随着社会发展，计算机图像处理技术的重要性逐渐被人们发现，将主要朝以下几个方面发展：（1）未来的计算机图像处理技术将会向自动化、智能化、高清晰度、高速传输、三维立体成像等方向发展。（2）计算机图像处理技术将会朝两个方面发展：一是注重实际操作，二是注重运用便捷。向图像处理功能的集中化发展。（3）注重研究先进的算法和理论作为指导。理论是实践的基础，先进的理论可以使未来计算机图像处理技术在实际运用中得到更广泛的发展，所以，必须注重及时对先进理论和方法的研究与开发，这样才能保证计算机图像处理技术的更好应用。先进理论和方法主要包括小波分析、遗传算法、分形几何等方面。
2计算机图像处理技术的组成
计算机图像处理技术是通过计算机对图像分析处理达到需要的结果的一项技术。一般被称作数字图像处理，通过扫描、摄像机等设备经过数字化之后得到二维数组，就是像素。计算机图像处理技术主要包括以下三个部分：（1）图像增强与复原：由于需要改进图片的质量，这就需要对图片进行图像增强，通过低通滤波可以将图片中的噪音去掉；通过高通滤波可以将边缘等高频信号进行增强，使图片清晰。复原则是在已知模型的特定模糊和噪音程度情况下估计出原来图像的技术。（2）图像压缩：由于图像的数据比较巨大，对图片储存和传输都比较困难，因此，需要对图像进行压缩，以节省存储空间和减少传输时间。图像压缩分为对静态图像的不失真压缩方法和用于动态图像的近似压缩方法。（3）图像匹配、描述与识别：这是图像处理的主要目的，得到不再是具有随机分布性质的文件，而是具有明确意义的符号、数值构成的图形。
3计算机图像处理技术的主要应用领域
3.1计算机辅助设计与制造技术
这项技术学科交叉、知识比较密集、应用范围比较广泛，是综合性应用技术，由计算机与制造工程两个技术相互渗透，相互结合。是先进技术的重要组成部分，计算机辅助设计与制造技术是一个国家工业现代化与科技水平的主要衡量标准之一。这项技术在工业领域中最主要的代表就是CAD与CAM这两项实用工具。同时，在建筑设计、装潢设计等领域也应用广泛，也可以用来进行对飞机、汽车等工具的外形设计。当然，在其他方面也应用广泛，而且得到的效果非常好，比如：电路板的印刷、网络分析等等方面。
3.2遥感图像处理系统
遥感技术的发展推动了高质量的不同波段遥感数字图像被广泛运用于农林牧副渔等行业的科技现代化之中。图像处理在遥感技术领域有着十分重要的地位，将来会形成快速成像与信息自动化提取系统，而这个系统也是以图像处理为主。遥感图像处理技术功能将会不断完善，得到更大的发展。
4计算机图像处理技术的发展前景
现代科技的进步使计算机技术得到快速的发展，也就使计算机技术运用在图像处理中有了可能，并且在图像处理中产生了很重要的影响。现在人们对图像的要求越来越高，想要满足人们越来越高的要求，就必须不断进步、不断创新。计算机技术将会越来越广泛的运用于社会中，图像处理技术也会越来越依赖计算机。随着大量的成熟软件的不断被研发，既有专业软件，也有普通软件，可以满足所有人的要求。技术人员应该开发新技术来满足更多、更复杂的图像处理要求，使图像更加的丰富多彩。
5结语
简单来说，计算机图像处理技术就是将一些图像、视频、图片等进行数字转化，并且通过转化将其变成计算机技术所能识别的固定代码，从而便于计算机进行识别和美化，通过对图像的一些操作使图像呈现出我们想要的图像效果，计算机图像处理技术的处理速度是相对较快的，而且其存储空间也相对较大，所以，对于那些已经处理过的图像和视频可以直接保存，同时，随着计算机信息技术的发展，计算机图像处理技术也取得了一定的进展，计算机图像处理技术只需要将数字转化为红、黄、蓝三种原始色彩的数字图像就可以，然后计算机通过对这些图像进行分析和处理，从而实现图像的多样化操作，同时，计算机图像处理技术的提高也体现在图像清晰度和分辨率，以及图像传输率等技术的提升和发展。
2计算机图像处理技术在网页设计中的应用
在网页设计的过程中，图像的处理和美化是其中最重要的环节之一，在一些较为复杂的网页中，可能会包含一些动态的图像以及flash元素等，这些元素的存在无疑增加了网页的特色，同时，也会提高客户体验，为了保持这些元素的鲜明性就需要将计算机图像处理技术很好的应用到网页设计中，提高网页质量的同时，增加网页的特点。
2.1满足网页设计中对于图片格式的需求
满足网页设计中对图片格式的需求是网页设计过程中最基础的环节，在网页设计中，需要各种不同的元素来组成一个完整的、特色鲜明的网页，从而让浏览者瞬间获取自己所需要的信息和资源，同时，网页设计必须具有一定的便捷性，这样才能有效的增加用户体验，同时增强用户浏览体验的感受，由此可见，图像的处理是网页设计中最基础的内容，所以，计算机图像处理技术首先需要处理的就是网页设计中的图像问题，其中jpeg是最为常用的图片格式，而gif可以实现图像的动态效果，由于这两种的网络图像格式所需要的参数和规格是不尽相同的，所以在应用计算机图像处理技术时，应该满足其格式的不同需求。
2.2对网页设计中图像的大小进行控制
众所周知，计算机的长度和宽度是有限的，这在一定程度上就决定了网页设计的图像也应该是有一定的规格，同时，为了保障网页浏览的清晰度和流畅度，就需要对网页中的图像进行一些特定的处理来限制其图像的大小，由于图像的大小与其所展现的清晰度有直接关系，所以，需要借助计算机图像处理技术来进行处理，以此来缓解清晰度和图像大小之间的矛盾，在追求图片高清晰度的同时，提高网页加载的速度和质量，同时提高网页浏览的效果。计算机图像处理技术主要是一种针对jpeg图片进行处理来权衡加载速度和网页浏览效果的一种技术，从而提高网页设计的浏览效果和网页质量。
2.3对网页设计进行进一步的开发
只有综合运用计算机图像处理技术对网页设计进行进一步的开发和应用，才能从根本上提高网页设计效果，近年来，计算机图像处理技术主要是以软件为主，photoshop是目前最为常用的图片处理软件，但是，随着网页设计的不断普及和发展，出现了更多网页个体设计者，为了满足不同个体对网页设计的个性化需求，同时带动个体成为网页设计的主流，丰富网页的内容和色彩，就需要适当的降低计算机图像处理技术的技术水平，以此满足社会大众的需求，其中photoshop的图片处理功能相对强大，但是photoshop主要是针对专业的网页设计人员开发的一种技术处理软件，所以，对于那些非专业的网页设计者，这个软件具有一定的难度，这在一定程度上限制了网页设计的普及和发展，所以，为了满足更多网页开发者的设计体验，要不断开发出一些相对简单和实用的计算机图像处理技术，进而推动计算机图像处理技术的革新和技术升级。
3结语
人工假体置换术作为有效的治疗方法得到了广泛的应用。目前，国内所用的人工股骨头假体只能从固定规格的系列产品中选取，它与股骨腔吻合的效果较差，直接影响人工关节的长期稳定性、活动度及人工关节生物力学性能等。另外，传统的制造工艺加工零件原型，所需时间长并且费用昂贵，已经不能满足市场竞争的要求。而在国外，通过将CT扫描数据输入计算机进行三维实体成型，可制造出与病人骨骼完全一致的模型，用于诊断、治疗及模拟手术过程等用途，具备较高的吻合度；同时，通过利用快速成型技术，自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为实体零件，从而缩短产品开发周期，降低产品开发成本和生产成本。
2三维实体重建
计算机信息处理技术的发展，特别是人工智能、模式识别、计算机模拟、知识库和数据库等技术的发展，使人们能将物理、化学理论与大批杂乱的试验资料结合起来，用归纳和演绎相结合的方法为新材料的研制做出决策，为材料设计和实施提供了行之有效的技术手段。现代计算机技术和图像处理技术，特别是快速原型制造技术与CT扫描、MR（I磁共振成像）等技术结合，都已成功地在医学上得到应用。而通过利用计算机技术，建立相应的数学模型，可以在一定的控制条件下进行仿真研究。
2.1数据的采集
首先要对病人预置换股骨头处进行CT断层扫描，分别进行俯视图扫描、主视图扫描，目的是为了得到清晰的股骨头球面轮廓，如图1所示。然后将清晰的目标图像按照与实物1∶1的比例进行截图后扫描至计算机，并将图像转换成512×512Bit的数字图像，像素灰度为0～255，利用图像处理技术进行消除噪声、灰度校正等处理。
