1.5.1 图像处理应用领域学习视频在线视频

同学们好，今天我们给大家介绍一些图像处理的主要应用

我们知道，早在1964年美国喷气推进实验室

就对旅行者7号航天探测器传送回来的大批月球照片

用计算机进行处理，并得到了逼真清晰的图像

从此开创了图像处理的先河

从上世纪70年代开始

数字图像处理技术开始应用于医学、地球遥感监测等领域

近年来，图像处理技术更是得到了迅猛发展

几乎遍布于各个领域

其中，最主要的应用包括以下我们要给大家介绍的几个方面

第一个就是在宇宙探测中的应用

在宇宙探测和太空探索中有许多星体的图片

需要获取、传输和处理，这些都要依赖于数字图像处理技术

屏幕上，我们显示的一个图片是15000千年前

天鹅星座星星发生大爆炸产生的过热的稳定气云

第二个就是在通信方面的应用

通信中的应用包括图像信息的传输

电视、电话、卫星通讯、电视、数字电视等等

那么传输的图像信息包括静态的图像和视频图像

主要要解决的问题是图像的压缩编码

屏幕上我们给出了大家一组图像

左边这幅图像就是原始图像 256级灰度

中间这幅图像是我们采用16级均匀量化方式得到的一个图像

我们可以看到，由于采用了均匀量化

量化的等级变成了16级，从256级变成16级

所以，出现了一些虚假轮廓

而如果我们采用的是IGS进行量化

同样是量化成16级灰度

但是，由于IGS量化方式

充分利用了人类视觉系统的一个特性

所以大大改善了对图像的一个表现效果

第三个应用就是在遥感方面的，所谓遥感

包括航空遥感和卫星遥感

人们利用图像处理技术

对通过卫星或者飞机获取的遥感图像

进行处理和分析，以便获取其中有用的信息

包括地形、地质资源的勘探、自然灾害的监测

预报和调查、环境监测等等

生物医学是图像处理应用最早，发展最快，应用最广泛的领域

主要包括了细胞的分析、染色体分类、放射图像的处理

血球分类、核磁共振图像分析等等

我们屏幕上给出了一个主动脉造影的图像

可以看到主动脉造影实际上就是用一个小的比较柔软

而且中间是空的一个管子，把这个管子我们叫导管

把它插入到静脉或者是动脉

然后导管通过血管被引导到所要研究的这个区域

那么当导管到达要探测的部位的时候

我们通过这个导管注入了一种叫x射线对比介质的东西

通过这个介质的注入，增加了血管的对比度

我们从这个图中可以明显的看到

当我们对比介质注入了之后

这个肾脏大血管的对比度是明显的增强了

在任何时候我们知道

最先进的技术总是会应用到军事中，图像处理技术也不例外

图像处理在军事方面的应用

包括军事目标的侦察、探测、导弹的制导

以及各种侦查图像的判读和识别

雷达声纳图像处理、指挥自动化系统等等

屏幕上我们给出大家一个西藏的东南山区

用航天器拍摄的一个雷达图像，这个地区就是拉萨河谷

另外，在舰、船、飞机上的观瞄系统

对感知周围的态势有非常重要的作用

观瞄系统一般是由CCD摄像机和红外成像系统组成

但是我们知道，由于雾、水汽、雨雪等恶劣气候环境

会严重的影响到CCD和红外成像系统的图像质量

主要表现在图像的对比度下降

远处目标模糊不清，难以分辨

从而影响了对周围态势的感知能力

那通过图像处理算法来提升图像的对比度

也就是我们平时所说的视频增透技术

在国外尤其是美国的观瞄系统上已经得到了广泛的应用

屏幕上，我们给到大家两组图像

这两组图像中左边就是原始图像

右边这两幅就是利用我们刚才所说的

视频增透技术处理之后得到的图像

我们明显可以看出图像的清晰度有一定程度的改善

