图像发展范文

图像发展范文（精选12篇）

图像发展 第1篇

美国著名美术教育家、心理学家罗恩菲德认为“在艺术教育里, 艺术只是一种达到目标的方法, 而不是一个目标。艺术教育重视的是创造过程对个人的影响, 以及美感经验给人的感受。”, 艺术教育不是为了教育而教育, 而是为了发展学生的能力。我们目前有些象站在大型超级市场里面, 面对“种类繁多的商品”不知如何选择, 所以我们要思考, 到底要怎样选择, 我们要不停的问自己:在美术教育中我们要让学生看什么, 如何去看, 怎么去做, 怎样才能真正通过艺术教育的手段来发展学生的能力。

一、握图像的直观特性, 合理运用“超文本”

图像的特性体现在它的直观、快捷, 视觉的冲击力大, 学生在运用图像去表现时, 就要让学生充分利用视觉的这种特性, 来把握美术人文学科的特性, 学会如何去以分析背景、做跨文本链接并批评审视视觉文化价值。美术文化需要去探求所包含的艺术价值, 但学生在学习要抱着审视的态度去学, 而“超文本”让学生在实际的学习中得到更多的拓展。

“超文本”的运用实际也是一种“超多媒体”, 我们通过一幅图像或是图像的某一部分, 通过链接得到更多的图片、声音、音乐、视频或者更多的内容, 我们再对这些内容和感兴趣的视觉文化文本做分析、了解、拓展, 涵盖中西方文化的交流和融合, 在丰富学生视觉经验的同时, 得到更多的理性的思考, 也能使艺术得到更好的延续和发展。

二、从学生的个性化创新入手, 注重各种情感的体验

美术教育的目的就是培养出独具“慧眼”的孩子, 艺术美不一定非要鲜艳的颜色, 奇特的造型来体现, 美术的美是多维化的, 学生在不同的课题的接触下, 实际是文化内涵的渗透、是学生个性化的表现、是美术再创造的过程。

但课程中的课件及图片过多, 也会对学生产生出一种默认的情绪, 有让学生依赖的倾向, 学生会盲目地等待着教师告诉他们或讲给他们听, 一知半解就有可能全盘接受, 缺乏必要的独特见解, 所以要从学生的生活出发, 体现以知识为本, 以生活为中心, 以文化内涵为主线的教学思路, 贴近学生的生活, 把美术的情感体验和学生的生活联系起来, 充分体现从学生中来, 到学生中去的, 用艺术更好的生活的主题, 采用多种表达方式, 满足部分学生主观经验的情感需求。

在美术课程资源和学生合理结合过程中, 教师也要寻找到适合学生运用的各种形式, 利用各种工具来加强学生在这些方面的体验。如:美国一所高中学校, 学生运用数码相机拍摄自己的照片, 处理成黑白照片, 打印后, 在结合方格透明胶片来表现人物形象, 就是一种非常好的和视觉工具结合的一种形式;在学生写生课中运用数码相机拍摄各种优美的风光图片、绘画习作, 摄像机拍摄的建筑楼房, 和学生在校园中自主表现相结合, 展现以视觉为主或者以经验为主的学生不同的造型风格, 都对美术课的发展提供了良好的创作体验, 也体现了图像造型的独特魅力。

三、注重学生个性的表达评价, 体现创意美术教育特色

爱因斯坦说过:“单纯提出一个问题往往比解决这一问题更为重要。解决问题也许只是一个数学计算或实验技巧, 而提出新问题, 从新角度考察老问题, 则需要创造性的想像力, 而且标志科学的真正进步。”创意最关键的一步就是发现问题, 然后是解决问题。要得到创意性思维, 美术教育的个性化体验和评价, 就能带来这种敏锐的观察力, 能帮助学生在平凡中找到突破口, 让色彩、设计、制作方面能力能得到提升, 并通过多渠道的表达方式展现视觉文化对其的影响, 回归美术的实用性。

艺术可以给学生带来自我表现的快乐, 在评价过程中, 多元化的评价方式帮助学生自由创作的进行, 从绘画的二维空间到设计的多维空间, 简单的纸杯扩展出多种形式的三维造型;藏书票的版画作品小尺寸的作品集结成册;数码图片的展现, 学生小画家作品的展览, 评选设计师、优秀的作品在网页中呈现;粘土塑造的作品展现, 学生的作品学生主动参与评价的形式更新更丰富, 不仅仅二维和多维空间的塑造, 它还是一种目的, 是一种多种可塑性, 是空间和时间的变化, 是多手段的记录方式, 学生在展现作品获得成就感和自信的同时, 获得图像最具拓展领域的表达。

图像发展 第2篇

本文依据此分割法进行实验，实验结果显示该算法能够取得最优解，噪音对图像分割的影响也不明显，只是还需要注意几个方面：

复杂的计算过程，累积代价阵的计算过程十分复杂，因此会耗费大量时间，可以说是整个运算过程中的重点、难点;

初始点、终止点的选择，极大的影响着分割结果，因初始点、终止点的不同可以形成不同的分割结果。(其中a为原始图像，标志点位临床医生所标;b、c、d为不同初始点、终止点情况下的不同分割结果)如图1所示

4 医学图像分割技术概述

划分医学图像的区域有时候并不十分容易，由于医学成像系统具有其自身独特的物理特征，还有机体不同的组织吸收能量的能力略有不同表现在图像上为成像时会有一定的差异即医学图像具有的不确定性、模糊性。在描述医学图像中的目标物体时应用图像的模糊性，

以边缘检测为基础的法，以边缘检测为基础进行分割的方法，是根据图像的像素特征进行检测，由于其局部特征具有突变性、不连续性，由此可以描绘出几条边界，最后将图像分割成为几个不同的区域。因此，选出一个基础点作为检测点，根据检测点以及检测点的相邻点检测的象素作为特征值，再根据其检测值来获得不同区域间的边界。但是，有时根据图像的像素进行边界描绘时，由于相邻点的像素检测的信息并不匹配，使得描绘的图像边界不完整、封闭，故无法成功将图像进行区域分割。这时，为了勾画出有意义的图像边界，对于那些间断不连续的边缘点就要采用一定的算法将其连接起来。此外，有较大噪声音的图像会有一定误差，主要体现在图像边缘的真实性上，这一点对以边缘检测为基础的分割方法的结果影响极大，尤其是在医学超声图像的分割上，因此，这个问题亟需得到解决。应用以模糊集理论为基础的图像分割技术可以解决医学图像中的部分结构不良的问题，因此，发展、应用此技术在医学超声图像的分割工作中，可对医学图像的分析有很大的帮助。

5 医学图像分割技术的评价

以人工的神经网络为基础的图像分割技术是近几年刚刚发展起来的被广泛应用的新技术。这项技术具有一个十分优越的条件，它分割图像的方式不需要依靠图像的概率函数也就是说即使在图像数据出现严重的偏差时也可以进行图像的分割。事实上，这个分割技术是以图像的形状为基础进行图像的分割的。

这个分割技术主要有两个操作过程：首先是进行图像特征的提取;然后就是进行神经网络的分割。提取医学超声图像特征的过程对于整个图像的分割具有决定性的作用，因为提取的数据是进行神经网络的计算时的基础数据。如果能提取到正确的图像特征数据便能够尽可能的削减计算过程，提高分割算法的准确性。

