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摘要：針對目前計算機(jī)圖像處理技術(shù)在各行業(yè)的廣泛應(yīng)用，為深入探究其應(yīng)用優(yōu)勢及發(fā)展現(xiàn)狀，從計算機(jī)圖像處理技術(shù)概述開始分析，對其各類技術(shù)進(jìn)行介紹，并簡要分析其優(yōu)勢特點，進(jìn)而對其應(yīng)用過程進(jìn)行分析闡述，并重點討論該技術(shù)在各領(lǐng)域的具體應(yīng)用。分析表明，計算機(jī)圖像處理技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢顯著，在各行業(yè)實踐應(yīng)用方面發(fā)揮著極其重要的作用，有助于對該技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域以及未來發(fā)展前景提供一個總體性認(rèn)識。

關(guān)鍵詞：計算機(jī)圖像處理；技術(shù)概述；技術(shù)優(yōu)勢；應(yīng)用領(lǐng)域；發(fā)展前景

中圖分類號：TP391? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）35-0010-04

1 引言

在信息時代快速發(fā)展的背景下，計算機(jī)技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷延伸，為各行業(yè)人員提供幫助，降低工作難度，提高效率。與此同時，在互聯(lián)網(wǎng)時代，網(wǎng)民基數(shù)倍增，各種各樣的海量數(shù)據(jù)信息也隨之而來。當(dāng)然，這些信息不都是有用的，里面也不乏一些冗余無用的信息，計算機(jī)處理這些冗余信息不免會降低運行效率，浪費可用資源。對此，圖像處理作為計算機(jī)技術(shù)非常重要的學(xué)科分支之一，并作為一項比較先進(jìn)的處理技術(shù)，對數(shù)據(jù)信息的優(yōu)化具有不可輕視的優(yōu)勢地位。此技術(shù)可對圖像信息進(jìn)行識別處理，在處理質(zhì)量和處理效率方面具有很大優(yōu)勢，并且處理過程方便快捷，同時可滿足人們對圖像的特殊處理需求。由于技術(shù)的優(yōu)勢突出，圖像處理在各領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，例如醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、交通領(lǐng)域、司法領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域等。

2 計算機(jī)圖像處理技術(shù)概述

圖像處理具有交叉學(xué)科的性質(zhì)，一般的圖像處理是通過計算機(jī)技術(shù)對輸入圖像進(jìn)行特定處理，然后得到輸出圖像。在此過程中，需要用到各種技術(shù)，主要技術(shù)見下文。

2.1 圖像濾波

圖像在處理過程中會不可避免地產(chǎn)生噪點或失真的情況，導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降[1]。此時就需要對圖像進(jìn)行濾波操作，主要在保證圖像自身特征的情況下對其進(jìn)行噪聲控制?？衫闷交幚淼姆椒ǎ捎煤唵纹骄ㄓ嬎?，將像素點周圍的灰度值進(jìn)行平均計算，但所選區(qū)域大小會影響平滑效果，區(qū)域不宜過大也不宜過小，應(yīng)注意。同時，可利用“均值”或“中值”的濾波操作方法對其進(jìn)行去噪操作，將圖像的像素信號按照灰度值進(jìn)行排序[2]，將均值或中間值作為灰度值替換，從而實現(xiàn)去噪，提高圖像質(zhì)量。處理前后對比如圖1所示[1]。

2.2 圖像增強

圖像增強技術(shù)旨在突出圖像的重點，同時弱化瑕疵。在過程中可能會用到銳化、濾鏡等技術(shù)，通過相關(guān)軟件可對圖像的色彩以及清晰度等方面進(jìn)行增強，例如可將黑白圖像轉(zhuǎn)化為彩色圖像，增加顏色飽和度，采用銳化技術(shù)增加圖像對比度，借助邊緣銳化技術(shù)使圖像更加清晰，能夠結(jié)合視覺和光覺效應(yīng)，使圖像更加清晰，更加添具色彩沖擊感。增強效果如圖2所示，增強處理后白斑區(qū)域邊緣更加清晰，利于觀察。

2.3 圖像修復(fù)