2.2图像边界轮廓提取与修整
通过AutoCAD中的光栅图像参考功能，将处理后的图片（1∶1）依次导入为背景，再利用多线段、剪切、圆等绘图工具对目标进行轮廓标记与识别。医学图像的轮廓识别比较复杂，主要是由于扫描进来的关节图像的粘连性较大，甚至会出现错误识别、假轮廓。为此，在轮廓跟踪处理完之后，必须对轮廓进行修正，使不符合要求的虚假轮廓得以清除，可采用自动修正或手工修正。对于没有平滑掉的杂点而产生的虚伪轮廓，根据比较两个封闭曲面内像素点的多少来进行清除，保留大轮廓，舍掉小轮廓，对于不能自动判断的粘连、不连续等失真现象，使用手工控制方法。删除底片保留轮廓线，利用软件将其进行贝塞尔曲线修整，结合CT扫描的尺寸数据按比例调整为建模尺寸。目前，关于三维重建的方法是：通过扫描仪将CT实体照片以高分辨率模式扫描为电子照片格式，然后利用PS对其进行二值化处理，使用Freeman进行链码提取并跟踪轮廓，再将每个断层外轮廓数据导入AutoCAD中，组成一个三维体数据，再进行曲面重建，最终利用蒙皮法得到三维形体。这种方法可以制造出与病人骨形完全一致的假体，关键是要精确地提取股骨头球面轮廓尺寸和形状，这样才能使股骨头与股骨腔吻合程度较高。
2.3矢量化处理
采用软件CAXA实体设计中的扫描、投影、放样和布尔运算功能可以更加快捷地实现建模。首先，将提取并修整后的轮廓放入实体设计环境中，编辑两个方向的轮廓截面，以轮廓中心点为基准，按照2∶3∶5的比例缩小轮廓，得到同心3个相同的轮廓截面；然后，按照主视图和俯视图轮廓显示的高度，激活三维球，将轮廓依次放置在底部、中间和顶部，并从上至下依次投影，以顶部底面为起始面、底部上面为终止面进行放样操作。此时，计算机会自动计算处理成型，由原先的3个面，得到1个完成的实体结构。最后，将两个方向上形成的实体利用三维球同心，进行布尔加法运算，得到组合实体，将组合体的多余部分利用“分割实体表面”功能完成股骨头的三维建模。
3快速原型制造
快速成型技术应用于人工关节和人造骨制造过程中，不仅可以提高成品的设计质量，还可以缩短产品的设计周期。目前，假体移植手术需求量大，为保证手术的尽快实施和手术的成功率，就必须采用快速成型技术。随着电子仪器和计算机技术的发展，快速成型机应运而生，快速成型技术是医学领域与工程领域相结合的敏捷制造系统，主要有：光固化立体模型（SL）、选择性激光烧结（SLS）、层片叠加成型（LOM）和熔融沉积造型（FDM）。
3.1RPM成型机
传统的制造成型过程是利用铸造制造出毛坯，然后对毛坯进行磨光或抛光，形状和精度是通过从毛坯上去掉多余的材料来保证的，吻合度不高，而快速成型的基本理念则是在计算机的控制下，将材料精确地堆积成型，无需加工即可制造。将设计出的三维实体转换为快速成型机所能接受的STL格式，输入机器，该机的基本原理是将实体模型切片成一系列具有一定厚度的薄层，计算机控制其激光束按薄片截面轮廓形状将薄层材料切割出该层横截面的形状，然后层层堆积并得到实体。
3.23D打印成型
3D打印技术是根据CAXA分层模型所获得的两维像素信息，利用喷嘴向待成型体床上喷射黏结剂，每打印完一层后，粉料床通过底部活塞向下移动一段距离，并在粉料床的底部添加新的粉料，再根据计算机要求向新的粉料床喷射黏结剂，重复此过程，完成后去除未喷射黏结剂的粉料，立刻得到成型的实体。如果喷射的黏结剂中含有其他具有某种功能的成分，则可以控制零件中局部成分的变化；增加喷头数目，则可以得到在不同的区域具有不同功能和成分的整体零件。3D打印可以用于成型陶瓷、金属、金属陶瓷复合材料及高分子材料的假体中。
3.3快速成型制造技术在骨修复外科中的应用
随着材料科学和医学的发展，生物陶瓷在医学上尤其是矫形外科和骨修复外科中的应用也越来越广泛。但由于病人个体差异和实际情况的不同，使得骨修复体必须根据病人的实际情况来定制，而且在临床上为减少病人的痛苦又要尽量缩短定制时间。快速成型技术正好具有这两个优点，特别适合单件或小批量生产并且能够实现快速制造。快速成型技术可精确地复制出人工关节，从而使设计出的人工关节可以在由原型翻制成的模型上进行验证，确定其受力分布、结合面设计是否合理。目前，有关研究人员已经开始研究如何将CT扫描的数据直接传到快速成型机上，这样将减少中间环节较为复杂的三维重建过程，并减少因数据转换造成的误差，使快速成型产品直接应用于临床。
4结语
关键词：图像的处理；发展趋势；计算机应用；分析
中图分类号：TP391.41
前言：智能图像处理是计算机图形图像处理是为基本内容之后发展的，着重介绍这两者之间的发展和应用，尤其在计算机应用的各种技术，以便了解智能图形图像技术的发展趋势和应用领域。
1 图像处理与分析技术
由于计算机硬件计算速度的不断提高和成本的下降，图像处理和分析技术在农业方面尤其是作物领域已变得越来越重要。大量研究表明，利用计算机图像技术可很大的提高测量分析的精度和效率，更改以往作物研究中难于定量化的问题，实现信息采集的智能化和自动化。图像处理主要就在图像之间进行的变换。假如说图像处理是一个从图像到图像的过程，则图像分析是一个从图像到数据的能力。主要是对其中的图像所需要分析的目标进行检测和量定，而我们所获取的客观信息进行对图像的重新描述。然而图像的处理与技术分析将会随着计算机成熟和发展工程中而迅速发展起来的一个重要应用技术领域。
2 图形图像数字处理技术
数字图像处理是30年来迅速发展起来的一门技术，由于对图像处理的要求还在不断增加，图像的应用领域还在继续的扩大，因而对图像处理的课题的理论在世界的变化中也处于变化，我们需要对其进行补充和完善。而本文章主要是对图像处理的中所产生的数学问题，学习并研究图像的基本处理中涉及到的数学问题，让大家可以更好的学习掌握图像的微处理技术。
2.1 数字图像处理的优点
（1）再现性好。数字图像处理与模拟图像处理的根本不同在于，它不会因图像的存储、传输或复制等一系列变换操作而导致图像质量的退化。只要图像在数字化时准确地表现了原稿，则数字图像处理过程始终能保持图像的再现。（2）处理精度高 。按目前的技术，几乎可将一幅模拟图像数字化为任意大小的二维数组，这主要取决于图像数字化设备的能力。现代扫描仪可以把每个像素的灰度等级量化为16位甚至更高，这意味着图像的数字化精度可以达到满足任一应用需求。对计算机而言，不论数组大小，也不论每个像素的位数多少，其处理程序几乎是一样的。换言之，从原理上讲不论图像的精度有多高，处理总是能实现的，只要在处理时改变程序中的数组参数就可以了。回想一下图像的模拟处理，为了要把处理精度提高一个数量级，就要大幅度地改进处理装置，这在经济上是极不合算的。（3）适用面宽。图像可以来自多种信息源，它们可以是可见光图像，也可以是不可见的波谱图像（例如X射线图像、射线图像、超声波图像或红外图像等）。从图像反映的客观实体尺度看，可以小到电子显微镜图像，大到航空照片、遥感图像甚至天文望远镜图像。这些来自不同信息源的图像只要被变换为数字编码形式后，均是用二维数组表示的灰度图像（彩色图像也是由灰度图像组合成的，例如RGB图像由红、绿、蓝三个灰度图像组合而成）组合而成，因而均可用计算机来处理。即只要针对不同的图像信息源，采取相应的图像信息采集措施，图像的数字处理方法适用于任何一种图像。小波重构的数据传递示意图如图所示：
（1）图像的编码压缩图像文件是编码压缩技术可减少描述图像的数据量等，用来节省了图像的传输、处理的时间所占用的存储器容量。压缩可以在不失真的前提下来获得，其也可以在允许失真的条件下进行。编码是压缩技术当中最最重要的方法，它在图像处理技术中是发展最早且比较成熟的技术。（2）首先，对于图像的分割技术将会给图像带来某种特殊的意义所表现出来的具有甄别能力。从而对图像的线条、颜色所进行处理，并需要进一步对图像的分割技术进行了解，图像的分割技术目前也是大众中非常流行的解决图像问题的方法。因此，对于图像的研究我们还要不断地进行深入的了解。图像的描述是对于图像所进行的甄别和理解作为前提。作为最简单的二值方法，我们利用它来描述物品的特性。（3）图像在生成和传输过程中常受到各种噪声的干扰和影响，使图像质量下降。为了抑制噪声改善图像质量，必须对图像进行平滑处理，可以在空域或频域中进行。