6 结 语

图像发展 第3篇

关键词：当下处境;独特魅力;求同发展

作者简介：李昕霓，女，汉族，辽宁辽阳人，辽宁大学文学院中国现当代文学专业在读研究生。

[中图分类号]：I206 [文献标识码]：A

[文章编号]：1002-2139（2016）-02-0-01

二十世纪九十年代以来，随着电子信息技术和数字新媒体的发展，现代人的审美方式和文化接受方式也发生了巨大的变化，视觉图像文化正逐步取代传统文学成为都市生活和现代社会中精神生活和艺术领域的重要组成部分，开启了全新的“图像”时代。

不管是作为人类情感载体还是单纯就其自身的审美功能来说，文学都具有视觉图像文化所不可替代的优越特质，但是图像文化的兴起对文学话语地位和文学发展所造成的极大冲击和挑战也是不容忽视的。这双方面的压力就促使我们不能不去思考文学如何在视觉图像文化的冲击下坚持自身的特质，又如何在全新的挑战面前更好的发展自身。笔者认为，应该从作家端正对视觉图像文化的态度和文学作品回归价值本位两方面入手，让传统文学在积极适应融入图像时代的同时，努力固守文学内在的永恒魅力，使其在图像时代能够实现更好的传承与发展。

一、作家积极主动接纳和融入视觉图像文化

无论对视觉媒体的流行认同与否，我们已经无可回避的生活在视觉图像所包裹的世界里，面对这种大趋势，选择以一种主动姿态的介入可能是一种比较理想的双赢策略。一方面，作家主动介入视觉图像媒体有利于提高自己的作品知名度和社会影响力。知名女性作家严歌苓就是这方面的成功典范，随着《铁梨花》、等电视剧的热映，严歌苓知名度不断被提升，其相关作品也不断被再版发行，一跃成为中国成功精英女性的代表。曾在八十年代高举“先锋小说”大旗的余华在图像时代到来后，推出一系列符合大众审美趣味又具有具有文学经典元素的雅俗共赏的作品，准确而迅速实现华丽转身。同时，在文学文本阅读阐释和生产过程中，应该适当合理的对图像进行利用和吸收，让图像发挥对文学的“辅助”作用，使文学文本增加内容丰富，直观可感的特点，从而拟补文学语言的不足之处。

另一方面，优秀作家所具有的丰富的创作思维和艺术准备会提升电影和电视剧等图像媒介的艺术层次和审美品位。影视技术的快速发展已经不允许我们轻视视觉图像到来的冲击力，在这种情况下，如果作家还抱有孤芳自赏、不愿与影视“同流合污”清高心态，那就只能够面对被边缘化的悲惨处境了。我相信，如果我们的优秀作家都能够成功转型为媒体策划人和影视编导者，并在新的媒介中充分释放和展现自己的创作才华和审美能力，他们就能为广大群众创作出更多更好的文学作品和视觉产品，进而全面改善和提高我们的文化环境，实现传统文学、图像文化和接受者三赢的皆大欢喜局面。

二、文学作品回归价值本位

图像虽然不具有文学所寄寓的主题的深刻性和意蕴的丰富性，但是具备一定的精神鼓舞与激励的价值。图像时代到来给学者们带来巨大恐慌的真正原因在于文学创作者和影视制作者过分追求经济利益而放弃了本应具有的社会责任感，视觉图像文化缺失社会教化功能，导致文学的言志载道功能被淡化，一些所谓的“作家”为符合图像文化的世俗性创作了大量的庸俗作品。因此，在喧嚣而杂乱的视觉图像文化诱惑下，传统文学创作回归价值本位的呼声就显得越来越重要。文学工作者要坚持文学关注于心灵关照和灵魂救赎的本质，沉潜下来对我们这个瞬息万变的社会进行深入的感悟和提炼，力求创造出真正有时代内涵和有普世价值的经典文学作品。

让文学回归价值本位的另一个可行的方法是挖掘传统文学经典的艺术价值和人文精神。文学经典是人类精神宝库无可比拟的传世之宝，不仅是卓越文学家们深刻思想的积淀，更是民族和世界的历史文化积淀。文学经典能够使人类灵魂得到净化、精神得到升华，文学经典的阅读过程能够使读者在潜移默化中获得人文教育，因此对传统文学经典进行挖掘能够发挥文学极大的审美教育作用。

三、结语

总之，科学技术的发展使社会生活的各个方面都处于一种不断地发展变化的状态中，我们的生活也处于不断地接受和应对五彩斑斓的新事物中。电影电视等图像媒体已变成人们无法离开的伴侣，但是值得注意的是，视觉图像文化不仅不是排斥文学的，反而是要依赖于文学寻求其长期发展道路的，因为视觉图像文化是否能够散发出吸引人心的魅力和含蓄隽永的韵味，很大程度上是依赖于文学的。在未来的传统文学与图像文化的发展中，视觉图像文化会在文学的协助下逐渐向更深刻主题和更丰富意蕴方面发展，而文学的审美艺术形式也将能够借助网络和影视的作用在艺术价值和精神价值上获得重构，使文学重新扬起生命的风帆，坚守住人类的“精神家园”。

参考文献：

[1]刘巍.图像时代的文学取向[J].当代作家评论，2011年第6期.

[2]刘巍.图像时代的文学功能[J].当代作家评论，2013年第3期.

[3]李晓灵.图像时代的电影和文学[J].北京社会科学，2008，（2）：81-85.

[4]金宏宇.影视与文学名著的日渐疏离[J].武汉大学学报：人文科学版，2009.

医学摄影与图像媒介发展研究 第4篇

医学摄影主要通过影像设备对患者病灶摄影,从而方便医生的诊断,影像诊断包括CR(计算机放射成像)、DR (数字放射成像)、CT (计算机断层成像)、MRI(磁共振成像)、超声、DSA(数字减影血管造影)、ECT(发射型同位素计算机断层成像)、乳腺成像、牙科成像等。随着科技的发展,医学影像技术也在不断发展,其影像记录方式从传统的银盐片到干式胶片再到数码喷墨片。下面将以科技的发展和数字信息的发展为主线,介绍图像媒介从传统的胶片到干式胶片再到数字终端显示的发展过程,对其中的主要技术做分析介绍。

2 传统胶片的发展与传播

银盐摄影开始1727 年,J.H.Schulse利用硝酸盐的感光性来记录影像。但直到1837 年,L.J.M.Dagurre创造了用碘化银薄层照相(薄板法)后,真正的银盐摄影才获得成功[1]。

银盐胶片是将卤化银颗粒均匀悬浮于明胶中形成一种胶体,再将其涂在片基上干燥而成的,有的为单面涂布,有的为双面涂布,双面涂布结构见图1。卤化银颗粒的大小,因用途不同而各异,一般从0.1 微米到几个微米不等。

银盐成像过程如图2 所示。卤化银颗粒在曝光时吸收了光子,生成由四个以上的银原子组成的潜影。这些银原子是一种有效的催化剂,它们能使卤化银颗粒中的银离子,在强还原性的显影液里还原成为银原子,即只具有潜影的卤化银颗粒才能显影,而没有显影的卤化银颗粒,将在定影过程中被溶解掉。曝光显影部分留下的银原子影像,就是人们需要的影像片[2]。

