張坤平許昌電氣職業(yè)學(xué)院電氣工程系（許昌技師學(xué)院）

數(shù)字信號處理的發(fā)展及其在圖像處理中的應(yīng)用

張坤平
許昌電氣職業(yè)學(xué)院電氣工程系（許昌技師學(xué)院）

隨著計(jì)算機(jī)信息的快速發(fā)展，數(shù)字信號處理在計(jì)算機(jī)發(fā)展的基礎(chǔ)之上開始被廣泛運(yùn)用。數(shù)字信號處理技術(shù)在圖像處理中的應(yīng)用，對圖像處理技術(shù)的發(fā)展有著非常大的促進(jìn)作用。數(shù)字圖像處理技術(shù)就是以數(shù)字信號處理為基礎(chǔ)的圖像處理技術(shù)，是一種將圖像的信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號并且通過計(jì)算機(jī)技術(shù)對其進(jìn)行編碼、增強(qiáng)、復(fù)原、提取以及去除噪音等等，并在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。本文重點(diǎn)對數(shù)字信號處理在圖像處理中的應(yīng)用展開研究。

數(shù)字信號；圖像處理；應(yīng)用；發(fā)展

數(shù)字信號處理技術(shù)是一種將信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字的形式來表示處理的理論與技術(shù)，就是借助數(shù)值計(jì)算的方式對信號進(jìn)行加工處理的中理論與技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)行業(yè)的不斷深入的發(fā)展，其涉及到的行業(yè)領(lǐng)域也越來越廣泛。數(shù)字信號處理技術(shù)依靠著計(jì)算機(jī)的發(fā)展而開始被廣泛的運(yùn)用。數(shù)字信號處理技術(shù)在圖像處理中的應(yīng)用，對圖像處理技術(shù)的發(fā)展有著非常大的促進(jìn)作用。數(shù)字圖像處理技術(shù)就是以數(shù)字信號處理為基礎(chǔ)的圖像處理技術(shù)，是一種將圖像的信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號并且通過計(jì)算機(jī)技術(shù)對其進(jìn)行編碼、增強(qiáng)、復(fù)原、提取以及去除噪音等等[1]，并在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，尤其在圖像處理領(lǐng)域的應(yīng)用，為各個(gè)行業(yè)帶來了新的技術(shù)服務(wù)。

一、數(shù)字信號處理的發(fā)展

數(shù)字信號處理技術(shù)以一種將圖片、聲音以及視頻等等模擬的信息通過一系列的處理技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化成數(shù)字形式的一種技術(shù)，簡稱DSP。DSP也會被用到將模擬信息轉(zhuǎn)化之后進(jìn)行輸出。數(shù)字信號處理技術(shù)是一種應(yīng)用型的理論性技術(shù)。數(shù)字信號處理技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)信息的高速傳輸，并且成本較低，精確靈活等，這都是數(shù)字信號處理技術(shù)快速的發(fā)展的原因。數(shù)字信號處理技術(shù)在信號傳輸?shù)倪^程中具有非常高的穩(wěn)定性用戶可靠性，在傳輸過程中不受溫度的影響與干擾，所以數(shù)字信號處理技術(shù)在規(guī)模較大的集成電路中廣受歡迎。

數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展起源于20世紀(jì)60年代數(shù)字信號處理理論的出現(xiàn)，隨即同世紀(jì)80年代產(chǎn)生數(shù)字信號處理技術(shù)，開始了數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展道路。一直到同世紀(jì)90年代開始飛速發(fā)展，數(shù)字信號處理技術(shù)在工業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，一度成為人們常用的工業(yè)術(shù)語。直至今日，信號處理技術(shù)的發(fā)展猶在繼續(xù)，其自身獨(dú)有的技術(shù)與理論的優(yōu)勢，迅速的占領(lǐng)數(shù)字電視、移動通信、電子消費(fèi)等領(lǐng)域，為數(shù)字化的發(fā)展帶來了核心的力量。