数字图像的平滑技术分为两大类：1）全局处理，即对噪声图像地整体域大的块进行校正以得到平滑的图像。缺点：计算量大。2）局部算子，仅对某一像素的局部小邻域的一些像素加以运算。优点计算率高。
2.2 图像数字化
人类感知外界信息80%以上是通过视觉观察到的，而图像就是人们所获取的一个重要的方面，人们眼睛所获取的图像在大脑中的中枢神经系统中发挥重要的作用，准确的图像也是人们获取彼此信息的来源。其伴随着人们所生活的各个领域。图像处理虽然也可以用模拟技术或者光学方法来实现，但目前主要在我国还是大多数还是通过利用计算机的一些功能来实现，通过对图像的处理，我们能晓得其背后的重要意思，图像也在日常的生活中越来了越广泛。对数字图像的处理目前来说还是一个开始，其主要是在对形态数学、立体学、集合论等方面。因此，图像处理一般是指数字图像处理。
计算机图像处理之前的图像数字化的基本步骤，是把真实的图像转变成计算机使用的存储格式。数字化过程分为量化和采样处理两个步骤。量化的结果是图像能够容纳的颜色总数。采样的结果就是通常所说的图像分辨率。量化是指要使用多大范围的数值来表示图像采样之后的每一个点， 这个数值范围包括了图像上所能使用的颜色总数。
3 图像测量技术
随着计算机技术的发展和电子成像器件的成熟，图像测量日益受到人们重视，应用范围不断扩展。图像测量技术是以近代光学为基础，融光电子学、计算机视觉原理、图像处理技术等科学技术为一体的现代测试技术，并在军事、医学、资源分析、测绘等领域得到广泛应用，取得了巨大成功。由于算法改进和计算机性能的提高，使开发基于图像处理的啤酒瓶快速检测技术成为可能。
4 结束语
随着计算机应用技术的发展，图像与图像技术的应用越来越广泛，除了传统的广告、包装宣传，网站设计等方面的应用。也在航空事业、机电事业、国家的安全部门、政司法科、国家的武器研发，新型导弹的定位，还伴有新型科学药物的研发、在工业上企业是非常重要的一门学科、伴随着计算机的技术与人工智能电子的研发智能图像的作用将会占据很大的部分其今后的发展趋势越来好，越来越广。
参考文献：
关键词： 教学内容； 教学方法； 考核方式； 实践教学
中图分类号：TP399 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2014）10-76-02
Discussion and practice on "image processing technology"
Zhang Yongmei， Ma Li， He Li
（School of Information Engineering， North China University of Technology， Beijing 100144， China）
Abstract： The disadvantages， the characteristics and the content of the current teaching for "Image Processing Technology" are analyzed. Four teaching procedures including the selection of textbooks and expansion materials for initiative learning， application of modern teaching models and methods， strengthening teaching practice and reforming appraisal methods have been discussed and practiced. The result shows that it has obtained better teaching effects， improved the students' interest in learning and motivation to participate in scientific research， as well as the ability to solve practical problems.
Key words： teaching content； teaching method； assessment way； teaching practice
0 引言
图像信息是获取信息的重要来源，图像处理研究对于科学理论研究和工程应用有重要影响。研究图像处理和通信是导向智能计算机、智能机器人或多媒体通信系统的必由之路。现有的图像处理技术在很多方面给人们生活、学习、工作带来极大的便利，如：视频广播、遥感图像、医学图像（计算机X射线断层扫描技术CT，以及核磁共振成像MRI）等，计算机的发展使处理更复杂的图像成为可能。
图像处理是计算机应用领域中的一个重要方面，是模式识别、计算机视觉、图像通讯、多媒体技术等学科的基础，是一门涉及多领域的交叉学科。在图像处理技术课程的教学中，不但要让学生掌握其基本概念和原理，还要让不同层次的学生能够理解和掌握图像处理在其应用领域的最新发展，故传统的常规教学已经不能满足课程的发展要求。目前的教学不足之处主要体现在：传统的图像处理技术教学大多数偏重于理论，缺乏图像处理技术与实践相结合的环节。本文结合计算机学科的特点和多年的教学经验，对图像处理技术课程的教学模式与实践进行了探讨。
1 课程特点和教学内容分析
人类通过眼、耳、鼻、舌、身接受信息，感知世界。约有75%的信息是通过视觉系统获取的。图像处理是利用计算机处理所获取视觉信息的技术[1]。图像处理技术的理论基础涉及了众多学科，包括数学、物理、信号处理和计算机科学等多个学科的知识，其内容广泛，理论抽象，不易理解。图像处理技术还有很强的实用性，因此理论和实践的结合是本课程的关键，注重基础理论和技术的教学，以及加强学生实践能力和课题研究能力的培养是本课程的主要教学目的。
图像处理技术已经成为众多高校的一门重要课程，该课程主要介绍图像的数学描述、图像的数字化、图像变换、图像增强、图像恢复、图像编码、图像重建、图像分割与边缘提取、图像的分析和识别等基本的图像处理方法，使学生能熟练地掌握图像处理的基本过程，并能应用这些基本方法开发图像处理系统。通过这样的内容设置，使学生能够真正掌握图像处理技术的基本思想和技术，为深入学习打下坚实基础[2]。
2 教学环节的探讨和实践
2.1 教材的选用和自主学习扩充性资料的选用
图像处理技术发展日新月异，虽然该课程已经有很多可选教材，但大部分教材内容比较陈旧，许多新的算法，新的思想都没有提到，学生无法从这些教材中获取图像处理最新的技术和发展趋势，因此我们选择了章毓晋编著、清华大学出版社的《图像工程》系列教材。该教材全面介绍了图像工程的第一层次――图像处理，图像工程的第二层次――图像分析，图像工程的第三层次――图像理解的基本概念、基本原理、典型方法、实用技术以及国际上相关研究的最新成果。同时我们要求学生将国外的经典图像处理的书籍作为参考书目，如：Rafael C Gonzalez主编的《Digital Image Processing》，并建议学生关注图像处理的一些重要期刊和国际会议，如：IEEE Transactions on Medical Imaging、IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence、IEEE International Conference on Image Processing、电子学报、CT理论与应用研究、模式识别与人工智能等。这样学生能熟悉一些专业术语，了解最新的前沿动态，并具备一定的英文文献阅读能力，为今后的科研和工作打下了坚实基础。