卤化银颗粒生成潜影的过程如图3 所示。经曝光,卤化银颗粒吸收了光子,才会立刻产生光电子和正电空穴。光电子被感光中心的电子陷井所捕获。点阵间隙银离子移动到感光中心与光电子结合,生成银原子。这样,在感光中心多次重复上述电子过程与离子过程,最终形成了至少有四个银原子构成的潜影。

显影过程是利用显影剂将卤化银还原成金属银的过程,即化学显影。即:

显影剂+ 卤化银

金属银+ 显影剂氧化物+ 溴化氢

这个反应是在碱性溶液中进行,反应的特点是经曝光的产生的潜影处的卤化银的显影速度比未曝光处的卤化银还原的快,而且还原速度与曝光量成正比。这样就使卤化银具有形成不同层次,不同黑度影像的特性。

定影是将显影的影像固定下来,去除掉未曝光处的卤化银,防止其见光后反应。实质是通过定影剂(硫代硫酸盐)水溶液使未还原的卤化银溶解的过程。

传统胶片按应用分为银盐相纸、航空摄影胶片、胶卷、工业片和医用胶片等,详见图4。

2.1 银盐相纸

乐凯银盐相纸有黑白涂塑放大相纸、人像摄影软片、黑白可变反差相纸和乐凯双面相纸等。

黑白涂塑放大相纸是采用氯溴化银乳剂均匀地涂布在涂塑纸基上精制而成,适用于图像的制作和放大,并各有光面、碳素、绸面、绒面等多种纸面,可满足不同用户需求。

人像摄影软片为全色负性材料,具有清晰度高、颗粒细腻、宽容度大的特点。适用于室内人像及户外一般摄影。

黑白可变反差相纸是用于专业印放的高级黑白相纸,具有反差可调的特点,可根据底片反差的不同,通过使用可变反差放大机或在普通放大机上使用专用滤色片,也可使用彩色放大机或彩色滤色片,来调节加工照片的反差。广泛应用于人像、风光、建筑等摄影领域。

乐凯双面相纸打破了以往单面成像的传统。双面相纸使用专用双面纸基,采用一次九层的多层涂布工艺,分别在两面等量涂布功能涂层和感光涂层,两面共需精密涂布18 层。

2.2 航空摄影胶片

乐凯是国内唯一一家生产航空摄影胶片的企业。主要产品有黑白航空侦察胶片,航空测量胶片,高感光度、高分辨率航空摄影胶片,黑白高速航摄胶片,黑白航摄大宽容度胶片,高空侦察、航测胶片。

技术改进:采用微机双注乳化设备,研制了多层结构的均质立方体溴碘化银乳剂,使用新型硫碳菁、硫氧碳菁光谱增感染料和超增感剂对MSC乳剂的协和增感技术,提高了胶片的分辨率和感光度;采用新型的防灰雾剂、稳定剂、坚膜剂等解决了航天胶片太空摄影灰雾和老化等问题。

2.3 胶卷

黑白胶卷采用新型卤化银颗粒乳剂,使该胶卷底片大倍率放大时仍能获得极佳的清晰度和极细颗粒性效果。

彩色胶卷共有16 层,依次为:保护层、UV滤光层、感蓝(高、低感)层、隔层、感绿(高、中、低感)层、隔层、感红(高、中、低感)、防光晕层,片基和防卷曲层,见图5。

乐凯技术改进:乳剂制备中采用了平衡双注合成技术。乳剂颗粒为高形态比扁平晶体、大小均匀、结构一致、尺寸小,具微粒高感的特性,尤其是欠曝条件下,表现更为突出;感红、绿和蓝层采用了多感光层技术,使三条感光曲线直线性好,胶卷的感光域宽;感光层中引入第三代DIR化合物使其具有优良的层内效应。

2.4 医用胶片

乳化过程中双柱替换单注工艺的改进和T颗粒的发现使X光片质量有了很大的提高,成本得到了明显的降低,使医疗感蓝感绿片得到了普及。其中感绿片具有感光度高、反差适宜、清晰度好、宽容度高等特点,且投照剂量只有感蓝屏片组合的1/2~1/4,可以大大减少射线对病从和医生的伤害,而且还可以延长X射线机的寿命。

传统银盐胶片的应用见表1。

优点:

(1)成像的象元数大,信息记录量大;

(2)成像层次丰富;

缺点:

(1)显影液和定影液污染环境,浪费水资源;

(2)显影、定影工序繁琐,效率低。

3 医用干式片的发展与传播

医用干式片的分类见图6。

3.1 光敏热成像材料

光敏热成像材料(PTG)是在传统卤化银成像材料基础上发展起来的,是一种经过曝光和热加工就可以获得影像的新型成像材料。它是在片基上涂一层特殊的成像层,成像层由超细感光卤化银颗粒、非光敏性的有机银盐、调色剂、显影剂、粘合剂、防灰雾剂、稳定剂、光谱增感剂等组成,在低能量的光照射下便可形成潜影中心,1-10 尔格的任何可见光、紫外线及红外线都能使之曝光[3,4]。热显影过程中,潜影中心催化共存的有机银盐与弱还原剂之间的氧化还原反应,形成永久的黑白影像。其结构见图7。

PTG技术的主要应用源于1995 年3M公司,推出了世界上第一种具有高解像力、符合诊断质量的医用X- 射线胶片,应用于Dry Viem TM激光成像系统,这标志着PTG技术真正走向市场化。随后柯达公司推出了柯达Dry Viem TM8000 系列激光打印成像系统及其相配套的柯达胶片。1999 年富士公司推出了水基干银胶片Dry CRTMDI-AL,爱克发与柯尼卡美能达公司也分别推出了Drystar TM与Dry Pro TM胶片[4]。

PTG材料的成像过程简单地说包括:光敏剂Ag X的潜影形成过程,银源中Ag+在热显影中的传递过程和Ag+在潜影中心上的还原过程。

以有机银盐与卤化银微晶颗粒为主体的光敏热成像材料,是一个很复杂的体系。与传统Ag X感光材料相比,由于PTG样片的加工过程并不包括定影过程,所以其加工比较简单。但其PTG材料中显影剂并不能还原Ag X,因而光敏剂不论在曝光还是热显影前后始终都存在于材料中,且与银源和显影剂直接共存于同一个体系中,这些都为提高PTG材料感光性能带来不便。而且PTG材料的基本组分很多,在成像过程中不同组分各自发挥着其特定的作用,组分之间又相互作用,共同制约着PTG材料的感光性能。

PTG材料的优点:

(1)加工过程简单;

(2)成像质量与传统银盐相当。

PTG材料缺点:

成像体系复杂,光敏剂、银源和显影剂共存一体系,随着放置时间的延长,样片灰雾会增长,所以其使用和保存条件比较苛刻。

3.2 直接热敏干式片

1954 年,美国NCR公司为开发无碳复写纸,发明了压敏微胶囊技术,延长了无色染料前体稳定性。不足之处是其分辨率低。随着热敏微胶囊制备技术的发展,采用界面聚合反应制备出了粒径0.3μm的高分辨率染料微胶囊,解决了干式片分辨率低的问题。1990 年,热敏染料合成技术迅速发展,合成了大量不同结构的热敏染料,形成不同发色体系。通过组合其色调和传统银盐相当,不易引起医生视觉疲劳。以上技术的发展使干片的质量与传统射线胶片媲美,能满足临床诊断。