在外界因素的干擾下，圖像可能存在質(zhì)量下降或者模糊不清的情況，也就是與正常圖像相比圖像受損，此時，就需要通過圖像修復(fù)技術(shù)對受損圖像進(jìn)行修復(fù)。在進(jìn)行圖像修復(fù)前，一個重要的環(huán)節(jié)就是首先確定圖像受損的原因，明確受損原因后，充分利用修復(fù)技術(shù)對圖像受損位置進(jìn)行復(fù)原，對受損位置建立合適模型，并利用適當(dāng)?shù)乃惴ūM可能地對圖像進(jìn)行修復(fù)操作，保證圖像質(zhì)量下降和模糊的因素消除。

2.4 圖像編碼壓縮

當(dāng)圖像占據(jù)存儲空間較大容量時，可以采用編碼壓縮的方式降低圖像所占容量，并且可以將其中的冗余數(shù)據(jù)去除，編碼壓縮后，由于容量變小，圖像傳輸?shù)男蕰蟠筇岣?，同時，選用恰當(dāng)?shù)膱D像編碼壓縮方式，并不會對圖像本身質(zhì)量造成損害。目前，圖像編碼壓縮的主要方法有MPEG、JPEG等[1]，其壓縮處理過程如圖3所示。

2.5 圖像分割

圖像分割的技術(shù)，目的在于將所需要的區(qū)域分離出來，以便更好地進(jìn)行圖像識別、圖像分析和圖像理解?；谶吘壍姆指?、基于區(qū)域的分割和基于紋理的分割等都是圖像分割常用的方法[3]。倘若想針對某一確定邊緣或區(qū)域進(jìn)行分析，就可以通過圖像分割技術(shù)將其分離出來，這樣，便可以提高效率并提高分析的準(zhǔn)確性。

2.6 圖像識別

圖像識別，顧名思義，就是對圖像進(jìn)行識別分析，并提取其特征信息，據(jù)此將圖像進(jìn)行分類[4]。在圖像識別之前，圖像一般需要經(jīng)過預(yù)處理操作，例如對圖像進(jìn)行降噪、增強、邊緣處理等操作。圖像識別常用的方法有統(tǒng)計圖像識別方法、結(jié)構(gòu)圖像識別方法和模糊圖像識別方法。

3 計算機(jī)圖像處理的優(yōu)勢

3.1 再現(xiàn)性好

對于經(jīng)過圖像處理的圖像，需要保障這些圖像原有的特征并不會由于處理后而消失或者受損。無論是圖像濾波、圖像增強，還是圖像編碼壓縮等技術(shù)都可以確保其基本特征信息不被破壞，對其進(jìn)行有效處理，可以很好地保證圖像的質(zhì)量不受任何干擾。因此，計算機(jī)圖像處理具有良好的再現(xiàn)性，可以確保圖像經(jīng)過處理后原有特征會被破壞。

3.2 精確性高

目前，計算機(jī)圖像處理技術(shù)發(fā)展迅速，可以同時處理多張圖像，并且在處理精度上相較于傳統(tǒng)的人工處理更加精確。這是由于圖像處理可以將圖像進(jìn)行數(shù)字化，并且計算機(jī)的運算速度極快，完全可以滿足圖像處理的需求。反觀傳統(tǒng)的人工圖像處理，在處理速度上遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上計算機(jī)圖像處理，并且針對圖像中的不易被發(fā)現(xiàn)的特征，人工往往會忽略。然而，傳統(tǒng)的人工圖像處理并不完全劣于計算機(jī)圖像處理，由于人工存在主觀性，可以對圖像進(jìn)行特定處理。在這一點上，可以通過優(yōu)化計算機(jī)圖像處理算法，以便達(dá)到更好的圖像處理效果。

3.3 處理速度快

在處理速度方面，由于人們平時會接收到大量信息，其中不乏一些冗余無用的信息。人們追求方便快捷，對處理速度方面要求很高，對此，計算機(jī)圖像處理恰好可以滿足人們對處理速度的需求。在精確性優(yōu)勢中也提到計算機(jī)圖像處理可以將圖像進(jìn)行數(shù)字化，同時計算機(jī)的運算速度極快，綜合這兩個方面，計算機(jī)圖像處理在處理速度方面優(yōu)勢明顯。