要求学生自主学习一些最新方法和技术，例如，深入分析中华人民共和国设计制造的玉兔号月球车的结构，给出玉兔号月球车如何通过全景相机、测月雷达、粒子激发X射线谱仪、红外光谱仪等仪器，对月表进行三维光学成像、红外光谱分析，开展月壤厚度和结构科学探测，对月表物质主要元素进行现场分析等探测的原理和方法。又例如，探讨将遥感图像应用于5.12汶川大地震的方法，2008年5月14日上午，中国科学院的两架高性能遥感飞机飞赴汶川，对地震灾区开展遥感监测和灾情评估工作，这两架飞机可分别提供高分辨率光学和雷达图像，具有全天候快速获取大面积灾情数据的能力，探讨如何根据汶川地震前、后图像，给出建筑物、河流、山体等关键区域的变化检测结果，为国务院和相关部门的抗震救灾工作提供咨询服务和决策依据。
2.2 采用现代化教学模式与方法
为了使复杂的算法和抽象的知识更加形象化，便于学生理解和提高学习兴趣，我们充分运用现代电子技术、工具和方法，采用多媒体形式进行课堂教学，利用VC、MATLAB编写一些典型的图像处理程序，并在课堂上演示这些程序，增加了课堂的信息量，提高了学生的学习兴趣，激发了学生自主学习，同时也为实验环节的开展奠定了一定的编程基础[3]。
此外，我们深入分析MOOCs、SPOCs以及“翻转课堂”教学模式等国际流行教育新概念，尝试开展图像处理技术的MOOCs，包括从课堂教学、学生学习进程、学生的学习体验、师生互动过程等教与学过程的完整系统在线实现。MOOCs是一个改变学习方式的时代产物，受到全球各地的重视。国内教育部三个教指委（计算机类专业、软件工程专业、计算机课程）2013年底专门召开会议研讨MOOCs。我们建立了校内MOOCs平台并对学生开放，将其作为课堂外学习的有效补充，这样可以方便学生随时随地学习，或者进行预习和复习。我们尝试了结合图像处理技术的MOOCs，探索创新教学模式与方法，稳步提高教学质量。
2.3 加强实践教学
图像处理技术可以广泛应用于数字电视、视频通话、宇宙探测、自然灾害预测、环境污染的监测、气象云图等应用领域，而教材一般只涉及到理论知识和算法，或者是对应用的简单介绍，对其设计实现介绍得很少，所以必须加强实践教学，将理论与实践结合起来，使理论指导实践，实践加强理论[4-5]。要求学生利用VC或者MATLAB进行实际程序设计，培养学生分析问题、解决问题的能力，具备图像处理系统的开发能力。
根据课程的教学要求设置了四个课外实验。①图像变换实验。要求对输入的图像，分别采用傅里叶变换、离散余弦变换、小波变换进行图像变换，分别给出变换前后的图像，并分析图像变换前后的视觉效果。②图像增强实验。将给定的图像进行增强处理，要求至少使用线性变换增强、对数变换增强、指数变换增强以及伪彩色增强处理，分析增强后的视觉效果。③图像编码实验。将给定的图像进行压缩处理，要求采用 Huffman编码方法，并计算压缩比。分析图像压缩后的视觉效果，并对图像压缩效果进行客观评价。④图像分割与边缘提取实验。分别利用边缘检测法、阈值分割法进行图像分割；分析图像分割后的视觉效果。学生完成所有实验后，我们安排了实验指导课，解决学生在实验中遇到的问题，进一步提高学生的算法设计能力和编程能力。
在课程教学中，我们还安排了三次专题讨论课，由教师指定具体题目，学生通过查阅相关文献，深入分析基本原理和方法，设计相应的算法，编程实现，并给出实验结果及分析，充分调动学生学习的积极性，提高学生利用理论知识解决实际问题的能力。三次专题讨论课分别是：
⑴ 数字图像表示及其处理专题讨论课。题目为：用VC或者Matlab实现常见图像文件格式的显示；常见的图像文件格式，以及用VC或者Matlab实现图像格式转换；给出国内外先进的图像处理系统软、硬件，名称、作用，以及先进性的体现。
⑵ 图像变换专题讨论课。题目为：给出小波变换常用的小波基的基本原理、具体应用，以及用VC或者Matlab的具体实现；给出小波变换、脊波变换、子波变换的基本原理、具体应用，用VC或者Matlab的具体实现；给出小波变换以及小波变换在图像处理中的具体应用，以及用VC或者Matlab的具体实现；给出快速傅里叶变换算法的具体内容，以及时间复杂度或者运行时间的分析。
⑶ 图像编码专题讨论课。题目为：给出小波变换图像编码的基本思想与特点，编码中需要解决的问题，实验结果及分析；给出基于感兴趣区域的小波图像编码方法的基本思想，具体步骤，实验结果及分析；给出几种图像编码质量评价方法，具体实现，实验结果及分析；给出基于子波变换的图像编码基本思想与特点，具体步骤，实验结果及分析。
此外，鼓励学生积极参与本校教师主持的科研项目，如国家自然科学基金、863项目、科技支撑计划，以及北京市自然科学基金等项目。这些项目涉及到视音频检索、视音频理解、视音频处理、网络信息分析、文字处理、信息检索、网络行为分析、图像识别等研究方向。通过参与项目，系统地锻炼了学生的科研能力和思维创新能力，也为今后的科研工作打下了坚实基础。
2.4 改革考核评价方式
考核是对学生学习成果的检验，考核目标不仅要检验学生对课堂教学内容的掌握程度，而且要对提高学生发现问题、思考问题、解决问题的能力起到作用。为了避免出现平时不努力，考前突击的情况，我们对传统的考核方式进行了改革。本课程的考核由两部分组成：平时成绩（占30%）和期末考试成绩（70%）。将平时的上课出勤、作业、实验和专题讨论成绩列入平时成绩。在整个教学过程中，严格要求学生，使学生重视教学的各个环节。
3 结束语
随着信息技术的不断发展和完善，图像处理技术也越来越多地运用在各个领域，因此图像处理技术的课程教学也应该不断发展。本文对图像处理技术课程的教学内容、教材选择、教学方法和考核方式进行了探讨，提高了学生学习的兴趣和参与科研的积极性，以及解决实际问题的能力，为学生学习图像处理新方法奠定了理论基础，为他们进一步开展相关方向的研究和应用打下了良好基础。今后将进一步研究图像处理技术的教学方法，并将理论与实践紧密联系起来。
参考文献：
[1] 章毓晋.图像工程（上册）：图像处理（第3版）[M].清华大学出版社，
2012.
[2] 黄朝兵，杨杰.图像处理课程教学体系的探索与实践[J].电气电子教
学学报，2012.34（2）：17-19
[3] 李向群，王书文.《数字图像处理课程》的教学改革[J].微计算机信息，
2010.26（3）：212-214
[4] 陈青.“数字图像处理”教学中思维能力培养的实践[J].上海理工大学
学报（社会科学版），2013.35（4）：356-359
Discussion and practice on "image processing technology"
Zhang Yongmei， Ma Li， He Li
（School of Information Engineering， North China University of Technology， Beijing 100144， China）
Abstract： The disadvantages， the characteristics and the content of the current teaching for "Image Processing Technology" are analyzed. Four teaching procedures including the selection of textbooks and expansion materials for initiative learning， application of modern teaching models and methods， strengthening teaching practice and reforming appraisal methods have been discussed and practiced. The result shows that it has obtained better teaching effects， improved the students' interest in learning and motivation to participate in scientific research， as well as the ability to solve practical problems.