3.2.1 结构和显色机理

打印过程是将图像数据转变为电脉冲后输入到热打印头,电信号在热打印头处由电能转变为热能,从而使胶片温度升高,显色剂和成色剂在加热条件下反应显色形成影像。相比传统银盐片,直接热敏材料不需要加入银,具有加工工艺简单、成本低和环保的特点。其结构见图8。

显色机理为当乳剂层受热达到显色剂的熔点,显色剂具备流动性,囊壁发生相变,使显色剂可以与染料前体接触,二者发生电子得失反应,染料前体内酯环打开,生成有色的化合物。当温度降低后,囊壁又恢复原状,显色剂保留在囊壁内,从而使影像能够稳定保存。如图9 和10 所示[5,7]。

3.2.2 染料微胶囊合成技术

微胶囊制备的过程首先是将染料溶解在油相中,再将油相分散在水相中制备出乳液,最后通过界面聚合反应形成染料微胶囊。见图11。

(1)壁材的选择

为了具备合适的玻璃点转化温度,使用胺类化合物作为与异氰酸酯反应的得到的聚脲,形成的聚脲玻璃点转化温度一般在100℃以上,既可以保证形成的记录材料在一般条件下的稳定性,又可以保证加工的温度不会太高因而增加制造加工设备的技术难度。

壁材的量的选择也比较关键,如果量不足则无法形成完整的微胶囊,影响干片后期的稳定性,如果过量,又会对样片的性能和后期物料存放造成的一定的影响。

(2)分散过程

分散时容器的直径、分散器的直径、搅拌的速度、油相和水相的粘度体积和表面活性剂的浓度等对分散粒径的大小都会有影响,也会影响最终的粒径。

(3)成熟过程

成熟过程也即包裹过程,采用界面聚合反应,如图12。界面聚合反应的两种单体分别存在于水相和油相中,壁材的形成是在水相中的胺分子从水中向水/ 油的界面处扩散而与油相中的异氰酸酯反应在界面上形成微胶囊壁;油相中的异氰酸酯向油/ 水相的界面处迁移,在界面上与胺反应形成聚脲,异氰酸酯和胺不断地由两相中向界面处扩散,形成的聚脲在界面上沉积形成微胶囊壁。

制备的微胶囊粒径300nm,其大小和传统银盐片接近,保证了后期成像的层次性,同时也保障了干片的透明度。见图13。

3.2.3 影像色调调控技术

主要通过不同染料的吸收峰,选择不同的染料前体和合适的量。这样可以得到中性灰的色调。同时多种染料可以在溶解相互促进,可以减少了油相溶剂的加入量,以利于干片后期保存的稳定性。

3.2.4 感热性能控制技术

不同显色剂的温度和密度曲线见图14。显色剂的品种决定了发色的温度区间,选择不同种类显色剂组合:酚类、砜类和水杨酸锌树脂与染料前体微胶囊搭配,通过温度- 密度曲线的调整与优化,得到理想的宽容度、对比度和感热度匹配关系,达到控制感热性能的目的。

3.2.5 涂布成膜技术

采用挤压坡流方式涂布,精细化控制不同阶段的干燥条件,得到了理想的涂布表观,实现了车间稳定生产。

因体系为无凝固点的PVA体系,且其中悬浮有多种聚合物混合颗粒,其在涂布干燥过程中容易产生表观弊病。通过对干燥条件的摸索,解决了干燥过程中产生的坑点、裂点、气泡点、物料点、发花等表观弊病。

3.2.6 护膜层技术

护膜层的功能是保护乳剂层不受外界环境的影响。

除此之外,打印过程中打印头会和打印片有直接的接触,这样会对打印头造成一定的磨损。为了实现样片和打印头的良好匹配,延长打印头的使用寿命。护膜中加入脱模剂、润滑剂和颜料以减少干片对打印头的磨损;同时在打印过程中产生的静电等也会对打印头造成损伤,所以护膜层还需加入其他功能助剂如防静电剂等。护膜中粘合剂、脱模剂、颜料、润滑剂的种类和加入量对打印头都有一定的影响。且不同的打印头与之相匹配的护膜配方也不相同。图15 为打印过程示意图。

大粒径润滑剂,首先接触、熔融,然后形成润滑膜。护膜中的颜料的粒径对打印头的影响见图16。

润滑剂的粒径选择在合适的范围可以连续打印5 倍的胶片量而不损伤打印头,从图中可以看出粒径范围在7-8 微米之间对打印头效果最好。

护膜中不同颜料的比例会影响护膜的弹性率,而护膜弹性率会对打印头有影响。不同颜料对弹性率的影响见图17。从图中可以看出,硫酸钡和二氧化硅比例为5:1 时和打印头的匹配效果最好,护膜中只有硫酸钡时和打印头的匹配效果最差。

目前市场上的医疗片约90%为干式片,其中有约35%为热敏干式片,高端市场均被国外企业所垄断。通过近几年的发展,国内企业逐渐填补空白,打破国外技术垄断,生产具有自己独立知识产权的产品。中国乐凯集团是国内唯一一家可以生产热敏干式片的企业。

3.3 喷墨打印片

喷墨打印胶片是在原数码相纸涂布配方的基础上将纸基改为PET片基,并通过在涂层中添加三氧化二铝无机颜料,墨水接受层形成毛细管,提高涂层的固色性能,从而使得影像色彩鲜艳,光泽度高。

伴随着喷墨打印技术的发展,高分辨率、多灰阶的医用图像以喷墨打印的方式输出也逐渐成为主流之一。喷墨打印是物理成像,与之前通用的干式激光成像和热敏成像相比,无任何化学反应,更加低碳环保,符合低碳医疗新趋势。而且耗电量低,是医用激光和热敏打印机的十分之一;支持黑白和彩色打印,有非常宽的应用范围,可以打印黑白的DR、CR、CT、核磁共振图像,也可以打印彩超和CT三维重建彩色图像;而且喷墨打印机和胶片的成本相对较低,能够降低成本[8]。

3.4 数字显示屏

随着数字化信息的发展,医疗诊断屏替代医疗胶片,医院实现“无胶片”化已是医疗行业内的共识。

3.4.1 与普通显示器区别

医疗诊断屏和普通显示器有明显区别,主要是:

(1)支持DICOM PART14的标准

医用显示器具备调整DICOM标准曲线的能力,使其能与DICOM标准相吻合,从而保证影像的显示质量。

(2)支持灰阶显示

为保证较高的读片质量,医用显示器比普通显示器对灰阶有更高的要求。

(3)支持背光亮度稳定控制的功能

亮度恒定对医用显示器而言很重要,这样使用者才不会感到疲劳。而医用显示器在600-700cd/m2,且要求3 万小时甚至10 万小时亮度值保持不变。

(4)分辨率高

医用显示器要求分辨率在1280*1024 以上。医用显示器的分辨率与价格成正比,与放射设备的分辨率正相关。需注意的是分辨率不是越高越好,相应的设备应当配套相应分辨率的显示器。