二、數(shù)字信號處理技術(shù)在圖像處理中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化已經(jīng)融進(jìn)了人們生活中的方方面面，數(shù)字化時(shí)代即將來臨。數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展為諸多領(lǐng)域帶來了新的發(fā)展力量。數(shù)字信號處理技術(shù)在圖像處理中的應(yīng)用，推動了數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展。20世紀(jì)70年代，數(shù)字圖像處理技術(shù)在計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展的推動下，開始快速的發(fā)展，尤其是90年代，數(shù)字圖像處理開始被廣泛的適用在各個(gè)領(lǐng)域。

數(shù)字信號處理技術(shù)在圖像中的處理中的應(yīng)用主要可以分為幾個(gè)領(lǐng)域，首先是對圖像的獲取與輸出，數(shù)字圖像的獲取與輸出是通過數(shù)字處理技術(shù)將計(jì)算機(jī)本身不能接收的圖像信號轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)可以接受的數(shù)字信號，并且可以將這些圖像信息按照需要顯示出來。常見的數(shù)字圖像獲取的途徑有數(shù)碼相機(jī)、掃描儀等，而輸出的設(shè)備主要有打印機(jī)、投影儀以及顯示器等等。如圖1。

圖1　數(shù)字圖像處理流程圖

數(shù)字信號處理技術(shù)在圖像處理技術(shù)中的應(yīng)用還體現(xiàn)在圖像變換中，當(dāng)需要處理的圖像的陣列非常大時(shí)，如果在空間域中直接處理就會需要很大的計(jì)算量，因此運(yùn)用數(shù)字信號處理技術(shù)來進(jìn)行間接的及處理，將空間域的處理變成換域處理，不僅僅能夠減少計(jì)算量，并且還提高了計(jì)算的準(zhǔn)確性，為圖像的變換的發(fā)展起到推動作用。

再次就是在圖像編碼的壓縮技術(shù)中的應(yīng)用，就是通過對圖像的信息進(jìn)行編碼，并且要有一定的保真度，以壓縮圖片的數(shù)據(jù)量，減少存儲空間以及在傳輸過程中的時(shí)間。

數(shù)字信號處理技術(shù)在圖像分割技術(shù)中的應(yīng)用，將圖像中有意義的部分進(jìn)行提取，對圖像進(jìn)行一步的識別、分析和處理，這是數(shù)字信號處理技術(shù)在圖像處理中的關(guān)鍵技術(shù)之一。

數(shù)字信號處理技術(shù)在圖像描述中的應(yīng)用是對一些簡單的二值圖像運(yùn)用幾何特性進(jìn)行描述，一般圖像的描述方式主要是二維形狀，隨著數(shù)字處理技術(shù)的發(fā)展，三維形狀的圖像描述已經(jīng)開始發(fā)展。圖像描述實(shí)施圖像的識別與理解的前提[2]。

最后就是對圖像的檢測和識別，圖像的識別與檢測主要是通過對圖像的處理，然后對圖形進(jìn)行分割與特征提取，以方便對圖像進(jìn)行解釋與理解，來確定圖像中的目標(biāo)及位置等。

三、結(jié)語

數(shù)字信號處理技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代社會中的信息處理技術(shù)的核心，隨著科學(xué)技術(shù)與工業(yè)水平的不斷發(fā)展，未來對信息處理技術(shù)的要求也會越來越高，數(shù)字處理技術(shù)當(dāng)前還沒有完全的挖掘出其所有的應(yīng)用技術(shù)，因此數(shù)字信號處理技術(shù)仍然要不斷的增強(qiáng)技術(shù)水平，挖掘其潛在的技術(shù)應(yīng)用，來滿足不斷擴(kuò)大的需求。數(shù)字信號處理在圖像處理中的應(yīng)用就是其應(yīng)用技術(shù)中的一個(gè)分支，在圖像處理技術(shù)中的發(fā)展，為圖像處理技術(shù)開辟了嶄新的發(fā)展道路，并且也一直在不斷發(fā)展的路上，為人類的科技、生活帶來更好的服務(wù)技術(shù)，推動人類生活水平的推高，促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。

[1]王瑋，魏永旺，郝婧.淺談數(shù)字信號處理的發(fā)展及其在圖像處理中的應(yīng)用[J].IT技術(shù)論壇，2008（29）

[2]王紅偉，淺談數(shù)字圖像處理技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J].應(yīng)刷質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)化

張坤平（1982-），女，漢，河南省鞏義人，碩士研究生，助教，研究方向：控制理論與控制工程。