浅谈计算机图像处理技术的发展

刘美芳++石春菊

摘要：计算机图像技术是计算机应用科学的一个非常重要的分支。在测量、计算机辅助设计、物理、三维立体模拟等领域都受到广泛的应用。并且随着计算机硬件性能发展不断取得新的突破，以及图像处理算法的不断改进，数字图像处理技术的优势越来越多的显现出来并受到广泛的应用。本文便对计算机图像处理技术发展现状进行了详细的探讨，并对其未来的发展趋势进行了展望。

关键词：计算机技术；图像处理；展望

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）32-0241-02

Development of Computer Image Processing Technology

LIU Mei-fang， SHI Chun-ju

（Shandong Vocational College of Foreign Affairs Translation， Weihai 264500，China）

Abstract： A computer image technology is a very important branch of computer science applications. In the measurement， computer-aided design， physical， three-dimensional simulation and other fields have been widely used. With the development of computer hardware performance and continue to achieve new breakthroughs， and the continuous improvement of image processing algorithms， the advantages of digital image processing technology， more and more apparent and has been widely used. In this paper， the status quo will be computer image processing technology development has been discussed in detail， and the prospects for its future development trend.

Key words： computer technology； image processing； Prospect

随着近些年计算机技术迅速发展，计算机技术给人类生活以及工作所带来的便利性越来越大。不仅如此，而且在各行各业的发展中，也经常能看到计算机计算所带来的贡献。计算机技术凭借其非常高速的计算速度，以及优异的稳定性，能够帮助人类将许多复杂的甚至人力不可能完成的工作通过一些简单的交互操作来完成，如此便大大提高了人类的工作效率。

即便如此，数据图像处理在传统的图像处理算法以及计算机性能来看是一件十分复杂的工作，而计算机图像处理技术能够改变这种传统的状况，而使数据图像处理简单化。现代的计算机图像处理技术不仅能够显示图像操作过程，还可以同时处理多个图像，这毫无疑问将极大地促进图像处理效率的提高。

1 计算机图像处理技术概述

计算机图像处理技术是指，首先使用计算机技术对图像进行处理分析，进而提取出所处理图像中所包含的信息以供供进一步研究。随着计算机的发明以及不断完善，计算机图像处理技术产生于20世纪80年代后期。计算机图像处理技术是一种利用计算机优秀的计算能力来完成二维和三维图像设計、显示、存储、修改、完善工作。计算机图像处理技术具体的主要工作内容有，首先图像的数字化、几何变换、数字建模、明暗处理、曲线和曲面拟合等计算量十分大的工作。这些处理工作都是环环相扣的，一个工作的完成是另外一个工作开始的条件，并且一项工作的处理技术的发展会带动另外一项技术的进步。目前市面上流行的图像处理软件基本上也是以二维和三维图像处理技术为基础。

计算机图像处理技术在过去数十年的迅速发展过程中，已经非常成熟。其技术的不断更新也促进着其他领域技术的进步。有许多功能强大并且简单易用的图像处理软件被开发应用到其他领域的科研，开发，生产过程中。比如在天文学的研究中，就已经研发出来如何通过大型计算机图像处理技术来模拟宇宙诞生的过程。并且通过设定不同的属性参数，通过计算机图像处理技术可以快速的计算并展现宇宙在不同参数下的运行状况。

2 计算机图像处理技术的发展历程

20世纪20年代出现的基于海底电缆的Bartlane电缆图片传输系统大大提高了图片传输效率，实现了3个小时之内完全传输一幅图片。

20世纪50年代，美国科研人员开发出了一种由电子管计算机控制，由配合滚筒式、平板式绘图仪等设备配合的图像处理装置。

20世纪60年代至70年代，由于计算机技术的发展，计算机图像处理技术走上了进步的快车道。此时计算机图像处理技术能够实现改善图像质量，提取信息，压缩图片，传输保存等多种功能。并且计算机图像处理技术的应用领域扩展到了卫星遥感、医学研究等各个方面。并于1964年，美国喷气推进实验室通过计算机图像处理技术对月球照片进行处理，成功地绘制出月球表面地图；1972年由英国工程师根据人的头部在X光照射下的截面投影，并通过计算机图像处理来重建截面图像而发明了CT（Computer Tomograph）。

由于计算机图像处理过程是一个通过复杂的数学模型进行复杂的数学计算最后输出图像的过程。所以往往计算机图像处理技术计算机软硬件性能的限制。而在19世纪80年代之后，计算机技术获得了迅猛的发展。随之，计算机图像处理技术也日趋完善。今天，在医疗卫生、通讯、交通运输、办公自动化、地球物理、大气环境、卫星遥感及工业自动化等诸多领域都可以看到计算机图象处理技术的广泛应用。

3 现代计算机图像处理技术的应用发展

数字图像技术作为一个计算机技术的重要分支，过去数十年的发展中在理论和实践上都获得了巨大的成功。相比之前使用命令行的dos系统，如今每一个界面友好具有漂亮图表的操作系统不仅是计算机技术进步的标志，都是数字图像处理技术的巨大成功的案例。

