圖像處理技術(shù)在全息技術(shù)的應用

2012信息技術(shù)與應用優(yōu)秀論文Telecom market圖像處理技術(shù)在全息技術(shù)的應用羅曉軍.(商丘職業(yè)技術(shù)學(xué)院計算機系河南商丘476000)摘要: 全息技術(shù)是物理學(xué)中的重大發(fā)現,近年來(lái)在各個(gè)行業(yè)得到廣泛的應用。作為全息技術(shù)中的兩個(gè)重要部分一CCD 和計算機圖像處理技術(shù)，在推動(dòng)數字全息新一輪發(fā)展中起到至關(guān)重要的作用。本文將著(zhù)重從計算機應用方面闡述圖像處理技術(shù)在全息中的應用。關(guān)鍵詞:計算機圖像處理技術(shù)數字全息全息技術(shù)是物理學(xué)中-重要發(fā)現，越來(lái)越多的應用于各個(gè)行業(yè)。伴隨著(zhù)CCD技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，全息技術(shù)也得到一-次質(zhì)的飛躍，從傳統光學(xué)全息到數字全息。傳統光學(xué)全息將物光和參考光十涉得到全息照片來(lái)記錄光的振幅和相位信息,而數字全息則用CCD記錄物光和參考光的干涉，形成數字全息圖，再通過(guò)計算機圖像處理技術(shù)處理全息圖。因此，影響數字全息技術(shù)發(fā)展有兩個(gè)重要方面: CCD 技術(shù)和計算機圖像處理技術(shù)。1.全息技術(shù)概述全息學(xué)的原理適用于各種形式的波動(dòng)，如X射線(xiàn)、微波、聲波、電子波等。只要這些波動(dòng)在形成干涉花樣時(shí)具有足夠的相干性即可。光學(xué)全息術(shù)可望在立體電影、電視、展覽、顯微術(shù)、干涉度量學(xué)、投影光刻、軍事偵察監視、水下探測、金屬內部探測、保存珍貴的歷史文物、藝術(shù)品、信息存儲、遙感，研究和記錄物理狀態(tài)變化極快的瞬時(shí)現象、瞬時(shí)過(guò)程(如爆炸和燃燒)等各個(gè)方面獲得廣泛應用。在生活中，也常常能看到全息攝影技術(shù)的運用。比如，在一些信用卡和紙幣上，就有運用了俄羅斯物理學(xué)家尤里●丹尼蘇克在20世紀60年代發(fā)明的全彩全息圖像技術(shù)制作出的聚酯軟膠片上的“彩虹”全息圖像。但這些全息圖像更多只是作為一種復雜的印刷技術(shù)米實(shí)現防偽日的，它們的感光度低，色彩也不夠逼真，遠不到亂真的境界。研究人員還試著(zhù)使用重鉻酸鹽膠作為感光乳劑，州來(lái)制作全息識別設備。在一些戰斗機上配備有此種設備，它們可以使駕駛員將注意力集中在敵人身上。把一些珍貴的文物用這項技術(shù)拍攝下來(lái)，展出時(shí)可以真實(shí)地立體再現文物，供參觀(guān)者欣賞，而原物妥善保存，防失竊，大型全息圖既可展示轎車(chē)、衛星以及各種維廣告，亦可采用脈沖全息術(shù)再現人物肖像、結婚紀念照。小型全息圖可以戴在頸項上形成美麗裝飾，它可再現人們喜愛(ài)的動(dòng)物，多彩的花朵與蝴蝶。迅猛發(fā)展的模壓彩虹全息圖，既可成為生動(dòng)的卡通片、賀卡、立體郵票，也可以作為防偽標識出現在商標、證件卡、銀行信用卡，甚至鈔票上。裝飾在$籍中的全息立體照片，以及禮品包裝上閃耀的全息彩虹，使人們體會(huì )到21世紀印刷技術(shù)與包裝技術(shù)的新飛躍。模壓全息標識，由于它的三維層次感，并隨觀(guān)察角度而變化的彩虹效應，以及下變萬(wàn)化的防偽標記，再加上與其他高科技防偽手段的緊密結合，把新世紀的防偽技術(shù)推向了新的輝煤頂點(diǎn)。2圖像處理技術(shù)圖像是現代社會(huì )人們獲取信息的-個(gè)主要手段。