(5)对比度高

对比度越高,图像愈清晰,医用显示器的对比度在600:1~1000:1。

(6)显卡不同

医用显示器不同于普通显示器,常用PCI插槽、要求一卡两显、主副显示互换、横/ 竖屏转换。

3.4.2 诊断屏的使用

显示器的分辨率应该接近于影像设备的分辨率。显示器的分辨率过高,造成假信息过多也会影响诊断;显示器的分辨率过低,造成信息丢失影响诊断。常用诊断屏见表4。

3.4.3 特点

相比医疗胶片,其主要特点:

(1)环保,不产生废弃物;

(2)工作效率高,医生不必等胶片打印后再诊断;

(3)在功能软件的支持下,可以实现传统胶片没有的功能,如实现局部放大,图像旋转,3D模拟等。

目前县级以上医院已开始普及医疗诊断屏。但在目前的情况下医疗诊断屏还不能完全替代胶片。主要原因:

(1)设备成本高;

(2)其显影质量与医疗胶片还有一定的差距;

(3)医生的诊断习惯要改变比较困难,尤其是习惯用医疗胶片诊断的医生;

(4)患者的需求,医疗诊断还不能实现异地共享;

(5)医疗胶片可以做为诊断凭证。

4 打印终端的发展与传播

4.1 热敏打印终端

医疗打印机种类较多,各公司均有自己的产品。目前市场上存在的打印机主要有分两类[9]:

热敏成像仪市场上主要有FUJI DRYPIX-Lite、SONY成像仪、AGFA成像仪、CONDONICS成像仪,见表2;

激光成像仪市场上主要有FUJI DRYPIX4000、7000、锐珂成像仪、KONICA成像仪,见表3。

4.1.2 lk1601 相机

乐凯是国内唯一一家可以生产热敏打印机的企业,因外国企业的技术垄断,许多技术都是国内首创。其中热敏成像技术中密度补偿算法的创新对打印图像有一质的提升:由发热公式Q=K·U2/R·t可知,阻值不同,热量不等。电阻值越大,密度越高。但实际中,成像脉冲和图像密度不是简单的比例关系,这是因为打印头不可能完全一致,且在打印过程中不同区域图像密度不同,打印结束后高密度区打印单元需冷却的时间比低密度区的要长,如何实现打印电阻的补偿显得尤为重要。引入密度修正算法使图像质量有了质的飞跃。

从图中可以看出,使用新的密度补偿算法后,图像反差增大,更清晰。

4.1.3 Lk601 自助打印机

为提高工作效率,减少患者等待时间,减少医生非专业工作量,将患者影像资料和报告集中到一个信息模块中,患者可以自行取影像资料和打印报告。

国外大的医疗设备公司均已开发出自己的自助打印机,但还没能兼容所有的服务。乐凯医用自助成像仪Lk601 一种可多标准兼容的自助打印机,包括处理器、信息显示屏、图文报告输出模块、影像资料输出模块、信息输入器、触控操作屏、存储器和网络接口。其工作模式见图22[10]。

用多兼容标准医用自助成像仪后的工作模式:医生把影像资料和图文报告发送到信息处理模块。信息处理模块通过OCR技术获得影像资料和图文报告中病人的名字、就诊号和身份证编号等信息;并以这些信息为索引把得到的电子信息保存在硬盘中,在信息交流屏上显示出可以领取影像资料和图文报告的病人信息,通过扬声器通知病人实现叫号功能。病人可以通过条码、二维码扫描器或读卡器等信息输入器和触控操作屏输入自己的信息;信息处理模块会自动检索出该病人的所有影像资料和图文报告;病人选择需要输出的影像资料和图文报告;医用自助成像仪就会输出对应的资料。

这个过程节约了医生非专业性的劳动时间,降低了医生的劳动强度;对应的增加了病人的就诊率,缩短了取诊断报告的时间。

4.2喷墨打印终端

目前市场上喷墨打印输出较多的是爱普生4910 和佳能i PF510。爱普生采用微压电喷墨技术来控制墨滴的大小;佳能和惠普打印机采用热气泡喷墨技术将一滴滴墨水喷射到毛细管的顶端。

5医疗影像未来发展

在现代化的医院里,图像在疾病诊断中占有非常重要位置。传统的X光线胶片存在管理困难、查询慢和胶片易变质丢失等问题。X线胶片数字化可以解决以上的存在的问题,目前在国内已基本实现,其基本配置包括透射式扫描仪、计算机、及相应的软件。其特点:

(1)信息储存方便,工作效率高,但设备的购置、维护成本高;

(2)资料的查询速度快;

(3)可使用医疗诊断屏;

(4)为异地诊断、远程诊断提供条件。

随着信息化网络的发展,在将来,医院之间实现信息共享,患者的信息可上传至网络云端,患者可以登录查询、下载信息,同时也可以将诊断报告传送给特定领域的专家,实现远程诊断。目前已有公司从中看到商机,开始建立网络云平台,给患者提供寻找医疗专家和相关咨询服务,方便患者的同时也实现了医疗资源的优化。

6结束语

当前,现代医学向着加快早期发现、精确诊断、智能化服务等方向发展。同时人民群众自我保健意识的提高和人口老龄化的进程的不断加快,对医疗服务需求也随之增长[6]。加快创新医疗产品的应用推广,优化医疗资源配置,让科技创新成果更好地服务于医疗卫生体系建设,惠及广大人民群众。

摘要：本文主要介绍了图像媒介从传统的影像材料到干式影像材料再到数字终端显示的发展过程。分析了医疗干式片从光敏热成像材料到非银干式片再到喷墨打印片各影像材料的显色机理和优缺点,其中详细介绍了直热式非银医疗干式片的关键技术:微胶囊合成技术,色调控制技术,感热性能控制技术,涂布成膜技术和护膜层技术。最后通过对医疗影像材料打印、显示终端的发展的分析,展望了未来医学摄影和图像的发展方向。

数字图像处理图像变换实验报告 第5篇

实验一 图象变换实验

实 验

实验名称：图像处理姓名：刘强

班级：电信

学号：

报 告

1102

1404110128

数字图象处理实验指导书

实验一 图象变换实验

实验一 图像变换实验——图像点运算、几何变换及正交变换

一、实验条件

PC机 数字图像处理实验教学软件

大量样图

二、实验目的

1、学习使用“数字图像处理实验教学软件系统”，能够进行图像处理方面的简单操作；

2、熟悉图像点运算、几何变换及正交变换的基本原理，了解编程实现的具体步骤；

3、观察图像的灰度直方图，明确直方图的作用和意义；

4、观察图像点运算和几何变换的结果，比较不同参数条件下的变换效果；

5、观察图像正交变换的结果，明确图像的空间频率分布情况。

三、实验原理

1、图像灰度直方图、点运算和几何变换的基本原理及编程实现步骤

图像灰度直方图是数字图像处理中一个最简单、最有用的工具，它描述了一幅图像的灰度分布情况，为图像的相关处理操作提供了基本信息。

图像点运算是一种简单而重要的处理技术，它能让用户改变图像数据占据的灰度范围。点运算可以看作是“从象素到象素”的复制操作，而这种复制操作是通过灰度变换函数实现的。如果输入图像为A(x,y)，输出图像为B(x,y)，则点运算可以表示为：