另外图像处理在公安方面的应用

包括现场实景照片、指纹、足迹的分析鉴别

人像、印章、手迹的识别和分析等等

屏幕上我们给大家显示了车辆牌照识别的一个例子

在这两幅图像中亮块分别是我们检测出来的车牌区

而这个黑色的块里面所标记的

是识别出来这个车牌的号码

另外图像处理在工业界也有着广泛的应用

比如说无损探伤，石油气的勘测、纺织物图案的设计

流水线里面零件的自动监测识别等等

屏幕上显示了一些用图像处理的方法检查产品的例子

比如说，在一块控制电路板上去检测丢失的部件

我们在这里看到，有一个部件是缺失了

或者我们可以封装丸剂的图像中

去寻找没有装的这个药丸，缺失的药丸

另外，在天气云图的测绘、传输

气象卫星云图的处理和识别等等方面也离不开图像的分析

屏幕上显示的是由这个海洋大气管理局的卫星

获得的安德鲁飓风的图像

其中这个飓风的风眼 我们可以看到清晰可见

除了刚才我们介绍的一些传统的应用以外

图像处理也在一些新的领域得到了广泛应用

比如说信息安全方面

用于版权保护的信息隐藏和数字水印技术

用于身份认证的指纹识别、虹膜识别等等

我们知道，随着数码照相机的诞生和广泛应用

为人们获取图像提供了更大的便利

数字图像输入到计算机后可以很方便的进行加工处理

但与此同时，数字化图像处理的便利

也为图像的篡改和照片的制假打开了方便之门

利用计算机通过图像处理软件

可以方便按照操作者的设想完成对图像的加工处理

一张新闻照片通过图像处理可能变得面目全非，使人真假难辨

大家现在看到的这张照片

是2003年4月1号，美国的洛杉矶时报摄影记者

布莱恩沃尔斯基他提供的一张新闻照片

在这张照片中，一个英国士兵

左手指着人群方向，好像在高声的喊叫着什么

那么和他形成对峙的是一个怀抱着儿童的伊拉克男子

他正好好像要站起来，然后脸上表现出一种很惊恐的状态

好像在辩解是着什么，这张足以冲击普利策新闻奖的照片

后来被发现是电脑合成的假货

真实的照片是这样子的两张照片

因此说，为了解决这个问题

数字水印技术就可以用来解决这样的一个问题

另外虹膜识别是和眼睛有关的生物识别中

对人产生较少干扰的一种技术

它使用相当普通的照相机元件

而且它可以不需要用户和这个机器发生接触

在所有的生物识别技术中

虹膜识别是当前应用最为方便和精确的一种

我们知道眼睛的虹膜是有相当复杂的纤维组成的

它的内部结构在出生之前就用随机组合的方式决定下来了

虹膜识别技术是把虹膜的可视特征

转换成一个512字节的一个虹膜代码

英国的国家物理实验室

测试比较了视网膜、虹膜、指纹、掌纹、面部、声音

和手书动力学这样的7种技术

报告认为，虹膜视网膜准确度最高

面部是最不准确的，指纹需要提高准确性的话

需要采集10个手指的指纹

此外 日本自动识别专题研讨会

也给出了不同技术的错误接受率

虹膜比指纹准确1200倍，比面部准确12000倍

比声音准确4万倍

另外，基于图像的智能化分析和综合应用服务

是城市公共安全图像监控系统发展的一个必然趋势

城市人口密集，大型群体活动频繁的现状

对群体的异常行为感知建模，并实现异常行为的感知

可以极大的提高视频监控网络对群体性事件的一个防控能力

对城市公共安全、智能化、信息化管理

具有非常重要的现实意义

另外图像处理还应用于基于内容的图像检索等等领域

总之，图像处理的应用范围非常广泛

是一门引人注目前景远大的学科，值得我们好好学习

好今天的内容 就介绍到这里

谢谢大家 再见