Key words： teaching content； teaching method； assessment way； teaching practice
0 引言
图像信息是获取信息的重要来源，图像处理研究对于科学理论研究和工程应用有重要影响。研究图像处理和通信是导向智能计算机、智能机器人或多媒体通信系统的必由之路。现有的图像处理技术在很多方面给人们生活、学习、工作带来极大的便利，如：视频广播、遥感图像、医学图像（计算机X射线断层扫描技术CT，以及核磁共振成像MRI）等，计算机的发展使处理更复杂的图像成为可能。
图像处理是计算机应用领域中的一个重要方面，是模式识别、计算机视觉、图像通讯、多媒体技术等学科的基础，是一门涉及多领域的交叉学科。在图像处理技术课程的教学中，不但要让学生掌握其基本概念和原理，还要让不同层次的学生能够理解和掌握图像处理在其应用领域的最新发展，故传统的常规教学已经不能满足课程的发展要求。目前的教学不足之处主要体现在：传统的图像处理技术教学大多数偏重于理论，缺乏图像处理技术与实践相结合的环节。本文结合计算机学科的特点和多年的教学经验，对图像处理技术课程的教学模式与实践进行了探讨。
1 课程特点和教学内容分析
人类通过眼、耳、鼻、舌、身接受信息，感知世界。约有75%的信息是通过视觉系统获取的。图像处理是利用计算机处理所获取视觉信息的技术[1]。图像处理技术的理论基础涉及了众多学科，包括数学、物理、信号处理和计算机科学等多个学科的知识，其内容广泛，理论抽象，不易理解。图像处理技术还有很强的实用性，因此理论和实践的结合是本课程的关键，注重基础理论和技术的教学，以及加强学生实践能力和课题研究能力的培养是本课程的主要教学目的。
图像处理技术已经成为众多高校的一门重要课程，该课程主要介绍图像的数学描述、图像的数字化、图像变换、图像增强、图像恢复、图像编码、图像重建、图像分割与边缘提取、图像的分析和识别等基本的图像处理方法，使学生能熟练地掌握图像处理的基本过程，并能应用这些基本方法开发图像处理系统。通过这样的内容设置，使学生能够真正掌握图像处理技术的基本思想和技术，为深入学习打下坚实基础[2]。
2 教学环节的探讨和实践
2.1 教材的选用和自主学习扩充性资料的选用
图像处理技术发展日新月异，虽然该课程已经有很多可选教材，但大部分教材内容比较陈旧，许多新的算法，新的思想都没有提到，学生无法从这些教材中获取图像处理最新的技术和发展趋势，因此我们选择了章毓晋编著、清华大学出版社的《图像工程》系列教材。该教材全面介绍了图像工程的第一层次――图像处理，图像工程的第二层次――图像分析，图像工程的第三层次――图像理解的基本概念、基本原理、典型方法、实用技术以及国际上相关研究的最新成果。同时我们要求学生将国外的经典图像处理的书籍作为参考书目，如：Rafael C Gonzalez主编的《Digital Image Processing》，并建议学生关注图像处理的一些重要期刊和国际会议，如：IEEE Transactions on Medical Imaging、IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence、IEEE International Conference on Image Processing、电子学报、CT理论与应用研究、模式识别与人工智能等。这样学生能熟悉一些专业术语，了解最新的前沿动态，并具备一定的英文文献阅读能力，为今后的科研和工作打下了坚实基础。
要求学生自主学习一些最新方法和技术，例如，深入分析中华人民共和国设计制造的玉兔号月球车的结构，给出玉兔号月球车如何通过全景相机、测月雷达、粒子激发X射线谱仪、红外光谱仪等仪器，对月表进行三维光学成像、红外光谱分析，开展月壤厚度和结构科学探测，对月表物质主要元素进行现场分析等探测的原理和方法。又例如，探讨将遥感图像应用于5.12汶川大地震的方法，2008年5月14日上午，中国科学院的两架高性能遥感飞机飞赴汶川，对地震灾区开展遥感监测和灾情评估工作，这两架飞机可分别提供高分辨率光学和雷达图像，具有全天候快速获取大面积灾情数据的能力，探讨如何根据汶川地震前、后图像，给出建筑物、河流、山体等关键区域的变化检测结果，为国务院和相关部门的抗震救灾工作提供咨询服务和决策依据。
2.2 采用现代化教学模式与方法
为了使复杂的算法和抽象的知识更加形象化，便于学生理解和提高学习兴趣，我们充分运用现代电子技术、工具和方法，采用多媒体形式进行课堂教学，利用VC、MATLAB编写一些典型的图像处理程序，并在课堂上演示这些程序，增加了课堂的信息量，提高了学生的学习兴趣，激发了学生自主学习，同时也为实验环节的开展奠定了一定的编程基础[3]。
此外，我们深入分析MOOCs、SPOCs以及“翻转课堂”教学模式等国际流行教育新概念，尝试开展图像处理技术的MOOCs，包括从课堂教学、学生学习进程、学生的学习体验、师生互动过程等教与学过程的完整系统在线实现。MOOCs是一个改变学习方式的时代产物，受到全球各地的重视。国内教育部三个教指委（计算机类专业、软件工程专业、计算机课程）2013年底专门召开会议研讨MOOCs。我们建立了校内MOOCs平台并对学生开放，将其作为课堂外学习的有效补充，这样可以方便学生随时随地学习，或者进行预习和复习。我们尝试了结合图像处理技术的MOOCs，探索创新教学模式与方法，稳步提高教学质量。
2.3 加强实践教学
图像处理技术可以广泛应用于数字电视、视频通话、宇宙探测、自然灾害预测、环境污染的监测、气象云图等应用领域，而教材一般只涉及到理论知识和算法，或者是对应用的简单介绍，对其设计实现介绍得很少，所以必须加强实践教学，将理论与实践结合起来，使理论指导实践，实践加强理论[4-5]。要求学生利用VC或者MATLAB进行实际程序设计，培养学生分析问题、解决问题的能力，具备图像处理系统的开发能力。
根据课程的教学要求设置了四个课外实验。①图像变换实验。要求对输入的图像，分别采用傅里叶变换、离散余弦变换、小波变换进行图像变换，分别给出变换前后的图像，并分析图像变换前后的视觉效果。②图像增强实验。将给定的图像进行增强处理，要求至少使用线性变换增强、对数变换增强、指数变换增强以及伪彩色增强处理，分析增强后的视觉效果。③图像编码实验。将给定的图像进行压缩处理，要求采用 Huffman编码方法，并计算压缩比。分析图像压缩后的视觉效果，并对图像压缩效果进行客观评价。④图像分割与边缘提取实验。分别利用边缘检测法、阈值分割法进行图像分割；分析图像分割后的视觉效果。学生完成所有实验后，我们安排了实验指导课，解决学生在实验中遇到的问题，进一步提高学生的算法设计能力和编程能力。
在课程教学中，我们还安排了三次专题讨论课，由教师指定具体题目，学生通过查阅相关文献，深入分析基本原理和方法，设计相应的算法，编程实现，并给出实验结果及分析，充分调动学生学习的积极性，提高学生利用理论知识解决实际问题的能力。三次专题讨论课分别是：
⑴ 数字图像表示及其处理专题讨论课。题目为：用VC或者Matlab实现常见图像文件格式的显示；常见的图像文件格式，以及用VC或者Matlab实现图像格式转换；给出国内外先进的图像处理系统软、硬件，名称、作用，以及先进性的体现。
⑵ 图像变换专题讨论课。题目为：给出小波变换常用的小波基的基本原理、具体应用，以及用VC或者Matlab的具体实现；给出小波变换、脊波变换、子波变换的基本原理、具体应用，用VC或者Matlab的具体实现；给出小波变换以及小波变换在图像处理中的具体应用，以及用VC或者Matlab的具体实现；给出快速傅里叶变换算法的具体内容，以及时间复杂度或者运行时间的分析。
⑶ 图像编码专题讨论课。题目为：给出小波变换图像编码的基本思想与特点，编码中需要解决的问题，实验结果及分析；给出基于感兴趣区域的小波图像编码方法的基本思想，具体步骤，实验结果及分析；给出几种图像编码质量评价方法，具体实现，实验结果及分析；给出基于子波变换的图像编码基本思想与特点，具体步骤，实验结果及分析。
