图像处理中的模糊算法及实现

时间：2015-12-21 01:47:18 所属分类：计算机技术 浏览量:

摘要：图像处理技术是用计算机对图像进行分析，以达到所需结果的技术，又称影像处理。图像处理一般指数字图像处理,数字图像是指用数字摄像机、扫描仪等设备经过采样和数字化得到的一个大的二维数组，该数组的元素称为像素，其值为一整数，称为灰度值。而目前

摘要：图像处理技术是用计算机对图像进行分析，以达到所需结果的技术，又称影像处理。图像处理一般指数字图像处理,数字图像是指用数字摄像机、扫描仪等设备经过采样和数字化得到的一个大的二维数组，该数组的元素称为像素，其值为一整数，称为灰度值。而目前，我国图像处理水平远远落后于世界先进水平，技术的发展需求迫在眉睫。基于以上原因，本文研究了以模糊信息处理技术为基础的图像处理算法及其实现,用一个简单的程序实践图像处理算法。
　　关键词：图像处理；模糊技术；模糊算法；面向对象；类库函数　　
　　信息是自然界物质运动总体的一个重要方面，人们认识世界和改造世界就是要获得各种各样的信息。图像信息是人类获得外界信息的主要来源，因为大约有70%的信息是通过人眼获得的，而人眼获得的都是图像信息。在近代科学研究、军事技术、工农业生产、医学、气象及天文学等领域中，人们越来越多地利用图像信息来认识和判断事物，解决实际问题。例如:由于空间技术的发展，人造卫星拍摄了大量的地面和空间的照片，人们可以利用照片获得地球资源、全球气象和污染情况等;在医学上，医生可以通过X射线层析照像，观察到人体各部位的断层图像;在工厂，技术人员可以利用电视图像管理生产，由此可见图像信息的重要性。获得图像信息非常重要，但目的不仅仅是为了获得图像，而更重要的是将图像信息进行处理，在大量复杂的图像中找出我们所需要的信息。因此图像信息处理在某种意义上讲，比获得图像更为重要，尤其是在当今科学技术迅速发展的时代，对图像信息处理提出了更高的要求，以便更加快速、准确、可靠地获得有用信息。
　　一、图像是指景物在某种成像介质上再现的视觉信息
　　图像是具有特定信息的某种集合体，本质上可认为图像是数据的集合。为了研究和分析图像，需对图像进行必要的处理，常用的图像处理方法可分为下列几种:
　　（一）电学模拟处理把光强度信号转换成电信号，然后用电子学的方法，对信号进行加、减、乘、除、进行浓度分割、反差放大、彩色合成、光谱对比等。电视视频信号中常用它。近期发展较快的CCD模拟处理方法，是根据CCD的特性，有三种处理功能;①模拟延迟，改变时钟脉冲频率就能实现模拟;②多路调制把并列输入的信号转换成串行的时序信号，或者建立它的反变换，可实现数据信息的重新排列:③它能作各响应的滤波器，而滤波器就是一个信号处理装置。CCD模数处理在设备、成本方面都有很大的优越性，在滤波技术方面较计算机更易于实现。
　　（二）光学一计算机混合处理混合处理一是先用光学办法对图像作预处理，再用数字方法做精处理。因而兼备了二者的优点，在某些场合得到应用。
　　二、图像处理技术基础
　　（一）图像处理技术。
　　图像处理技术是用计算机对图像进行分析，以达到所需结果的技术，又称影像处理。图像处理一般指数字图像处理,数字图像是指用数字摄像机、扫描仪等设备经过采样和数字化得到的一个大的二维数组，该数组的元素称为像素，其值为一整数，称为灰度值。图像处理技术的主要内容包括图像压缩，增强和复原，匹配、描述和识别3个部分。
　　图像压缩，由数字化得到的一幅图像的数据量十分巨大，一幅典型的数字图像通常由500×500或1000×1000个像素组成。如果是动态图像，是其数据量更大。因此图像压缩对于图像的存储和传输都十分必要[2]。
有两类压缩算法，即不失真的方法和近似的方法。最常用的不失真压缩取空间或时间上相邻像素值的差，再进行编码。游程码就是这类压缩码的例子。近似压缩算法大都采用图像交换的途径，例如对图像进行快速傅里叶变换或离散的余弦变换。著名的、已作为图像压缩国际标准的JPEG和MPEG均属于近似压缩算法。前者用于静态图像，后者用于动态图像。它们已由芯片实现。
　　图像增强和复原,图像增强的目标是改进图片的质量，例如增加对比度，去掉模糊和噪声，修正几何畸变等；图像复原是在假定已知模糊或噪声的模型时，试图估计原图像的一种技术。图像增强按所用方法可分成频率域法和空间域法。前者把图像看成一种二维信号，对其进行基于二维傅里叶变换的信号增强。采用低通滤波（即只让低频信号通过）法，可去掉图中的噪声；采用高通滤波法，则可增强边缘等高频信号，使模糊的图片变得清晰。具有代表性的空间域算法有局部求平均值法和中值滤波（取局部邻域中的中间像素值）法等，它们可用于去除或减弱噪声。
　　（二）图像处理的应用。
　　在社会生产和科研活动中,人们要频繁的接触到图像,例如照片、图画、书报、医学x光片和卫星遥感图像等。图像是人们认识客观世界的重要知识来源。随着计算机的高速化和大容量化，图像信息的处理已成为可能口另外，由于摄像设备的小型化和高精度化，图像的画质有了显著改善。随着这些技术的进步，图像处理在工作站及个人计算机的小型机上已可以实现。数字图像出来主要采用计算机来实现，随着计算机软硬件技术的突飞猛进，以及图像处理的长足发展，使得数字图像处理技术无论在科学研究、工业生产、军事国防及现代管理决策部门等各行各业都得到越来越多的应用，其应用场合广阔、内容众多、形式新颖、门类齐全，可以说是方兴未艾，正向着实时化、大型化、小型化、远程化等多方面迅猛发展。
　　三、结论
　　总而言之，图像是指景物在某种成像介质上再现的视觉信息。图像是具有特定信息的某种集合体，本质上可认为图像是数据的集合。为了研究和分析图像，需对图像进行必要的处理。
　　图像处理是一项具有挑战性的课题，具有重要的理论意义和实际应用价值。本文在分析了图像处理技术的基础上，有利用模糊设计算法的思想，详细阐述了图像处理中的模糊算法以及其实现，应用实例来讲述一种较为简单的处理图像的方法，系统地分析了图像处理的基本知识，基本上掌握了在科学研究中获取知识的方法与途径。但是，也必须清楚地知道的是，我们对于图像处理的技术还处于很初级的水平，还有很多很多我们尚未解决的科研技术问题等待着我们去攻克，对于图像处理技术的研究工作任重而道远。　　
　　参考文献：
　　[1]陈天华.《数字图像处理》，清华大学出版社，2007年6月。
　　[2]王洪等.《图形图像处理》课程项目驱动教学研究[J].承德石油高等专科学校学报，2008

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