图像数字化技术及其应用现状(2)

　　当需要对所传输或存储的图像信息进行高比率压缩时，必须采取复杂的图像编码技术。但是，如果没有一个通用的标准，不同的系统之间将不能兼容，除非每一编码方法的各个细节完全相同，否则各系统之间的连接将会很困难。为了使图像压缩标准化，20世纪90年代后，国际标准化组织ISO、国际电信联盟（ITU）和国际电工委员会IEC已经制定并继续制定一系列静止和活动图像编码的国际标准，已批准的标准主要有JPEG标准。

　　
　　二、数字图像处理技术的应用现状

　　数字图像处理技术的应用越来越广，己经渗透到工程、工业、医疗保健、航空航天、军事、科研、安全保卫等各个方面，在国计民生及国民经济中发挥着越来越大的作用。

　　1.航天和航空方面

　　数字图像处理技术在航空航天技术方面的应用，除了对月球、火星照片的处理外，在飞机遥感和卫星遥感技术中也有广泛的应用。首次成功的将数字图像处理技术应用到航空航天领域的是美国喷气推进实验室，对航天探测器徘徊者7号在1964年发回的几千张月球照片成功地进行了几何校正、灰度变换、去噪声等处理，并且考虑了太阳位置和月球环境的影响，成功地绘制出了月球表面地图。现在很多国家每天都派出大量的侦察飞机对地球上感兴趣的地区进行空中摄影，最后对照片进行处理分析，从中提取人工所不能发现的大量有用情报。最初的空中照片由于成像条件受飞行器位置、姿态、环境条件等影响，图像质量并不是很高，相对于昂贵的代价来说是不合算的，因而必须采用数字图像处理技术。如1983年发射的LANDSAT-4,采用多波段扫描器，在900km高空以18天一周期对地球每一个地区进行扫描成像，其图像分辨率相当于地面上30m.这些图像都是在空中先进行数字化、编码等处理，然后将得到的数字信号存入磁带中，当卫星经过地面站上空时，将其高速传送下来，最后由处理中心分析判读。图像在成像、存储、传输以及判读分析中都必须采用数字图像处理方法。利用陆地卫星所获取的图像进行资源调查、灾害检测、资源勘察、农业规划以及城市规划等分析已在世界各国陆续开展开来。我国在上述诸方面也有一些实际应用，并获得了良好的成果。此外，在气象预报和外太空研究方面，数字图像处理技术也起到了重要的作用。

　　2.生物医学工程方面

　　数字图像处理在生物医学工程领域的应用也取得了不错的成效。除了CT技术外，在医用显微图像的处理分析（如红细胞、白细胞分类，癌细胞识别，染色体分析）以及超声波图像处理、X光肺部图像增晰、立体定向放射治疗、心电图分析等医学诊断领域都有广泛地应用。
　　
　　3.通信工程领域

　　新的形势下，通信技术已经向着声音、文字、图像和数据结合的多媒体通信方向发展。作为一种直观的交流工具，图像的通信传输在这当中是极其复杂和困难的，因为图像的数据量一般十分巨大，如传送彩色电视信号的速率需要达到100Mbit/s,要将如此高速率的数据实时传送出去，必须采用压缩编码技术，来压缩信息的比特量，因此编码压缩至关重要。目前熵编码、DPCM编码、变换编码已经得到了广泛的应用，新的编码方法，如分行编码、自适应网络编码、小波变换图像压缩编码等正在大力开发中。

　　4.工业和工程方面

　　图像处理技术在工业和工程领域中也有着广泛的应用，如自动装配线中零件的质量检测和分类，印刷电路板疵病检查，弹性力学照片的应力分析，流体力学图片的阻力和升力分析，邮政信件的自动分拣，在一些有毒、放射性环境内识别工件及物体的形态分布等。其中研制具备视觉、听觉和触觉功能的智能机器人给工农业生产带来新的亮点，目前在三维景物的理解和识别、军事侦察、太空定位等方面已得到了广泛的应用。

　　5.军事公安方面

　　在军事方面图像的处理和识别主要用于精确制导系统，具有图像传输、存储和显示的军事自动化指挥系统，飞机、坦克和军舰模拟训练系统等；公安业务图片的判读分析，指纹识别，人脸鉴别，不完整图片的复原，以及交通监控、事故分析等。目前高速公路不停车自动收费系统已经开始投入运行，其中的车辆和车牌号的自动识别就是应用了图像处理技术。

　　6.文化艺术方面

　　目前在文化艺术方面的应用主要有电视画面的数字编辑，动画的制作，电子图像游戏，纺织工艺品和服装设计与制作，发型设计，文物资料的复制和修复，运动员动作分析等等，逐渐形成了一个新的艺术门类-计算机美术学。

　　7.机器人视觉

　　作为智能机器人的重要感觉器官，机器视觉主要用于三维景物的理解和识别，目前正处于开放研究当中。在军事侦察、危险环境，邮政、医院和家庭服务，装配线工件识别和定位等方面都有广泛的应用。

　　8.电子商务

　　在当前呼声甚高的电子商务中，图像处理技术也大有可为，如身份认证、产品防伪、水印技术等。
　　
　　总之，数字图像处理技术应用还可列出相当多的领域，它在国家安全、经济发展、日常生活中充当越来越重要的角色，对国计民生的作用不可低估。

　　三、数字图像处理技术的发展前景

　　数字图像处理技术作为一门新兴的学科，如今已是各个学科竞相研究并在各个领域广泛应用的一门科学。

　　今天，随着数字技术、网络技术、计算机技术的飞速发展，数字图像处理技术已在航空航天、医疗诊断、气象监测等领域得到了有效的利用，创造了巨额的社会价值，为国家现代化建设做出了重要贡献，数字图像处理科学无论是在理论上还是实践上都存在着巨大潜力，必将向着更加深入、更加完善的方向发展，前景无可限量。