图像是人类视觉的基础，它可以使得计算机的界面与人类的交互变得更简单。早期的计算机图像处理技术难点就在于如何能够显示出丰富多彩的图像。这需要首先将图像通过图像算法和计算机技术处理，提高所输入的图像的质量。也就是说计算机图像处理技术是从图像增强开始的，然后才是复原和编码最后压缩。这对于某些需要清晰图像的领域具有非常重要的意义。比如在天文学上，通过天文望远镜拍摄到的空间照片在未经过处理之前往往都是处于不清晰或者比较模糊的状态的。拍摄之后要进行数字图像处理。首先对拍摄到的空间照片惊醒几何校正，然后灰度转换、去除噪点，最后通过时空四维对其进一步处理，最后获得更加清晰的图形。最后呈现给我们的宇宙图片往往都是已经经过图像处理技术处理的照片。再比如在医学上，数字图像处理技术的应用也十分广泛。比如被广泛用于体检的CT，将是通过计算机图像处理技术将初步得到的影像进行处理，然后更加清晰的显示患者的身体结构，从而方便医生更加准确的诊断。不仅如此，近些年，人工智能技术不断取得突破性进展，这不仅是因为计算机性能的不断提高，还因为计算机图形处理技术为人工智能的视觉效果提供了强有力的保障。

4 我国计算机图像处理技术现状

经过多年的技术积淀，特别是改革开放30年来我国在各个领域的技术成果的大量出现，我国在计算机图像处理技术上有了迅速的发展。相关研究部门机构不仅在理论研究上丰硕的成果，实践应用上也已经逐步接近发达国家的水平：首先在图像获取方面，不仅成功研制出了一系列图像传感器，并且成功发射了大量观测卫星，形成了一个完整的对地球的民用的卫星观测体系；在影像大数据采集方面，我国的卫星体系已经不仅能够实现对全国陆地、海域的实时探测，还能够完成对周边国家和地区多达1000万平方公里区域的观测任务；在研究团队方面，我过不仅具有专业的计算机图像处理算法研究团队，而且组建起了多学科交叉研究的队伍，并且在理论、硬件、软件等方面同时发力，并取得了举世瞩目的研究成果；在标准建立方面，我国已经建立了适合我国以及全球经济发展的较为完善的科学的技术管理制度和标准规范。虽然我们现在还有很多工作要做，但随着国民经济的进一步发展，我们在计算机图像处理这一领域将有能力有实力赶上甚至超过发达国家，走在世界前列。

5 计算机图像处理技术的发展前景

计算图像处理技术随着信息化社会的发展而不断进步，目前，计算机图像处理技术已经逐渐成熟。但随着社会经济可持续发展的不断推进，社会各个领域对计算机图像处理技术的要求也越来越高。所以为了提高社会信息化，计算机智能化的水平，科研人员要不断地推进计算机图像处理技术新型的技术的研发与完善，从而提高计算机图像处理技术可应用性，为社会经济的发展打下坚实的基础。并且由于市场中越来越多的与用户交互简单并且功能强大的图像处理软件开发出来，并且其可靠性与优越性均得到了不断的提升，其软件的可用性也受到软件公司的不断维护，极大地促进了人们生活的便利。所以在計算机图像处理技术快速发展的进程中，不仅需要新型专业软件的开发，处理算法的完善以供专业用户使用，还需要操作简单、功能强大的小型图像处理软件供一般用户选择，使不同目的的用户都能在图像处理的快速发展中得到便利。而且在计算机图像处理技术的未来发展趋势上，还应该注意图像处理芯片的发展。首先将图像处理的功能固化在芯片上有利于产品的供应，同时有利与图像处理技术的发展。并且在未来几十年里，动态图像技术是计算机图像处理技术一个重要的发展趋势。这项技术不仅能够在已有技术的基础上极大的促进人工智能、计算机技术等技术的发展，对于社会其他使用到计算机图像处理技术的领域的进步具有极大的促进作用。也就睡说，这项技术的发展将会极大的带动相关领域的发展，从而创造更多的社会价值。

6 结语

进入了21世纪信息时代，计算机图像处理技术在社会的各个方面都得到了非常广泛的应用，为现代社会的发展作出了卓越的贡献。并且随着计算机图像处理技术功能日趋强大，其实用价值以及社会价值被更加地凸显出来。目前计算机图像处理技术的发展方向是数字化、高清化、集成化。不仅计算机性能的不断突破瓶颈，新图像处理算法的发明、以及已有算法的完善，都在推动着计算机图像处理技术的进步。

在我国改革开放以来，计算机技术水平不断提高，在各行各业的应用水平不断提高。与此同时，计算机图像处理技术在起步较晚的情况下，依然不断地得到新的突破性进展，甚至在某些方面的理论研究及实践都已经达到或者接近发达国家的水平。但是在我国计算机图像处理技术的发展面临机遇的同时也面临着很多的挑战，甚至在某些方面计算机图像处理技术国民经济的发展的一个短板。所以我们要不断加强计算机图像处理技术方面研究和开发投入，满足经济快速发展的需要，使其更好地促进我国经济的可持续发展以及人民生活水平的提高。

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