此外，鼓励学生积极参与本校教师主持的科研项目，如国家自然科学基金、863项目、科技支撑计划，以及北京市自然科学基金等项目。这些项目涉及到视音频检索、视音频理解、视音频处理、网络信息分析、文字处理、信息检索、网络行为分析、图像识别等研究方向。通过参与项目，系统地锻炼了学生的科研能力和思维创新能力，也为今后的科研工作打下了坚实基础。
2.4 改革考核评价方式
考核是对学生学习成果的检验，考核目标不仅要检验学生对课堂教学内容的掌握程度，而且要对提高学生发现问题、思考问题、解决问题的能力起到作用。为了避免出现平时不努力，考前突击的情况，我们对传统的考核方式进行了改革。本课程的考核由两部分组成：平时成绩（占30%）和期末考试成绩（70%）。将平时的上课出勤、作业、实验和专题讨论成绩列入平时成绩。在整个教学过程中，严格要求学生，使学生重视教学的各个环节。
关键词：计算机技术 图像识别 算法 分析
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）07（b）-0000-00
影响事物形态的因素是多方面的，当这些复杂条件对某一事物进行共同作用时，就会影响人们对这一事物的准确判断，给人们的工作和生活都带来极大的不便。通过计算机技术对事物进行智能化识别可以帮助人们了解事物的本质，近些年来，对于该项技术的研究和探索已经成为各国电子计算机工程界重点攻克的课题。对其进行充分的研发利用无论对整个社会还是对具体的某一个人都有非常重要的意义。
1计算机图像识别技术的具体应用
自电子计算机技术投入应用以来，计算机图像识别技术就凭借其强大的工作性能受到了广泛的青睐。简单地说，计算机图像识别也就是相关工作者或科研人员利用电子计算机拍摄图像的功能获取图像，并运用图像识别功能对其中需要加以识别的内容进行甄选和识别的过程。这对这种特性，相关人员开发出多款计算机图像识别技术的相关应用产品，为人们的生活带来了极大的便利。同时利用该种技术图可有效地识别各种宏观或是微观的事物，例如交通系统对于违规车辆的监控，生子是对生物体或是人体中存在的病毒细胞的监控。目前，计算机图像识别技术已经被广泛地投入使用，涉及到日常生活中的方方面面，比如对社区安全环境的监控，对车辆行驶情况的监控等等。小到生活的细枝末节，达到国家的政治军事都充分利用了计算机图像识别技术。
目前，计算机图像识别技术的主要的应用载体基本包括三种类型，它们分别是个人电子计算机设备、智能移动手机设备以及嵌入式终端设备。这其中，嵌入式终端设备对于图像识别技术的应用最为广泛，比如日常生活中所遇到的指纹识别或是人脸识别都是其应用的代表。
2计算机智能图像识别的相关技术条件
计算机技术具有高度的专业性，这项工作的进展需要工作人员拥有丰厚的理论知识以及过专业操作能力。计算机智能图像识别技术功能的应用需要完整的图像识别系统以及计算机智能软件的开发应用。
其中，图像识别系统包括对图像进行预备处理的系统，对图像进行压缩处理的系统，对图像的主要特征进行识别和提取的系统，以及对图像进行智能化分类的系统。首先，对图像进行预处理的目的是为了提升图像的可是识别性，通常由二值化处理、灰度化处理以及平滑去噪处理这三个方面，二值画处理只要通过对灰度值的处理将图像进行黑白效果处理，通常设定的灰度值为0或是255，但是具体选取哪一个数值要根据选取的图像要求来决定。灰度化处理主要是指对图像的像素颜色（红、绿、蓝）进行特殊处理，并进行图像灰度直方图的绘制。图像的平滑去噪处理是指重点突出图像的重点部分，将多余的部分去掉，保证人们看到的图像更加清晰和直观。
同时，人们利用计算机技术对图像进行压缩处理，目的在于方便图像的保存和传输。压缩处理简单来说就是利用压缩代码将图像中无用的信息进行压缩和删除，但是必须要保证图像的可识别性。压缩代码种类繁多，具体只用何种代码也要依照情况而定。
关于图像特征的提取是图像识别过程中最重要的一部分，在这一过程中，计算机图像识别软件一定要保证图像的真实性和完整性。通常，图像特征提取系统包括图像的颜色特征、图像的纹理特征、图像的形状特征等。
智能化图像识别处理，简单来说就是将计算机与人类的大脑进行类比，对所“看见”的事物进行独立的判断。为了实现这一目标，相关技术工作人员要注重研发全新的计算机智能应用程序，通常，计算机工程师都利用C++语言语言进行计算机程序研发工作，在传统的图像处理应用过程中，这种程序语言具有很强的优越性。但是对于智能软件而言，其灵活度还有待提升。针对这一问题，不少软件开发公司已经开始了新的语言程序的开发工作。
3关于计算机智能图像识别的算法研究
智能进行图像处理的基本要求在于，无论识别对象进行了何种方式的何种形态的变化，计算机都能及时的抓住其本质特征，对其进行有效的识别。因此，在只能图像识别算法中，要注意保证图像的不变性。目前，被应用最为广泛的算法是不变矩方法。该种算法利用的是图像平移和旋转之后不发生改变的数学特征对图像进行智能识别。
不变矩算法主要利用二阶中心和三阶中心构造了七个不变矩，在图像连续平移、缩放或是旋转的条件下，它们的特征仍然保持不变。
通常情况下，不变矩理论都会与D-S证据推理理论进行相互配合，这一证据理论是邓普斯特（Dempster）在20世纪下半叶首次提出的，由他的学生谢弗（Shafer）在之后进行了不断改良的基础之上提出的一种不精确推理理论，该理论也被称为Dempster/Shafer 证据理论（D-S证据理论），属于人工智能范畴，最早应用于专家系统中，具有处理不确定信息的能力。作为一种不确定推理方法，证据理论的主要特点是：满足比贝叶斯概率论更弱的条件；具有直接表达“不确定”和“不知道”的能力。该理论的应用范围非常广泛，技术工程人员对其进行了不断的补充发展，并以此理论为基础发展了ER算法。
在D-S证据理论中，由不相容的两个假设的命题组成识别框架，在这种框架下，针对某一问题，该理论列出所有可能发生的情况，但是只有其中一种情况是真实发生的，我们将这种情况视为问题的正确答案，并该框架的子集称为命题。其中，各个命题可能发生的基本情况被视作基本概率分配（BPA，也称m函数），将m（A）视为基本可信数，并用它反映着对A的信度大小。利用信任函数Bel（A）对命题A的信任程度进行表述，似然函数Pl（A）表示对命题A非假的信任程度，也即对A似乎可能成立的不确定性度量。实际上，[Bel（A），Pl（A）]表示A的不确定区间，[0，Bel（A）]表示命题A支持证据区间，[0，Pl（A）]表示命题A的拟信区间，[Pl（A），1]表示命题A的拒绝证据区间。设m1和m2是由两个独立的证据源（传感器）导出的基本概率分配函数，则Dempster组合规则可以计算这两个证据共同作用产生的反映融合信息的新的基本概率分配函数。
4计算机智能图像识别技术的特点
计算机智能图像识别系统只要是指利用计算机强大的计算功能，对图像信息进行具体的分析，将图像转化为数字信息，精确的识别在不同状态下的图像特点。为了强化这项功能，研究人员更注重利用各种类型的空间映射反应清晰明确的显示图像特征。
智能计算机图像识别技术具有很强的技术性，综合表现为以下三个方面。
首先智能计算机图像识别技术包含的数据更加全面，信息更加丰富。其次，智能计算机图像识别技术要求计算机内部的各个系统进行充分的配合。因为在对图像进行压缩处理和信息提取的过程中，由于各个图像像素之间存在着极强的关联性，各个系统之间的工作流程必须保持顺畅，方便实现图像的特征提取和分类。最后，智能化的计算机图像识别技术在很大程度上受到人为因素的影响，因为智能识别图像通常需要借助一定的软件进行识别，在图像被输入之后，需要专业的软件操作人员对其进行分析。工作人员的专业能力和水平决定这图像分析的质量。
5计算机智能图像识别的拓展应用
