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圖像處理中的模糊算法及實(shí)現(xiàn)
摘要：圖像處理技術(shù)是用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行分析，以達(dá)到所需結(jié)果的技術(shù)，又稱(chēng)影像處理。圖像處理一般指數(shù)字圖像處理,數(shù)字圖像是指用數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、掃描儀等設(shè)備經(jīng)過(guò)采樣和數(shù)字化得到的一個(gè)大的二維數(shù)組，該數(shù)組的元素稱(chēng)為像素，其值為一整數(shù)，稱(chēng)為灰度值。而目前，我國(guó)圖像處理水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于世界先進(jìn)水平，技術(shù)的發(fā)展需求迫在眉睫�；谝陨显颍疚难芯苛艘阅：畔⑻幚砑夹g(shù)為基礎(chǔ)的圖像處理算法及其實(shí)現(xiàn),用一個(gè)簡(jiǎn)單的程序?qū)嵺`圖像處理算法。
關(guān)鍵詞：圖像處理；模糊技術(shù)；模糊算法；面向?qū)ο�；�?lèi)庫(kù)函數(shù)
信息是自然界物質(zhì)運(yùn)動(dòng)總體的一個(gè)重要方面，人們認(rèn)識(shí)世界和改造世界就是要獲得各種各樣的信息。圖像信息是人類(lèi)獲得外界信息的主要來(lái)源，因?yàn)榇蠹s有70%的信息是通過(guò)人眼獲得的，而人眼獲得的都是圖像信息。在近代科學(xué)研究、軍事技術(shù)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)學(xué)、氣象及天文學(xué)等領(lǐng)域中，人們?cè)絹?lái)越多地利用圖像信息來(lái)認(rèn)識(shí)和判斷事物，解決實(shí)際問(wèn)題。例如:由于空間技術(shù)的發(fā)展，人造衛(wèi)星拍攝了大量的地面和空間的照片，人們可以利用照片獲得地球資源、全球氣象和污染情況等;在醫(yī)學(xué)上，醫(yī)生可以通過(guò)X射線層析照像，觀察到人體各部位的斷層圖像;在工廠，技術(shù)人員可以利用電視圖像管理生產(chǎn)，由此可見(jiàn)圖像信息的重要性。獲得圖像信息非常重要，但目的不僅僅是為了獲得圖像，而更重要的是將圖像信息進(jìn)行處理，在大量復(fù)雜的圖像中找出我們所需要的信息。因此圖像信息處理在某種意義上講，比獲得圖像更為重要，尤其是在當(dāng)今科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的時(shí)代，對(duì)圖像信息處理提出了更高的要求，以便更加快速、準(zhǔn)確、可靠地獲得有用信息。
一、圖像是指景物在某種成像介質(zhì)上再現(xiàn)的視覺(jué)信息
圖像是具有特定信息的某種集合體，本質(zhì)上可認(rèn)為圖像是數(shù)據(jù)的集合。為了研究和分析圖像，需對(duì)圖像進(jìn)行必要的處理，常用的圖像處理方法可分為下列幾種:
�。ㄒ唬╇妼W(xué)模擬處理把光強(qiáng)度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后用電子學(xué)的方法，對(duì)信號(hào)進(jìn)行加、減、乘、除、進(jìn)行濃度分割、反差放大、彩色合成、光譜對(duì)比等。電視視頻信號(hào)中常用它。近期發(fā)展較快的CCD模擬處理方法，是根據(jù)CCD的特性，有三種處理功能;①模擬延遲，改變時(shí)鐘脈沖頻率就能實(shí)現(xiàn)模擬;②多路調(diào)制把并列輸入的信號(hào)轉(zhuǎn)換成串行的時(shí)序信號(hào)，或者建立它的反變換，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的重新排列:③它能作各響應(yīng)的濾波器，而濾波器就是一個(gè)信號(hào)處理裝置。CCD模數(shù)處理在設(shè)備、成本方面都有很大的優(yōu)越性，在濾波技術(shù)方面較計(jì)算機(jī)更易于實(shí)現(xiàn)。
�。ǘ┕鈱W(xué)一計(jì)算機(jī)混合處理混合處理一是先用光學(xué)辦法對(duì)圖像作預(yù)處理，再用數(shù)字方法做精處理。因而兼?zhèn)淞硕叩膬?yōu)點(diǎn)，在某些場(chǎng)合得到應(yīng)用。
二、圖像處理技術(shù)基礎(chǔ)
（一）圖像處理技術(shù)。
圖像處理技術(shù)是用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行分析，以達(dá)到所需結(jié)果的技術(shù)，又稱(chēng)影像處理。圖像處理一般指數(shù)字圖像處理,數(shù)字圖像是指用數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、掃描儀等設(shè)備經(jīng)過(guò)采樣和數(shù)字化得到的一個(gè)大的二維數(shù)組，該數(shù)組的元素稱(chēng)為像素，其值為一整數(shù)，稱(chēng)為灰度值。圖像處理技術(shù)的主要內(nèi)容包括圖像壓縮，增強(qiáng)和復(fù)原，匹配、描述和識(shí)別3個(gè)部分。