4 計算機(jī)圖像處理技術(shù)的應(yīng)用過程

在了解了計算機(jī)圖像處理技術(shù)后，其應(yīng)用過程也是一個很重要的方面。計算機(jī)圖像處理的應(yīng)用過程一般包括四個方面：獲取圖像信息、圖像預(yù)處理、特征抓取、分類圖像信息。在獲取圖像信息階段，主要通過計算機(jī)和各種傳感器來獲取信息，然后將所獲取信息進(jìn)行數(shù)字化，有助于計算機(jī)后續(xù)的分析處理；獲取圖像信息后，就需要對圖像進(jìn)行預(yù)處理，該操作目的在于從大量的信息中提取具有價值的信息，將那些冗余無用的信息剔除，然后將所提取信息傳給圖像識別模塊進(jìn)行識別處理；在特征抓取階段，目的在于滿足人們對指定特征的需要。例如，在交通領(lǐng)域，倘若駕駛員在駕駛汽車的過程中，存在某些違法行為，此時就需要針對駕駛員的特征進(jìn)行抓取；特征抓取后，需要對圖像信息進(jìn)行分類，當(dāng)然，分類需要遵循特定規(guī)則，例如，駕駛員的違法行為，可以根據(jù)駕駛員不同的違法行為進(jìn)行分類，分類圖像信息的目的在于將獲取的大量特征信息進(jìn)行分析整理，能夠更好地展現(xiàn)出計算機(jī)圖像處理的優(yōu)勢。

5 計算機(jī)圖像處理的具體應(yīng)用領(lǐng)域

5.1 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

醫(yī)學(xué)的發(fā)展離不開新時代新技術(shù)的支持，計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步對其產(chǎn)生的影響不可忽視，以往在醫(yī)學(xué)方面遇到的難題，通過計算機(jī)技術(shù)便可以很好地解決。其中，計算機(jī)圖像處理技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用極為廣泛[5]，為醫(yī)生更好地判斷患者病情提供巨大幫助，極大地推動了醫(yī)學(xué)的發(fā)展，例如CT、B超、X光等。在CT應(yīng)用中，圖像質(zhì)量對CT影像質(zhì)量極為關(guān)鍵[6]，因而，利用計算機(jī)圖像處理技術(shù)對其進(jìn)行圖像處理的優(yōu)勢就顯得更加明顯，倘若CT影像質(zhì)量很差，醫(yī)生判斷患者病情的準(zhǔn)確性就會大大下降，甚至?xí)?dǎo)致病情判斷錯誤，造成嚴(yán)重后果。對此，發(fā)揮好計算機(jī)圖像處理技術(shù)的優(yōu)勢就顯得尤為重要，對圖像進(jìn)行有效處理，增強圖像對比度，優(yōu)化圖像密度，為醫(yī)生的判斷提供更好的幫助。在B超應(yīng)用中，一般來說，B超圖像很容易受到噪聲的干擾，導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降，通過計算機(jī)圖像處理的技術(shù)對其進(jìn)行有效的降噪操作，能夠很好地降低噪聲對圖像的干擾，如此，便可提高醫(yī)生分析圖像的效率，并提高對患者病情判斷的準(zhǔn)確性。若能夠進(jìn)一步優(yōu)化該技術(shù)，可以借助計算機(jī)的優(yōu)勢幫助醫(yī)生診斷病情，再結(jié)合醫(yī)生自身的主觀性，準(zhǔn)確性會大大提高。當(dāng)然，該技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的其他方面也有很好的運用，如超聲圖像、體視化技術(shù)、內(nèi)窺鏡、核磁共振等各方面均發(fā)揮著重要作用。