人們用各種觀(guān)測系統以不同的形式和手段獲得圖像，以拓展其認識的范圍。圖像以各種形式出現，可視的、不可視的，抽象的、實(shí)際的，計算機以處理的和不適合計算機處理的。但究其本質(zhì)米說(shuō)，圖像i要分為兩人類(lèi):.類(lèi)是模擬圖像，包括光學(xué)圖像、照相圖像、電視圖像等。它的處理速度快，但精度和靈活性差。另一類(lèi)是數字圖像。它是將連續的模擬圖像離散化后處理變成為訃算機能夠辨識的點(diǎn)陣圖像。從數字上看，數字圖像就是被量化的二維采樣數組。它是計算機技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，具有精度高、處理方便和重復性好等特點(diǎn)。中國煤化工圖像處埋就是將圖像轉化為-一個(gè)數字矩阼存放在計算機中MHC.NMHG理技.三進(jìn)行處理。圖像處理的基礎是數學(xué)，最主要任務(wù)就是各種算法的設通信市場(chǎng)●2012年7-8月第177頁(yè)2012信息技術(shù)與應用優(yōu)秀論文Telecom market術(shù)已經(jīng)在很多方面有著(zhù)廣泛的應用。如通訊技術(shù)、遙感技術(shù)、生物醫學(xué)、工業(yè)生產(chǎn)、計算機科學(xué)等等。根據應用領(lǐng)域的不同要求，可以將圖像處理技術(shù)劃分為許多分支，其中比較重要的分支有:①圖像數字化:通過(guò)采樣和量化將模擬圖像變成便于計算機處理的數字形式。③圖像的增強和復原:主要目的是增強圖像中的有用信息，削弱干擾和噪聲，使圖像清晰或將轉化為更適合分析的形式。③圖像編碼:在滿(mǎn)足一定的保真條件下，對圖像進(jìn)行編碼處理，達到壓縮圖像信息量，簡(jiǎn)化圖像的目的。以便于存儲和傳輸。④圖像重建:主要是利用采集的數據來(lái)重建出圖像。圖像重建的主要算法有代數法、傅立葉反投影法和使用廣泛的卷積反投影法等。⑤模式識別:識別是圖像處理的主要目的。如:指紋鑒別、人臉識別等是模式識別的內容。當今的模式識別方法通常有三種:統計識別法、句法結構模式識別法和模糊識別法。⑥計算機圖形學(xué):用計算機將實(shí)際上不存在的，只是概念上所表示的物體進(jìn)行圖像處理和顯現出來(lái)。3計算機圖像處理技術(shù)在全息學(xué)中的應用.圖像處理技術(shù)在全息中的應用主要表現在: .是計算 全息,基于計算機圖形學(xué)將計算機技術(shù)與光全息技術(shù)結合起米，通過(guò)計算機模擬、計算、處理，制作出全息圖。因此它可以記錄物理.上不存在的實(shí)物。二是利用圖像的增強和復原，圖像編碼技術(shù)等對數字全息圖像質(zhì)進(jìn)行提高以及實(shí)現的各種算法。它的應用大致可以分為兩大類(lèi),即空域法和頻域法:①空域法:這種方法是把圖像看作足平面中各個(gè)像素組成的集合,然后直接對這:二維 函數進(jìn)行相應的處理?？沼蛱幚矸ㄖ饕邢露鴥纱箢?lèi):一是領(lǐng)域處理法。其中包括梯度運算(GradientAlgorithm),拉普拉斯算子運算(Laplacian Operator)， 平滑算子運算(Smoothing Operator)和卷積運算(Convolution Algorithm)。 二是點(diǎn)處理法。包括灰度處理(grey processing), 而積、周長(cháng)、體積、重心運算等等。②頻域法:數字圖像處理的頻域處理方法是首先對圖像進(jìn)行正交變換，得到變換頻域系列陣列，然后再施行各種處理，處理后再反變換到空間域，得到處理結果。這類(lèi)處包括:濾波、數據壓縮、特征提取等處理。中國煤化工MYHCNMH G .通信市場(chǎng)●2012年7-8月第178頁(yè)