B(x,y)＝f[A(x,y)] 其中f(x)被称为灰度变换（Gray Scale Transformation，GST）函数，它描述了输入灰度值和输出灰度值之间的转换关系。一旦灰度变换函数确定，该点运算就完全确定下来了。另外，点运算处理将改变图像的灰度直方图分布。点运算又被称为对比度增强、对比度拉伸或灰度变换。点运算一般包括灰度的线性变换、阈值变换、窗口变换、灰度拉伸和均衡等。

图像几何变换是图像的一种基本变换，通常包括图像镜像变换、图像转置、图像平移、图像缩放和图像旋转等，其理论基础主要是一些矩阵运算，详细原理可以参考有关书籍。

实验系统提供了图像灰度直方图、点运算和几何变换相关内容的文字说明，用户在操作过程中可以参考。下面以图像点运算中的阈值变换为例给出编程实现的程序流程图，如下：

数字图象处理实验指导书

实验一 图象变换实验

2、图像正交变换的基本原理及编程实现步骤 数字图像的处理方法主要有空域法和频域法，点运算和几何变换属于空域法。频域法是将图像变换到频域后再进行处理，一般采用的变换方式是线性的正交变换（酉变换），主要包括傅立叶变换、离散余弦变换、沃尔什变换、霍特林变换和小波变换等。正交变换被广泛应用于图像特征提取、图像增强、图像复原、图像压缩和图像识别等领域。

正交变换实验的重点是快速傅立叶变换（FFT），其原理过于复杂，可以参考有关书籍，这里不再赘述。至于FFT的编程实现，系统采用的方法是：首先编制一个一维FFT程序模块，然后调用该模块对图像数据的列进行一维FFT，再对行进行一维FFT，最后计算并显示幅度谱。程序流程图如下：

四、实验内容

图像灰度直方图

点运算：图像反色、灰度线性变换、阈值变换、窗口变换、灰度拉伸和灰度

数字图象处理实验指导书

实验一 图象变换实验

均衡

几何变换：图像镜像变换、图像转置、图像平移、图像缩放和图像旋转 正交变换：傅立叶变换、离散余弦变换、沃尔什变换、霍特林变换和小波正反变换

注意：

1、所有实验项目均针对8位BMP灰度图像进行处理，其它格式（如JPG）的图像可以利用系统提供的图像格式转换工具进行转换，再进行处理；

2、本次实验的重点是图像的灰度直方图和点运算，几何变换和正交变换只作一般性了解。

五、实验步骤

以图像灰度阈值变换为例说明实验的具体步骤，其它实验项目的步骤与此类似。

1、打开计算机，在系统桌面上双击“数字图像处理实验教学软件系统”的可执行文件“图象处理”的图标，进入实验系统；

2、执行文件→打开，在OPEN对话框中选择待处理的图像，按【OK】后系统显示出图像；

3、执行查看→图像基本信息，将显示图像基本信息对话框，如图所示；

数字图象处理实验指导书

实验一 图象变换实验

4、执行查看→灰度直方图，查看图像的灰度直方图，如图所示；

5、执行图像变换→正交变换→傅立叶变换，查看图像的频率域分布情况，如图所示；

数字图象处理实验指导书

实验一 图象变换实验

6、执行图像变换→正交变换→小波变换，查看图像经过小波变换的效果，如图所示；

7、执行图像变换→点运算→阈值变换，修改阈值变换对话框中的阈值参数，如图所示；

数字图象处理实验指导书

实验一 图象变换实验

8、设置完阈值参数后按【OK】,系统显示阈值变换后的图像，与原图像进行比较，观察阈值变换的效果，如图所示；

9、重复步骤4，查看阈值变换后图像的直方图分布情况；

数字图象处理实验指导书

实验一 图象变换实验

10、重复步骤5，查看阈值变换后图像的频率域分布情况；

11、执行文件→保存或另存为，保存处理后的图像；

12、执行文件→重新加载，重新加载原始图像，但要注意先前对图像的处理将会丢失； 注意：

13、在执行步骤2时可能会出现有些图像文件不能打开的情况，如图所示，此时可以先利用图像格式转换工具将图像文件转换为8位BMP图像，再利用系统进行处理。步骤14和15是使用图像格式转换工具的方法；

14、在桌面上双击图像格式转换工具Jpg2bmp的图标，进入转换工具界面，如图所示；

15、按照界面提示，把JPG格式的图像文件转换成8位BMP图像。

数字图象处理实验指导书

实验一 图象变换实验

步骤13示意图

步骤14示意图

六、思考题

1、图像灰度线性变换、阈值变换、窗口变换、灰度拉伸和灰度均衡之间有何区别？

灰度线性变换就是将图像的像素值通过指定的线性函数进行变换，以此增强或者减弱图像的灰度。

灰度的阈值变换可以让一幅图像变成黑白二值图。

灰度的窗口变换也是一种常见的点运算。它的操作和阈值变换类似。从实现方法上可以看作是灰度折线变换的特列。窗口灰度变换处理结合了双固定阈值法，与其不同之处在于窗口内的灰度值保持不变。

灰度拉伸又叫做对比度拉伸，它与线性变换有些类似，不同之处在于灰度拉伸使用的是分段线性变换，所以它最大的优势是变换函数可以由用户任意合成。

灰度均衡是增强图像的有效方法之一。灰度均衡同样属于改进图像的方法，灰度均衡的图像具有较大的信息量。从变换后图像的直方图来看，灰度分布更加均匀。

2、利用图像镜像和旋转变换可以实现图像转置吗？如果可以，应该怎样实现？

可以。进行一次镜像变换，顺（逆）时针旋转两次，再以与第一次相反的方向镜像变换。

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实验一 图象变换实验

实验二 图像增强及复原实验

七、实验条件

PC机 数字图像处理实验教学软件

大量样图

八、实验目的

1、熟练使用“数字图像处理实验教学软件系统”；

2、熟悉图像增强及复原的基本原理，了解编程实现的具体步骤；

3、观察图像中值滤波、平滑、锐化和伪彩色编码的结果，比较不同参数条件下的图像增强效果；

4、观察图像退化和复原的结果，比较不同复原方法的复原效果。

九、实验原理

1、图像增强和复原的基本原理

对降质图像的改善处理通常有两类方法：图像增强和图像复原。

图像增强不考虑图像降质的原因，只将图像中感兴趣的特征有选择地进行突出，并衰减图像的次要信息，改善后的图像不一定逼近原始图像，只是增强了图像某些方面的可读性，如突出了目标轮廓，衰减了各种噪声等。图像增强可以用空域法和频域法分别实现，空域法主要是在空间域中对图像象素灰度值直接进行运算处理，一般包括中值滤波、模板平滑和梯度锐化等，空域法可以用下式来描述：

g(x,y)＝f(x,y)*h(x,y)其中f(x,y)是处理前图像，g(x,y)表示处理后图像，h(x,y)为空间运算函数。图像增强的频域法是在图像的频率域中对图像的变换值进行某种运算处理，然后变换回空间域，系统涉及的各种滤波器属于频域法增强，这是一种间接处理方法，可以用下面的过程模型来描述：