5.2 交通領(lǐng)域的應(yīng)用

計算機(jī)圖像處理技術(shù)應(yīng)用于交通領(lǐng)域時可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢。在計算機(jī)圖像處理技術(shù)早期應(yīng)用階段，主要用于信息采集，車輛識別等。通過對計算機(jī)圖像處理技術(shù)的不斷優(yōu)化與交通智能化的不斷推進(jìn)，該項技術(shù)的優(yōu)勢越發(fā)明顯[7]。通過在道路口安裝監(jiān)控及拍攝設(shè)備，可以將駕駛員的違規(guī)駕駛行為進(jìn)行拍攝留存，并通過計算機(jī)圖像處理技術(shù)對圖像進(jìn)行有效處理，準(zhǔn)確判斷駕駛員如何違規(guī)駕駛，在降低交通違規(guī)率方面發(fā)揮了極其重要的作用。在輔助駕駛方面，利用計算機(jī)圖像處理技術(shù)，圖像經(jīng)過有效處理后，可以實時判斷路況信息，當(dāng)汽車遇到可能出現(xiàn)的危險時，系統(tǒng)可以自動判斷危險信息，并將危險信號提前告知駕駛?cè)藛T，避免車輛發(fā)生交通事故，最大程度上保證駕駛?cè)藛T的安全問題。近年來，自動駕駛技術(shù)被大力提倡，若能將該技術(shù)普遍推廣，可以降低疲勞駕駛率，從而有效避免可能發(fā)生的交通事故。自動駕駛技術(shù)中，計算機(jī)圖像處理技術(shù)的作用不容忽視，在車輛行駛過程中，需要隨時判斷交通路況，并監(jiān)測路況信息，以更好地遵守交通規(guī)則，并防止交通事故的發(fā)生。倘若圖像處理粗糙，處理速度較慢，就會增加車輛對交通判斷的錯誤率，由此看來，計算機(jī)圖像處理技術(shù)的處理速度快和精確度高就顯得尤為重要。

5.3 司法領(lǐng)域的應(yīng)用

在司法領(lǐng)域，計算機(jī)圖像處理技術(shù)發(fā)揮著極大的作用，為公安機(jī)關(guān)在案件偵破方面提供強有力的幫助，增加了公安機(jī)關(guān)的破案率[8]。目前，監(jiān)控覆蓋率大大提高，在重點公共區(qū)域甚至達(dá)到100%，但即使監(jiān)控覆蓋率達(dá)到100%，由于環(huán)境等因素也會導(dǎo)致圖像不清晰，從而無形地增加了案件偵破難度。利用計算機(jī)圖像處理技術(shù)，對不清晰的監(jiān)控圖像進(jìn)行有效處理，提高圖像的清晰度以及對比度，精確識別作案人員的外貌信息，從而確定作案人員的身份信息，對案件偵破提供有效幫助。當(dāng)遇到圖像信息受損或者圖像信息缺失，導(dǎo)致無法得到關(guān)鍵信息時，通過計算機(jī)圖像處理技術(shù)對圖像進(jìn)行修復(fù)，使得圖像信息完整，得到缺失的關(guān)鍵信息。

5.4 軍事領(lǐng)域的應(yīng)用

以往定位目標(biāo)以及觀測目標(biāo)信息使用人工觀測，不僅在精確性上不占優(yōu)勢，而且在速度方面也會花費很長時間。隨著計算機(jī)圖像處理技術(shù)以及遙感技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，通過遙感圖像，可以精確定位目標(biāo)位置及其他所需信息[9]。由于目前使用無人偵察機(jī)來拍攝圖像信息，在實際情況中，不免會受到天氣、地形以及其他可能出現(xiàn)的因素影響，導(dǎo)致圖像質(zhì)量嚴(yán)重下降，對目標(biāo)信息獲取的精確性也會嚴(yán)重下降，對此，計算機(jī)圖像處理技術(shù)通過圖像增強、圖像修復(fù)、圖像分割等技術(shù)可以有效消除由于天氣、環(huán)境等因素導(dǎo)致的圖像受損情況。另外，在軍事演習(xí)以及日常訓(xùn)練中，計算機(jī)圖像處理技術(shù)在觀測地形信息也發(fā)揮著不可替代的作用，通過圖像處理技術(shù)有效消除圖像質(zhì)量的受損影響，使圖像更加清晰，以達(dá)到現(xiàn)場勘測的效果。