计算机智能图像识别技术是针对当下人们生活工作以及科研工作的需求而提出的理论，因此，它具有广泛的市场前景。随着科学技术的发展，智能一词早已不仅仅局限于电子计算机，掌上电脑智能手机的出现已经取代了计算机绝大部分的功能。智能图像计算机识别技术的使用是多方面的，目前，随着智能手机技术的不断发展，移动端智能软件技术的发展也在不断加快，大多数的拍照软件和社交软件都应用了图像智能识别技术。
随着计算机智能图像技术的不断发展，该项技术在人们生活中的影响也将逐渐加深，所涉及的范围也将不断扩展。比如，在城市规划的过程中，可以利用航拍等方式获取城市布局的图像，利用智能识别图像的方法，及时发现城市规划过程中的不组织之处。在城市进行道路修建的过程中，可以利用该项技术，对公路修建的情况进行及时的监控，保障城市基础设施的建设质量。
计算机图像识别的系统应该得到更加全面全面的优化。在图像进行获取的阶段，系统应该具备自动识别图像类型，自动寻找图像重点信息的功能。
在图像的预处理技术方面，系统应该对图像进行充分的灰度化处理与灰度拉伸。这样做的主要目的在于提高图像处理分析的效率，对图像的特征进行更加全面的提取。在图像识别的过程中，技术人员要注重对算法的充分利用。要对图像的样本进行充分的获取，并根样本的特征，对图像进行智能的识别和分类，针对图像的不同数据内容，自动将其保存为对应的格式，并将其存储于特定的路径之下。
6结语
综上所述，计算机智能图像识别技术对社会生活已经起到的非常重要的影响。该项技术的相应算法是比较复杂和困难的，研发人员一定要在这项工作中注入更多的时间和精力，注重与国外的科技人员进行及时的沟通交流，掌握全新的技术理论，推动计算机智能图像技术的快速发展。希望笔者在该文中所阐释的内容可以对相关工作人员起到一定的指导作用。
参考文献
[1]《计算机与现代化》2014年总目次[J].计算机与现代化，2014（12）：121-126.
[2]计算机科学2014年第41卷总目次[J].计算机科学，2014（12）.
[3]《计算机应用研究》第31卷（2014年）总目次[J].计算机应用研究，2014（12）.
[4]徐荣国.基于图像识别的智能港口导航技术研究[J].煤炭技术，2012（1）.
[5]卢记仓，刘粉林，罗向阳，等.基于辨识性统计特征的PQ隐密图像识别算法[J].通信学报，2015（3）.
[关键词]计算机 图像处理技术 研究
中图分类号：F840.61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）40-0286-01
数字图像处理技术是图像处理技术的一个分支，与数字图像处理技术对应的还有另外一种图像处理技术，模拟图像处理技术。所谓数字图像处理技术，就是一种将图像信号转变成二进制的数字信号，并通过计算机技术将二进制数字信号高精确度的还原到显示器上。数字图像处理技术的优点在于对图像的还原能力强，色彩展现丰富，能够完成对复杂的非线性的精确处理，具有很强的灵活变通处理能力。并且可以通过各类图像处理软件对最新的数字图像处理技术进行封装，用户能够通过简单的操作和命令就能够完成对图像的处理。通过图像处理软件，极大的丰富了图像处理的应用范围和降低了图像处理应用的范围。
1、 现代数字图像处理技术的应用发展
数字图像技术是上个世纪60年代开始产生并逐步发展起来的新兴计算机科学的一个重要分支，无论从理论上还是从实际应用都取得了非常巨大的成功。也正是数字图像处理技术的引入，才有如今各种视觉效果极其炫目操作系统，windows才会凭借图形化操作系统很快淘汰过去流行的DOS系统。换句话说，数字图形处理技术和计算机技术甚至是一个相互促进，相互发展的关系。
图像作为视觉的基础，能够让用户通过计算机获得最为直观的体验，有效的拉近了计算机和用户之间的距离。早期的图像处理技术重点是解决图像质量还原方面，其目的就是改善图像能够丰富多彩的显示。通过各种算法和技术处理，让输人的低质量的图像能够转变成高质量的图像，其整个技术处理过程从图像增强，然后进行复原和编码再到压缩。这种处理方式对于天文学来说具有极其重大的意义，比如拍摄到的空间照片往往都是不清晰的，甚至相对模糊，但是通过数字图像处理技术就能够对图像进行几何校正，灰度转换，去除噪点，通过时空四维来分析照片，从而获得更加精彩的绚丽图形，我们看到的美国宇航局（NASA）拍摄到的宇宙图片，就是先进的图像处理技术应用的结果。
2 、数字图像技术的发展趋势分析
2.1 航空航天方面的应用
数字图像处理技术在天文学方面得到了广泛的应用，特别是随着超大型计算机的出现，提升了数字图像处理技术的速度，特别是天文学方面的图像信息的处理复杂性都非常高，如果计算机技术没有取得突破性发展，那么对于天文图片的数字处理恐怕就需要好几年的时间。如今随着计算机处理速度的提升，这种数字图像技术处理往往提升到几天甚至是几个小时，因此在航空航天方面，数字图像技术的应用发展的非常迅速，比如现在对月球和火星的图片处理，通过对图片上的细节进行分析，就能够反应火星和月球的地貌。另外现在的全球卫星定位系统，从很大的程度上也有数字图像处理技术的影子，因为通过对图像某个点位置的变化，就能够判断出这个点的移动位置，就能够通过定位系统准确找到这个点。而且数字图像处理技术通过卫星拍摄的照片进行分析，能够实现天气预报的准确播报，对可能存在的矿产资源进行判断，对城市规划和灾害监测都具有非常重要的作用。
2.2 在生物医学工程方面的应用
CT技术是数字图像技术的一个完美应用的例子，随着生物医学工程的发展，对人体微观构造的分析越来越深人，这个过程数字图像处理技术起到了不可忽视的作用，比如现在显微技术和计算机技术的融合，能够通过计算机分析显微镜出现了的图像。再加上数字图像处理技术能够很好的分辨显微图片中的各种细节，从而能够准确分析染色体，以及对癌细胞的识别等，另外各种医学仪器，比如B超、彩超、X光肺部图像增晰，以及医疗诊断仪器都融人了先进的数字图像处理技术。
2.3 通信工程方面的应用
如果图像在信息通信工程中是无压缩、无损传播，那就会很容易造成网络阻塞，因为图像所占用的空间都是非常大的，传输的信息量要比文字多得多，而生活节奏非常快速的今天，人们不可能在电脑的另一端忍耐很长时间去等待另外一段传送的图片。
2.4 工业工程方面的应用
在机械制造业，模具加工离不开数字图像处理技术，像目前普遍使用的UG，PROE等三维CAD软件都广泛应用了数字图像处理技术。不仅如此，数字图像处理技术还能够用于工业的检测上，因为很多工业产品通过人工检测，往往会因为眼睛的疲劳，导致可能漏检，防止不良品流人下道工序，给产品质量带来隐患。通过数字图像处理技术进行检测，通过计算机对图像的甄别，就能够有效的判断该产品的质量好与坏，另外因为数字图像处理技术结合视觉理论和人工智能技术，所以机器人中的视觉技术，从很大程度上就是数字图像处理技术的实现。
2.5 在军事公安方面的应用
数字图像处理技术在军事方面的应用非常广泛，从模拟训练到自动化指挥系统，再到精确制导都离不开数字图像处理技术，而在公安系统方面，指纹对比分析、人脸识别、图像复原以及交通监控和事故分析都需要数字图像处理技术大显身手。比如现在全国交通联
网，各主要路段都设有监控摄像头，对于监控摄像的图像处理分析，就能够有效的掌控事故或者争端的诸多细节，为准确判案带来技术支持。
2.6 在文化艺术方面的应用
这类应用目前非常广泛，从人们日常生活中对照片的处理PS，对人工绘画的处理，动画的制作，三维特效的渲染，以及各种装演设计，发型设计等等都是数字图像处理技术的应用。特别是3D电影，更是数字图像处理技术的强大作用的体现。
数字图像处理技术的发展绝不可能仅仅是上面六个具体方面，其实上面列举的六个重要方面仅仅是数字图像处理技术部分应用领域而已，目前数字图像处理技术就已经涉及到我们生活的方方面面，而且随着计算机技术的发展，人工智能技术的发展，数字图像处理技术必将会迎来新的发展黄金期。
参考文献：
[1] 徐晖.计算机数字图像处理技术的思考与探讨[J]. 计算机光盘软件与应用. 2012（07）.
