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圖像增強(qiáng)是對(duì)圖像的低層次處理，處于圖像處理的預(yù)處理階段。它是圖像處理的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在整個(gè)圖像處理過程中起著承前啟后的重要作用，為后續(xù)處理階段做準(zhǔn)備，對(duì)圖像高層次處理的成敗至關(guān)重要。其目的就是為了改善科學(xué)級(jí)相機(jī)拍攝到的圖像效果和視覺效果，或?qū)D像轉(zhuǎn)換成更適合于人眼觀察或機(jī)器分析識(shí)別的形式，以便從圖像中獲取更加有用的信息。
經(jīng)過多年的發(fā)展，數(shù)字圖像處理已經(jīng)迅速發(fā)展成一門獨(dú)立的有強(qiáng)大生命力的學(xué)科，圖像增強(qiáng)處理是數(shù)字圖像處理的一個(gè)重要分支，因此圖像增強(qiáng)技術(shù)也已逐步涉及人類生活和社會(huì)生產(chǎn)的各個(gè)方面，其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)十分廣闊并涉及各種類型的圖像。下面我們來了解一下其相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用概況。
1、航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用
早在60年代初期，第3代計(jì)算機(jī)的研制成功和快速傅里葉變換的提出，使圖像增強(qiáng)技術(shù)可以在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。1964美國噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)的科研人員使用IBM7094計(jì)算機(jī)以及其它設(shè)備，采用集合校正、灰度變換、去噪聲、傅里葉變換以及二維線性濾波等方法對(duì)航天探測器“徘徊者7號(hào)”發(fā)回的幾千張?jiān)虑蛘掌晒Φ倪M(jìn)行了處理。隨后他們又對(duì)“徘徊者8號(hào)”和“水手號(hào)”發(fā)回地球的幾萬張照片進(jìn)行了較為復(fù)雜地?cái)?shù)字圖像處理，使圖像質(zhì)量得到進(jìn)一步的提高，從此圖像增強(qiáng)技術(shù)進(jìn)入了航空航天鄰域的研究與應(yīng)用。同時(shí)圖像增強(qiáng)技術(shù)的發(fā)展也推動(dòng)了硬件設(shè)備的提高，比如1983年LANDSAT-4的分辨率為30m，而如今發(fā)射的衛(wèi)星分辨率可達(dá)到3-5m的范圍內(nèi)。圖像采集設(shè)備性能的提高，使采集圖像的質(zhì)量和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和清晰度得到了極大地提高。
2、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用
圖像增強(qiáng)技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用有兩類，其中一類是對(duì)生物醫(yī)學(xué)的顯微光學(xué)圖像進(jìn)行處理和分析，比如對(duì)紅細(xì)胞、白細(xì)胞、細(xì)菌、蟲卵的分類計(jì)數(shù)以及染色體的分析；另一類應(yīng)用是對(duì)X射線圖像的處理，增強(qiáng)X射線所拍攝的患者腦部、胸部圖像確定病癥的準(zhǔn)確位置。
3、工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用
圖像增強(qiáng)在工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)和產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中得到廣泛應(yīng)用，比如機(jī)械零部件的檢查和識(shí)別、印刷電路板的檢查、食品包裝出廠前的質(zhì)量檢查、工件尺寸測量、集成芯片內(nèi)部電路的檢測等等。此外機(jī)器視覺也可以應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，將攝像機(jī)拍攝圖片經(jīng)過增強(qiáng)處理、數(shù)據(jù)編碼、壓縮送入機(jī)器人中，通過一系列的控制和轉(zhuǎn)換可以確定目標(biāo)的位置、方向、屬性以及其它狀態(tài)等，最終實(shí)現(xiàn)機(jī)器人按照人的意志完成特殊的任務(wù)。
4、公共安全領(lǐng)域的應(yīng)用
在社會(huì)安全管理方面，圖像增強(qiáng)技術(shù)的應(yīng)用也十分廣泛，如無損安全檢查、指紋、虹膜、掌紋、人臉等生物特征的增強(qiáng)處理等等。圖像增強(qiáng)處理也應(yīng)用到交通監(jiān)控中，通過電視跟蹤技術(shù)鎖定目標(biāo)位置，比如對(duì)有霧圖像、夜視紅外圖像、交通事故的分析等等。
圖像增強(qiáng)技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用還有很多，例如：在軍事應(yīng)用中，增強(qiáng)紅外圖像提取我方感興趣的敵軍目標(biāo)；在空間應(yīng)用中，對(duì)用太空照相機(jī)傳來的月球圖片進(jìn)行增強(qiáng)處理改善圖像的質(zhì)量；在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中，增強(qiáng)遙感圖像了解農(nóng)作物的分布；在交通應(yīng)用中，對(duì)大霧天氣圖像進(jìn)行增強(qiáng)，加強(qiáng)車牌、路標(biāo)等重要信息進(jìn)行識(shí)別；在數(shù)碼相機(jī)中，增強(qiáng)彩色圖像可以減少光線不均、顏色失真等造成的圖像退化現(xiàn)象。而且伴隨著技術(shù)的不斷更新?lián)Q代，其應(yīng)用也必將更加廣泛。
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