时间：2022-11-26 06:30:01 | 来源：信息时代
时间：2022-11-26 06:30:01 来源：信息时代
图像数据库应用 : 图像数据库的应用领域与范围。随着图像处理技术的进展,图像数据库的应用越来越广泛,并已渗透到工程、工业、医疗保健、航空航天、军事、科研、安全等各个部门,在国民经济中发挥越来越大的作用。如:
(1)卫星遥感:利用人造卫星或装载在飞机上的传感器,收集地球表面物体反射来的电磁波特征数据得到有关对象体的信息,并绘制遥感数字图像和建立遥感图像库。美国及我国等一些国家通过发射军事、气象、资源探测等多种卫星对地球上的军事目标、大气环境、海洋、地面及地下资源进行探测,并绘制各种遥感地图。目前已在农作物、森林、海洋、土地资源、生态环境等领域建立了相应的数据库与图像数据库,这不仅在气象预报、预防洪涝、台风、沙尘暴和抗灾救灾方面发挥了重要作用,而且利用各种遥感信息资源建立的图像数据库可以有效利用地面、海洋及地下资源为国民经济服务。遥感制图已使地图制图学发生了革命性的变化,成为该领域的重要发展方向。
(2)生物医学图像数据库:目前在医学领域已广泛采用各种图像处理技术,建立了细胞、基因、蛋白质等各种图像数据库。如各种超声诊断图像、X-射线诊断图像、核磁共振CT(NMRI)、电阻抗断层图像技术(EIT)、阻抗成像(IT)、超声断层成像(UT)和细胞图像库等。如对EIT图像,目前已提出多种图像处理算法(实际是一些图像重建算法),用于改善EIT图像,使之能将人体病理和生理状态直接从临床诊断的图像中反映出来。又如对细胞图像数据库的细胞图像进行图像增强处理,可以改善细胞图像的质量,进而对细胞图像进行分类、分析和图像识别。目前已用这种方法进行癌细胞的早期识别和普查,取得明显的效果。在医学界,开始以医学图像数据库为基础,存储大量医学图像(X-射线、X-CT、MRI超声图像等)建立医学成像系统(medical tomography system),可在网络支持下实现医学图像的联网查询、诊断、存储与归档。如“国际医学图片存档与通信系统”PACS,就是一个图像数据库系统,可以将数据量极大的医学图像(如医学X-射线、脑电图、心电图、B超图、MRI、CT断层扫描图和DNA基因图等)存入医学图像数据库或下载到光碟上,供各大医院或医疗机构使用。用户可通过通信系统和Internet网查阅,也可供医生、研究单位快速查阅、分析和用于会诊。目前,建立医学图像数据库及医学成像系统已成为医院计算机化的重要标志。
(3)军事公安: 该领域的应用十分广泛,通常,在建立相关图像数据库的基础上,通过图像处理和图像模式识别技术来实现。这些应用有: 目标识别与制导、GIS与预警系统、飞行器的图像导航、案件侦破、交通管制、电子护照、海关与机场的指纹与面貌自动识别、虹膜识别、DNA识别等。以指纹识别为例,它通过提取嫌疑人的指纹与罪犯指纹图像数据库的指纹进行查找及特征对比,以查找罪犯。
(4)工业领域:图像处理与图像数据库在工业领域有着广泛的应用。如生产线上对产品及部件的无损检测与快速识别、邮件的自动分捡、机场安全检查等。又如石油勘探图像处理系统,针对石油勘探工作取得的成果大都以图像(图形)的形式提供的特点,通过可视化及成像技术,建立图像(图形)数据库和实现石油勘探数据处理。如石油地震勘探剖面图、地质三维空间图、地球物理测井剖面图、油藏圈闭图、油气水动态图、油藏数字模拟图等。
(5)动画制作:用电子计算机完成动画制作,将一张张静态图像以动画图像或三维立体图像形式存入动画图像数据库,以供后期动画制作。在动画图像数据库的基础上,以后可用计算机制作各种新的动画片及三维立体图像,或对场景进行复原和演绎,从而缩短动画片的制作周期,提高制片质量。
(6)视频图像处理与可视数据检索系统:以文字数据库和图像数据库为基础,将电视、广播等传媒与用户相连,实现传媒与用户通过文字、图形、图像、音频、视频等信息进行沟通。其信息传播方式有交互型和广播型两种: 前者是以电话和Internet网为传播媒介,使用户既可直接查询数据库和图像库,及时得到新闻、气象、交通、旅游等方面的信息,也可与传媒机构交互,向其发送和存储有关资料信息。后者属单向传播业务,用户仅能获取传媒向公众发出的信息。新近推出的3G是将无线通信和国际互联网等多媒体通信相结合而实现的新一代通信技术,这种新型的Web结构,能处理图像、视频流、音乐等多种媒体形式,提供包括网页浏览、电视电话会议、电子商务等多种信息服务,它将把视频图像技术的应用推向新的高度。
(7)图像识别(image recognition):对图像数据库中的目标图像进行识别与分类,是模式识别(pattern recognition)技术中的一种。模式具有广泛的含义,包括图形、图像、景物等,识别是人类具有的基本智能,是一种复杂的生理活动和心理过程。常用的模式识别方法有统计模式识别、句法模式识别、模糊模式识别和神经网络模式识别等。近年来,图像识别已成为模式识别技术的主流,并在指纹及面貌识别、医学(白血球、癌细胞、DNA等)图像识别、遥感与航天图像识别、三维石油地震图像识别和虚拟现实技术中获得成功应用。
(8)虚拟现实(virtual reality):又称为虚拟现实可视化或虚拟场景,是人工智能与数字图像技术相结合的产物。虚拟现实有不同规模,可视显示的三维感觉来自投影、光影、阴暗透明感和对象的立体感等,此外还涉及人机互动的心理学和生物学因素。虚拟现实在军事和工业领域获得成功应用。如在石油勘探的油藏描述、油藏数字模拟和地震勘探资料解释中应用虚拟现实,地质学家可通过虚拟图像“进入”地下地层进行解释。
(9)计算机视觉(computer vision): 用计算机实现(或模拟)人的视觉功能,对客观外界进行感知和理解的技术,是在图像处理和模式识别技术基础上发展起来的新兴学科。人的视觉功能包括光刺激、空间刺激物的空间分辨能力,对光刺激的时间分辨能力和人眼为看清刺激物的运动能力等。这些功能使人能接受外界丰富的信息,并在此基础上形成复杂的图像空间知觉,以识别客观外界景物。计算机视觉的目标是从客体图像中抽取有关特征(形状、位置、轮廓、大小、灰度、颜色、纹理等)构成本征描述,将其与图像库中已知物体进行匹配,以分辨出目标图像中的物体。计算机视觉广泛应用于工业检测、物体自动分类和机器人视觉研究等领域。计算机视觉中图像理解过程及图像识别的自然延伸是景物分析(scene vision),它将人的视觉或超过人的视觉所具有的识别能力,赋给计算机,使之模拟人的视觉机能,能从三维景物的二维投影图像反推出三维视野中物体的特定身份和物体之间的空间关系。而图像生成(image generation)则是景物分析的逆过程,它研究如何根据图像的含义生成视觉图像。计算机视觉、景物分析、图像生成等技术的实现需建立在图像库的基础上。
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