本文通过对计算机图形学的研究内容、图形系统的组成以及功能进行分析，阐述了计算机图形技术以及计算机图像技术存在的区别，通过对计算机图形技术以及计算机图像技术的区别分析，得出两者在数据信息来源、处理方式、运用的理论以及用途方面的区别，并得出两者之间的内在联系与相互转换关系，最后探讨了计算机图形图像处理技术在辅助制造设计、可视化、动画和艺术等方面的应用。
【关键词】计算机图形学 图形图像处理技术 应用
1 前言
计算机图形学的理论产生与发展始于上世纪80年代，在经过了近40年的发展与进步，其已经发展成了前沿应用学科里非常重要的一门分支学科。同时，计算机图形图像处理技术也已广泛的应用于工业制造、现代通讯、多媒体等多个领域中，得到了越来越多的关注与重视。
2 计算机图形学概述
2.1 计算机图形学研究的主要内容
计算机图形学作为一门前沿应用科学，其研究内容非常的广泛。例如，图形标准化研究、图像交互研究、图形建模研究、图形图像的可视化研究、动画以及仿真研究等。在计算机图形学的研究中，其主要是通过一定的计算机手段，来展示出具有非常强烈真实感的图形图像。在研究计算机图形学的过程中，离不开相关的几何设计理论。
2.2 计算机图形系统的组成与功能
2.2.1 计算机图形系统的组成
在进行计算机图形与图像处理过程中，需要运用到计算机图形系统，其主要包含有计算机硬件以及相关的处理软件。硬件设备包含有处理器装置、图形输入以及输出装置。处理器对于系统来说尤为关键，其是实现计算机与图形终端设备信息传递的桥梁。处理器可以处理并储存相关的图形图像信息数据，同时还可以对图形几何函数进行运算，从而使图形系统拥有更加优异的图形显示功能以及更快的图像呈现速率。
在硬件装置不断发展的同时，相应的软件技术也取得了很大的进步。现阶段，已经开发出了多种能够用于图形处理的应用程序，使计算机图形系统功能更加完善。
2.2.2 计算机图形系统的功能
对于计算机领域以及工程制造领域来说，计算机图形系统的发展与进步是极为重要的。计算机图形系统也应当包含有计算功能、信息储存功能、信息输入与输出功能以及对话功能等。
（1）计算功能。在此功能中，应当可以完成图形设计与处理中必须的一些运算分析与汇总。例如，坐标的转换、元素的合成等。
（2）信息存储功能。此功能中，应当可以实现对图形信息数据的存储，同时应当实现对相关数据信息的检索以及维护。
（3）信息输入以及输出功能。在此功能中，应当可以实现对各种数据参数与命令的写入，并利用相关设备实现对图形信息的输出。
（4）对话功能。此功能可以实现利用显示设备或者人机交换装置而完成人机的信息交流。
3 计算机图形与图像技术的区别和联系
（1）两者的数据信息来源有所差异。图像信息是取自客观存在的环境中，而图形信息则是取自主观世界。
（2）两者的处理方式有所差异。对于图像进行处理时，多采用几何修订、信息强化、图像识别等方式。而对于图形的处理，则主要通过几何的转换、图形裁剪以及曲线拟合等相关方式进行。
（3）两者所运用的理论有所差异。在对图像进行处理时，多是运用数据信息处理理论、统计理论以及模糊数学模型理论等。而对图形进行处理时，多用到仿射理论、几何以及分形理论等。
（4）两者的用途有所差异。图像处理技术大多是用在航空领域、医学领域以及制造领域中。而图型处理技术大多用在CAD、计算机模拟以及动画模拟等相关领域中。
在目前的应用过程中，计算机图形处理技术与计算机图像处理技术又是密不可分的，只有将两者有机地融合，才能够对图形图像的处理更为的完善与完美。两者之间的联系与转换关联图，如图1所示。
4 计算机图形图像处理技术的实际应用
4.1 在辅助制造设计领域中的应用
在辅助制造以及设计方面，计算机图形图像处理技术应用最多的便是CAD技术。此技术对于工业产品的设计制造以及工程设计等均发挥着极大的作用。通过应用计算机图形图像处理技术，当设计过程中涉及数据量庞大、系统繁杂的电路图时，单纯的依靠人工来完成几乎不可能实现，而通过使用计算机图形图像处理技术，则可以非常迅速、精准的完成相关的设计工作，如此便节约了大量的人力以及时间，为企业可以带来更多的效益。
4.2 在可视化领域中的应用
在网络通讯技术快速发展的同时，数据库的数量不断增加，导致对于数据信息的分析与处理过程中会出现较大的困难，我们很难从海量的信息数据中快速的找到所需的信息数据，更无法把掌握数据信息的规律性。而通过计算机图形图像处理技术，将不同种类、特征的数据分类、归纳，并以不同形式加以呈现，如此便可以为我们获取数据信息提供极大的便利。例如，图形图像处理技术在可视化气象分析、医学以及流体力学等领域中有了很好的应用。
4.3 在动画与艺术领域中的应用
在计算机技术以及图形图像处理技术快速发展与进步的同时，我们也逐渐的突破了静态图像的限制，逐步的发展了动画技术。并且，现代的商业美术领域中，设计者也多会利用计算机图形图像处理技术，而完成相关的艺术设计。例如，对3DMAX、ALins等软件的应用。其中，一些计算机图形图像处理技术所拥有的功能，是一般艺术工作者无法达到的水平。
5 结语
计算机图形图像技术被广泛地应用于各个领域中，通过此技术的应用，可以呈现出更为完美与新奇的感官效果，同时更加激发了人们的潜在创作力，也使得我们的生活更为多样与精彩。
参考文献
[1]罗嘉柃.浅谈计算机技术之计算机动画和计算机图形学[J].黑龙江科技信息，2016（07）.
[2]牛成英.浅谈计算机图形学与图形图像处理技术[J].信息化建设，2016（06）.
[3]章伟.试分析计算机图形学的应用与发展[J].科技与创新，2016（19）.
作者简介
侯培文（1977-），男，山西省平遥市人。工学硕士学位。现为太原学院讲师。主要从事计算机图形图像、软件测试方面的研究。