圖像壓縮，由數(shù)字化得到的一幅圖像的數(shù)據(jù)量十分巨大，一幅典型的數(shù)字圖像通常由500×500或1000×1000個(gè)像素組成。如果是動(dòng)態(tài)圖像，是其數(shù)據(jù)量更大。因此圖像壓縮對(duì)于圖像的存儲(chǔ)和傳輸都十分必要[2]。
有兩類(lèi)壓縮算法，即不失真的方法和近似的方法。最常用的不失真壓縮取空間或時(shí)間上相鄰像素值的差，再進(jìn)行編碼。游程碼就是這類(lèi)壓縮碼的例子。近似壓縮算法大都采用圖像交換的途徑，例如對(duì)圖像進(jìn)行快速傅里葉變換或離散的余弦變換。著名的、已作為圖像壓縮國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的JPEG和MPEG均屬于近似壓縮算法。前者用于靜態(tài)圖像，后者用于動(dòng)態(tài)圖像。它們已由芯片實(shí)現(xiàn)。
圖像增強(qiáng)和復(fù)原,圖像增強(qiáng)的目標(biāo)是改進(jìn)圖片的質(zhì)量，例如增加對(duì)比度，去掉模糊和噪聲，修正幾何畸變等；圖像復(fù)原是在假定已知模糊或噪聲的模型時(shí)，試圖估計(jì)原圖像的一種技術(shù)。圖像增強(qiáng)按所用方法可分成頻率域法和空間域法。前者把圖像看成一種二維信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行基于二維傅里葉變換的信號(hào)增強(qiáng)。采用低通濾波（即只讓低頻信號(hào)通過(guò)）法，可去掉圖中的噪聲；采用高通濾波法，則可增強(qiáng)邊緣等高頻信號(hào)，使模糊的圖片變得清晰。具有代表性的空間域算法有局部求平均值法和中值濾波（取局部鄰域中的中間像素值）法等，它們可用于去除或減弱噪聲。
�。ǘ﹫D像處理的應(yīng)用。
在社會(huì)生產(chǎn)和科研活動(dòng)中,人們要頻繁的接觸到圖像,例如照片、圖畫(huà)、書(shū)報(bào)、醫(yī)學(xué)x光片和衛(wèi)星遙感圖像等。圖像是人們認(rèn)識(shí)客觀世界的重要知識(shí)來(lái)源。隨著計(jì)算機(jī)的高速化和大容量化，圖像信息的處理已成為可能口另外，由于攝像設(shè)備的小型化和高精度化，圖像的畫(huà)質(zhì)有了顯著改善。隨著這些技術(shù)的進(jìn)步，圖像處理在工作站及個(gè)人計(jì)算機(jī)的小型機(jī)上已可以實(shí)現(xiàn)。數(shù)字圖像出來(lái)主要采用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的突飛猛進(jìn)，以及圖像處理的長(zhǎng)足發(fā)展，使得數(shù)字圖像處理技術(shù)無(wú)論在科學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)、軍事國(guó)防及現(xiàn)代管理決策部門(mén)等各行各業(yè)都得到越來(lái)越多的應(yīng)用，其應(yīng)用場(chǎng)合廣闊、內(nèi)容眾多、形式新穎、門(mén)類(lèi)齊全，可以說(shuō)是方興未艾，正向著實(shí)時(shí)化、大型化、小型化、遠(yuǎn)程化等多方面迅猛發(fā)展。
三、結(jié)論
總而言之，圖像是指景物在某種成像介質(zhì)上再現(xiàn)的視覺(jué)信息。圖像是具有特定信息的某種集合體，本質(zhì)上可認(rèn)為圖像是數(shù)據(jù)的集合。為了研究和分析圖像，需對(duì)圖像進(jìn)行必要的處理。
圖像處理是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的課題，具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文在分析了圖像處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，有利用模糊設(shè)計(jì)算法的思想，詳細(xì)闡述了圖像處理中的模糊算法以及其實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用實(shí)例來(lái)講述一種較為簡(jiǎn)單的處理圖像的方法，系統(tǒng)地分析了圖像處理的基本知識(shí)，基本上掌握了在科學(xué)研究中獲取知識(shí)的方法與途徑。但是，也必須清楚地知道的是，我們對(duì)于圖像處理的技術(shù)還處于很初級(jí)的水平，還有很多很多我們尚未解決的科研技術(shù)問(wèn)題等待著我們?nèi)スタ�，�?duì)于圖像處理技術(shù)的研究工作任重而道遠(yuǎn)�！ �
參考文獻(xiàn)：
[1]陳天華.《數(shù)字圖像處理》，清華大學(xué)出版社，2007年6月。
[2]王洪等.《圖形圖像處理》課程項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)研究[J].承德石油高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào)，2008
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