進(jìn)行正交變換，得到變換頻域系列陣列，然后再施行各種處理，處理后再反變換到空間域，得到處理結(jié)果。這類處包括:濾波、數(shù)據(jù)壓縮、特征提取等處理。
3 模擬實(shí)驗(yàn)
本文運(yùn)用matlab軟件，利用圖像處理技術(shù)，編寫了程序，以模擬計(jì)算全息和實(shí)現(xiàn)全息圖像的濾波。圖1是計(jì)算全息實(shí)現(xiàn)流程圖。
本文將運(yùn)用matlab程序設(shè)計(jì)語言實(shí)現(xiàn)計(jì)算全息的制作、再現(xiàn)過程。標(biāo)有“涉”一字，圖像尺寸為1024像素×1024像素；。模擬實(shí)驗(yàn)中用到的參數(shù)為：激光模擬了氦氖激光器，波長為638.2nm；再現(xiàn)距離為40cm；因?yàn)樵嘉飯D的尺寸用像素為單位表示，所以像素分辨率為1。
從模擬實(shí)驗(yàn)中可以看出，數(shù)字全息的處理過程其實(shí)就是計(jì)算機(jī)圖像處理在全息技術(shù)的應(yīng)用過程。利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)對(duì)全息圖進(jìn)行了記錄，將物光和參考光干涉得到了全息圖。并利用圖像的增強(qiáng)和復(fù)原對(duì)圖像進(jìn)行了處理，以消除噪聲，得到更好的全息再現(xiàn)象。
本文僅模擬了計(jì)算全息的實(shí)現(xiàn)和再現(xiàn)過程，其實(shí)，計(jì)算機(jī)圖像處理在全息技術(shù)中的應(yīng)用是全方位的，用實(shí)驗(yàn)方法得到的全息圖中包含了更多的其他無用信息（噪聲），圖像處理技術(shù)在這里就顯得尤為重要。隨著計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，全息技術(shù)必然會(huì)迎來新的一輪發(fā)展和飛躍。
參考文獻(xiàn)：
[1]周燦林，亢一瀾.數(shù)字全息干涉法用于變形測量.光子學(xué)報(bào)，2004，13（2）：171－173.
[2]劉誠，李銀柱，李良鈺等.數(shù)字全息測量技術(shù)中消除零級(jí)衍射像的方法[J].中國激光，2001，A28(11)：1024-1026.