其中：F(u,v)=[ f(x,y)]，G(u,v)= F(u,v)H(u,v)，g(x,y)=1[ G(u,v)]，和1分别表示频域正变换和反变换。实验系统提供了图像增强相关内容的文字说明，用户在操作过程中可以参考。

图像复原是针对图像降质的原因，设法去补偿降质因素，使改善后的图像尽可能逼近原始图像，提高了图像质量的逼真度。关于图像复原的详细原理可以参考相关书籍，这里不再赘述。本系统提供了图像的噪声退化、卷积退化和运动模糊退化操作，并提供了相应的逆滤波复原、维纳复原和运动模糊复原操作。本次

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实验一 图象变换实验

实验中图像复原只作一般性了解。

2、编程实现步骤

下面以图像增强中的中值滤波操作为例给出编程实现的程序流程图，如下：

十、实验内容

图像增强：中值滤波、图像模板平滑、理想低通滤波器平滑、巴特沃斯低通滤波器平滑、梯度锐化、拉普拉斯锐化、理想高通滤波器锐化、巴特沃斯高通滤波器锐化和伪彩色编码

图像复原：图像的噪声退化、卷积退化、卷积加噪声退化、运动模糊退化、逆滤波复原、维纳复原和运动模糊复原

注意：

3、所有实验项目均针对8位BMP灰度图像进行处理；

4、本次实验的重点是图像增强中的中值滤波和模板平滑，图像复原只作一般性了解。

十一、实验步骤

以图像中值滤波操作为例说明实验的具体步骤，其它实验项目的步骤与此类似。

11、打开计算机，在系统桌面上双击“数字图像处理实验教学软件系统”的可执行文件“图象处理”的图标，进入实验系统；

12、执行文件→打开，在OPEN对话框中选择待处理的图像，按【OK】后系统显示出图像；

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实验一 图象变换实验

13、执行查看→图像基本信息，将显示图像基本信息对话框，如图所示；

14、执行查看→灰度直方图，查看图像的灰度直方图，如图所示；

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实验一 图象变换实验

15、执行图像变换→正交变换→傅立叶变换，查看图像的频率域分布情况，如图所示；

16、执行图像增强→中值滤波，选择或自定义对话框中的滤波器参数，如图所示；

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实验一 图象变换实验

17、设置完滤波器参数后按【OK】,系统显示中值滤波后的图像，与原图像进行比较，观察中值滤波的效果，如图所示；

18、重复步骤4，查看中值滤波后图像的直方图分布情况；

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实验一 图象变换实验

19、重复步骤5，查看中值滤波后图像的频率域分布情况；

10、执行文件→保存或另存为，保存处理后的图像；

11、执行文件→重新加载，重新加载原始图像，但要注意先前对图像的处理将会丢失。

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实验一 图象变换实验

十二、思考题

1、图像中值滤波和模板平滑之间有何区别？

图像平滑处理就是用平滑模板对图像进行处理，以减少图像的噪声。而中值滤波是一种非线性的信号处理方法。

2、图像增强和图像复原之间有何区别？

图像增强：利用一定的技术手段，不用考虑图像是否失真（即原 始图像在变换后可能会失真）而且不用分析图像降质的原因。针对给定图像的应用场合，有目的地强调图像的整体或局部特性，将原来不清晰的图像变得清晰或强调某些感兴趣的特征，扩大图像中不同物体特征之间的差别，抑制不感兴趣的特征，使之改善图像质量、丰富信息量，加强图像判读和识别效果，满足某些特殊分析的需要。

图像复原：针对质量降低或者失真的图像，恢复图像原始的内容或者质量。图像复原的过程包含对图像退化模型的分析，再对退化的图像进行复原。图像退化是由于成像系统受各种因素的影响，导致了图像质量的降低，称之为图像退化。这些因素包括传感器噪声、摄像机聚焦不佳、物体与摄像机之间的相对移动、随机大气湍流、光学系统的象差、成像光源和射线的散射等。图像复原大致可以分为两种方法：

一种方法适用于缺乏图像先验知识的情况，此时可对退化过程建立模型进行描述，进而寻找一种去除或消弱其影响的过程，是一种估计方法；

另一种方法是针对原始图像有足够的先验知识的情况，对原始图像建立一个数学模型并根据它对退化图像进行拟合，能够获得更好的复原效果。

3、图像维纳复原为什么比逆滤波复原效果好？

维纳滤波复原的原理可表示为

对于维纳滤波，由上式可知，当

时，由于存在 项，所以数字图象处理实验指导书

实验一 图象变换实验

图像发展 第6篇

一、教育内容图像化的含义

(一)图像符号的界定

美国哲学家皮尔斯根据符号形体与对象之间的关系,亦即表征方式,把符号分为图像符号、指索符号和象征符号。图像符号的表征方式是符号形体与它所表征的符号对象之间的肖似性。根据皮尔斯的观点,图像符号是这样一类符号,即它与另一事物有相似之处,并且用来做另一事物的标志。例如一幅肖像画就是个典型的图像符号,它完全是对符号的写实与模仿。

肖似性是图像符号的创建依据和表征方式,是图像符号区别于指索符号和象征符号的本质特性。根据符号形体与符号对象之间肖似关系表现形式的不同,可以把图像符号分为三个类别:形象肖似符号、结构肖似符号和主题肖似符号。

(二)教育内容图像化的界定

法国作家迪布雷认为,可以用三个时期对人类社会进行说明:即书写时代、印刷时代和视听时代,与这三个时代相对应的则是偶像、艺术和视觉。根据这一理论,第一个时代是语言统治时代,第二个时代是书写统治时代,第三个时代是视图统治时代。不管是哪个时代,都有图像表征,只不过视图时代的图像与以往时代的图像的不同之处在于,前者的图像主要集中于电视、电影和多媒体这种转瞬即逝的载体,后者的图像主要集中于书本、绘画等印刷物之中。

本文所说的图像是出于迪布雷所说的第三个时代的图像,主要是指皮尔斯所提出的“形象肖似符号”,即图像符号的符形与对象在外部形体、状态、颜色等物理属性上的类同,而“化”则是“以……的形式存在”,由此得出:教育内容图像化是指把以印刷物为载体的教育内容转化为以电视、电影和多媒体为载体,并且大多是以形象肖似符号的形式存在。

二、教育内容的图像化对学生发展的影响

(一)教育内容图像化对学生各种思维发展的影响

1.有利于形象思维、抽象思维、发散思维的训练

钱学森先生将思维划分为形象思维、逻辑思维和创造思维三类,他指出创造思维是智慧的源泉,形象思维和逻辑思维都是手段,而创造思维常常用发散思维来训练。发散思维学说是20世纪50年代美国心理学家吉尔福特提出的,他要求人们从已知的信息出发,通过对已知的信息进行重新组合,使思维沿着不同的方向、不同的角度扩展,从多方面寻求更多更新的答案。发散思维重在培养学生从多个角度看待事物,对同一问题产生多个答案或观念的思维能力,而教育内容的图像化正是为发散思维的训练提供了一个平台,可以让学生的思维在图像的世界里朝着不同的方向遨游。

