计算机图像处理在全息学中的应用

[摘 要]全息技术的发现是物理学的一项重大突破，尤其是计算机技术的普遍应用为全息技术的发展提供了一定的平台。在全息技术中包含着两个重要的部分，一是CCD，一是计算机的图像处理技术。因此，本文主要通过对计算机图像处理技术在全息学中的应用情况进行细致的分析，希望能能够给相关的工作人员提供一定的借鉴。

[关键词]计算机 图像处理技术；CCD；全息学

中图分类号：G623.58 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）27-0246-01

随着全息技术的不断发展，在社会发展的各个领域都有所应用，特别是随着计算机技术以及CCD技术的发展，全息技术也实现了突飞猛进的发展。全息技术也由光学全息转变成了数字全息。这两种方式存在着较大的差异。对于光学全息来说，主要是利用物光和参考光来对光的振幅以及信息进行干涉，而数字的全息则是利用CCD技术来形成一定的数字全息图。然后经过计算机技术对其进行处理。因此，对计算机图形进行处理涉及到很多方面，如果能将计算机的图像处理技术应用在全息学中，不仅会大大提高工作效率，同时也会增强测量的准确度。

1、图像处理技术概述

图像也是一种语言，通过图像人们可以获取更多的信息。在日常生活中，人们为了取得一定的图像信息，需要采用多种技术和方法。对于图像本身来说，可以有多种形式，无论是可视的还是不可视的，抽象的还是具体的，都包含在图像的两大类中。意识模拟图像，一是数字图像。模拟图像的种类繁多，其中较为常见的光学图像、照相图像以及电视电影的图像等都属于模拟图像。其有点事处理速度较快，但是也具有一定的缺点，比如灵活性较差。对于数字图像来说，主要是将模拟图形离散化之后形成的图像类型，这种图像可以满足计算机的识别系统。计算机图像处理技术主要是通过计算机处理系统来对图像信号进行转化，使之成为数字信号，然后再进行一定的处理。这种图像处理方式具有很多优点，其中速度较快，可以保证图像的失真率，很容易进行保存和传输，而且不会受到其他因素的干扰。基于这些特点，计算机图像处理技术在航空、自动化以及导航等方面进行了广泛的应用，受到了业界的一致好评。

2、图像处理技的具体表现

具体来说，图像处理技术就是将图像进行转化，变成数字矩形的状态，然后利用固定的算法对其进行处理。在此过程中要设计到数学的相关内容以及设计形式。但是图像处理仅仅是一个笼统的概念，应用的不同的领域中就会产生不同的分支。主要表现在以下几个方面：

第一，图像数字化。将图像进行数字化的处理，主要是为了更好地满足计算机系统对图像的识别，然后进行以下的图像处理工作。

第二，图像的增强和复原。这一环节主要是对图像进行美化处理，用相应的设备和技术对图像中的有用信息进行保存，祛除一些干扰部分，增强图像的完整性和清晰度，最后要对图像进行保存。

第三，图像编码。对图像进行编码的前提条件是确保图像的真实性。对其进行编码也是为了对其进行压缩，使得图像达到简化的目的，这样会更容易对其进行保存和传输。

第四，图像重建。这种方法主要是利用已经采集的数据来进行图像的重组，其中应用到的方法较多，较为常见的有代数法、反投影法以及卷积反投影法等等。对于图像进行重建需要一定的技术和技巧，因此对工作人员提出的要求较高。

第五，模式识别。模式识别是最重要的一个环节，是图形处理技术的核心。较为常见的是对指纹或者是面部进行识别。这一处理方式对技术提出了较高的要求，如果对技术的处理不当就会出现一些失误，影响到整个图像的处理工作。

第六，计算机图形学。这种技术具有一定的抽象性，主要是对实际中不存在的事物进行处理，通过计算机技术将这些事物转化为图像的像是，然后在计算机系统中加以显现，这就是通常所说的计算机图形学。

3、计算机图像技术在全息学领域的应用

随着时代的发展，在不同的年代会采用不同的图像处理技术，这也和科技的发展有着直接的关系。而且对于图像的传输速度也在准建加快。计算机图像处理技术得到了突飞猛进的发展，对于图片的质量和图片的传输和保存都采用了较为先进的手段。

由于计算机图像处理是以计算机软硬件为基础的，所以计算机图象处理技术真正大发展是在八十年代后，随着计算机技术的高速发展而迅猛发展起来。时至今日，计算机图象处理在医遥感及工业自动化领域的应用越来越多，大到科研、国防军事，小至人们生产生活的方方面面。现在人们可以实现声音、文字、图像相结合的多媒体通讯。经过多年的发展，我国在计算机图像处理技术上有了很大的发展。在理论研究和实践应用上已逐步赶上或接近发达国家的水平，在数据获取能力方面。成功研制出了一系列传感器，发射了众多对地观测卫星，组成了风云、海洋、资源和环境减灾等对地观测卫星体系。

全息技术的下一步发展就是3D全息成像及其传输。它类似一种立体的影像投射，其介质为空气。这是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实3D图像的手段演化而来的。而最新的近乎实时传送水平的3D全息成像技术，即“全息网真”，可以提供真人大小的图像、超高清晰度的视效、具有立体感和特殊设计的环境，营造出一种让身处不同地方的人能身临其境的场所，实现所谓的“咫尺天涯”。其可以在一个地点记录下3D图像，然后实时地显示在地球任何位置。该技术最简单直接的用途是将淘汰掉全息视频会议，还能使观众在欣赏3D全息影像时，无需佩戴特殊眼镜和任何辅助设备。

计算机图像处理技术在全息中的应用主要有以下两个方面：1）计算全息。基于计算机图形学将计算机技术与光全息技术结合起来，通过计算机模拟、计算、处理，制作出全息图。2）利用图像的增强和复原。图像编码技术等对数字全息图像质进行提高以及实现的各种算法。它的应用大致可以分为两大类，即空域法和频域法：空域法，这种方法是把图像看作是平面中各个像素组成的集合，然后直接对这一二维函数进行相应的处理。空域处理法主要有下面两大类：1）领域处理法。其中包括梯度运算、拉普拉斯算子运算。2）点处理法。包括灰度处理，面积、周长、体积和重心运算等等。3）频域法：数字图像处理的频域处理方法是首先对图像进行正交变换，得到变换频域系列阵列，然后再施行各种处理，处理后再反变换到空间域，得到处理结果。这类处包括：滤波、数据压缩和特征提取等处理。

4、结束语

综上所述，计算机图像处理在全息技术中的应用是全方位的，用实验方法得到的全息图中包含了更多的其他无用信息，图像处理技术在这里就显得尤为重要。随着计算机图像处理技术的进一步发展，全息技术必然有更大的发展。

参考文献

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