5.5 農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

近年來，我國農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展迅速，計算機(jī)圖像處理技術(shù)在其中發(fā)揮了推動作用。在農(nóng)作物生長期間，通過無人機(jī)對農(nóng)作物生長情況進(jìn)行拍攝記錄，并通過計算機(jī)圖像處理技術(shù)對圖像進(jìn)行識別，對圖像質(zhì)量較差的圖像進(jìn)行降噪以及修復(fù)處理，以此消除不良影響。對圖像處理后，通過對圖像農(nóng)作物信息特征進(jìn)行提取并分析，通過對特征的分析判斷農(nóng)作物的生長狀況并預(yù)測其生長趨勢[10]。另外，在農(nóng)作物生長階段，可以實時監(jiān)測農(nóng)作物生長環(huán)境，例如，監(jiān)測田間病蟲害情況，通過圖像識別分析，判斷蟲害是否對農(nóng)作物產(chǎn)生較大影響，進(jìn)而判斷是否需要對病蟲害采取措施進(jìn)行防治，這樣可以大大減少人力、財力、物力。其二，我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化不斷推進(jìn)，在農(nóng)業(yè)采摘階段，通過機(jī)器進(jìn)行采摘，在過程中，通過拍攝圖像信息，并對圖像進(jìn)行識別、處理、分析，判斷農(nóng)作物是否成熟，進(jìn)而控制機(jī)器對其是否進(jìn)行采摘，在此階段，可以大大減少體力勞動，提高生產(chǎn)效率。

6 計算機(jī)圖像處理技術(shù)的發(fā)展前景

信息技術(shù)不斷發(fā)展，人類社會不斷進(jìn)步，對計算機(jī)圖像處理技術(shù)的需求會越來越高。發(fā)展計算機(jī)圖像處理技術(shù)旨在為社會作出更大貢獻(xiàn)，要想讓其應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大，充分發(fā)揮其優(yōu)勢是關(guān)鍵。該技術(shù)的未來前景應(yīng)該繼續(xù)優(yōu)化并擴(kuò)大其優(yōu)勢面，例如，在精確性方面，應(yīng)該朝著對圖像處理清晰度更高，能夠?qū)Ω⒃膱D像區(qū)域處理方面發(fā)展，以便以后能夠應(yīng)用于需要微觀操作的領(lǐng)域。其二，在處理速度方面，人們普遍使用信息技術(shù)獲取信息，海量數(shù)據(jù)出現(xiàn)在人們面前，其中不乏冗余無用信息，對計算機(jī)圖像處理技術(shù)的處理速度有著更大的需求，對此，應(yīng)該重視對圖像處理的速度以及傳輸方面的發(fā)展。其三，未來計算機(jī)圖像處理技術(shù)會應(yīng)用于更廣的領(lǐng)域，對于不同領(lǐng)域需要用到不同算法，因而需要對其算法進(jìn)行優(yōu)化更新，以便各領(lǐng)域能夠更好地應(yīng)用該技術(shù)。

7 結(jié)束語

計算機(jī)圖像處理技術(shù)作為計算機(jī)技術(shù)的重要學(xué)科分支之一，其技術(shù)優(yōu)勢顯著，在各領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，推動了行業(yè)發(fā)展以及社會進(jìn)步，對人們工作生活作出了巨大貢獻(xiàn)，同時進(jìn)一步推動了信息化處理應(yīng)用與人類社會的快速發(fā)展?，F(xiàn)代信息技術(shù)不斷發(fā)展，各行業(yè)對信息化、機(jī)械化的要求不斷提高，為進(jìn)一步提高計算機(jī)圖像處理技術(shù)在各行業(yè)的應(yīng)用成效，需要對該技術(shù)的發(fā)展更加成熟，同時在應(yīng)用過程中，加強與其他技術(shù)的結(jié)合使用，才能更好地發(fā)揮其優(yōu)勢，促進(jìn)社會行業(yè)發(fā)展。

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