教育内容图像化在训练学生形象思维上的作用是可想而知的,原本抽象的、静止的文字转化成了鲜活的形象,长此以往,学生在学习的过程中会形成一种不自觉地“形象思维”倾向,即不自觉地在头脑中“描绘”所学内容的形象。

相反,教育内容的图像化也可以反过来来训练学生的抽象思维。教师有意识地先给学生呈现有关教育内容的图像,让学生积极发动自己的头脑去把鲜活的图像变成抽象的文字。图像本身的特征决定了不管是在进行形象转化还是抽象转化,转化的结果都不可能是一个结果,会因人和角度的不同而纷繁多样,这就在一定程度上培养了学生对同一件东西、同一个问题产生多个答案或观念的思维能力,即发散思维能力,从而训练了学生的创造思维,符合了当代课程改革所倡导的学生创造力的培养。

2.有利于走向思维的整合

通过有意识、有计划的引导,图像不仅可以在一定程度上促进思维的发展,而且通过图像与思维的结合,形成“图像思维”这样一种独特的思维样式。图像思维是一种视觉—空间思维,它是教育者和受教育者获取、处理和呈现信息的基本方式,视觉思维在促进心智操作方面,不同于通常的语言模式。相对而言,图像思维更倾向于具有形象思维、直觉思维而不是逻辑思维的特征。这些特征包括原始性、稳定性、多样性和创造性等。最重要的还在于有教育价值的图像思维是那种具有整合性的思维方式,它通过将口传媒介、印刷媒介和电子媒介时代的思维方式整合在“图像”之中,从而超越传统思维的局限,就是超越分析的、线性的、机械的思维,走向整合的思维。

(二)教育内容图像化对学生情感发展的影响

在我们的教学中因为时空的局限而出现种种的尴尬,比如在讲述一些需要有历史背景的东西时,因为在学生的世界里从来没有过那样的体会,即使教师用尽所有的词去描述,学生还是不能理解,当然也就不能融入自己的情感。我们能说学生是冷漠的吗?不能!学生是无辜的,老师是无奈的,只不过是因为生活的时代不同、语言本身的局限和人头脑中固有的现实物象的束缚和原形的缺乏,才会出现这样的局面。而教育内容的图像化表达则克服了时空的问题,它可以真实而生动地展示已经过去的、不存在的情景,让学生更容易地理解在特定时空下所发生事情具有的特殊意义,从而融自己的感情于其中,在学习的过程中更深刻地理解他人、理解历史中的人物,不断地使自己的情感得到升华。

三、应对教育内容图像化的策略

任何事物只有在适当的时间放到适当的位置才能发挥它的潜力,图像也一样,是把双刃剑,对教育来说,既是危险,也是机遇。使用得当的话会辅助日常教学取得更好的效果,促进学生的更好发展;但如果不恰当地使用,一味地把教学变成图像展览,一味地满足学生的图像兴趣,这样容易使学生患上“图像依赖症”。如何扬长避短,既可以防止一种倾向(一味地把教学变成图像展览,一味地满足学生的图像兴趣),又可以充分发挥图像在教育教学中的正面价值,这是学校教育应对图像时代的关键所在。为此,提出以下几点应对的策略,希望能给教育教学提供一些借鉴:

(一)教师方面

教师一般是受过专门的训练,“学业在先,术有专攻”,对学生的发展和教学原理有一定的认识,在教学过程中理所当然地起着主导作用。事实证明,成功的教学必须由教师来设计、组织和实施。因此,要使教育内容的图像化真正地服务于教学,教师是关键因素,教师必须具有很高的素养。

1.端正教师对图像的正确认识

教师在教学过程中起着主导作用,他的认识正确与否直接关系着教学的成败。因此,为了教学的成功,教师对教育中出现的新趋势——教育内容的图像化展示应有一个清醒的认识,在进行教学的时候对图像的应用要有理有据,有所顾忌,不能盲目地滥用,否则的话就会适得其反。

教师应认识到:教育内容的图像化只是现代化技术应用于教育教学的一个表现,是教学的一个辅助手段,目的是为了使教学取得更好的效果,使学生达到最大限度的发展。所以,其实在所教内容的图像化转化中,教师只要把握一个原则足以,那就是:一切都是为了教学,为了学生的发展。

2.培养教师对图像的敏感性

“机会永远只属于那些有准备的人”,对教师来说也是这样的。尽管有了很好的设备、很多的素材,但教师如果意识不到它们的价值,那再好的东西都会成为“废品”。因此,教师对图像的敏感性培养是非常重要的。学校领导要在学校创设一种氛围,让教师在这个创设的氛围中不自觉地培养起对图像的敏感性,从而能不自觉地、恰如其分地用图像把所教的内容表达出来。当然,在对图像敏感性的形成过程中,教师在生活中有意识地对自己的培养也是必不可少的。

3.提高教师驾驭图像的能力

有了正确的认识和一定的敏感性,教师还要具有驾驭图像的能力。所谓的驾驭图像的能力,就是能够让图像服务于教学、服务于学生的发展,而不是人跟着图像走的能力。例如,善于将课程内容图像化的能力;善于用图像表达自己的思想、传递知识,同时力求将图像与思维、语言等结合起来的能力;善于挖掘图像中的教育价值,包括审美的、道德的、语言的、思维的以及整体的教育价值,同时又避免图像在教育与人的发展过程中的负面影响的能力;善于激发学生在图像使用中的主动性和创造性的能力等。如果教师能够具备这些能力的话,便可以在教学中游刃有余。这些能力的具备需要教师自觉加强自身的学习和学校的大力支持,需要教师不仅要有扎实的基本功,还需要有一个跟着时代的步伐、博览群书的心。

(二)学生方面

鼓励学生主动参与,构建和发挥学生的主体性意识和能力。其主要形式就是让学生更多地参与到图像的产生、使用、理解和解释之中。教师对图像的选择和使用,应尽可能使图像成为麦克卢所说的“冷媒介”,即所含信息较少,或不够确定,更多地需要填补的媒介。对图像的填补、理解和思考的过程,就是学生主动参与的过程。在图像面前,学生从被动的观察者转变为主动的思考者。这样,使用图像和对图像的填补和参与的过程,就成为将学生构建为主体的过程。学生的参与还包括亲自动手制作各种图像,如制作多媒体报告,或结合剪辑的影片片断、幻灯片、照片和其他一些图像来制作作品。通过这些图像化的制作,使学生的学习成为一个综合运用不同类型的知识与媒介来解决问题的过程,通过这些方式,图像避免了沦为浅薄、瞬间即逝的命运,成为一种学生深度介入的方式。

参考文献:

[1]赖大仁.图像化扩张也“文学性”坚守[J].文学评论,2005(2).

[2]李政涛.图像时代的教育论纲[J].教育理论与实践,2004(8).

[3]刘英.思维教学的方法和意义[J].理论探索,2005(11).

[4]刘丽艳.略论图像符号[J].三峡大学学报(人文社会科学版),2004(5).

图像识别的技术现状和发展趋势 第7篇

图像识别技术的研究目标是根据观测到的图像, 对其中的物体分辨其类别, 做出有意义的判断。即利用现代信息处理与计算技术来模拟和完成人类的认识, 理解过程。一般而言, 一个图像识别系统主要由三个部分组成, 如图1所示, 分别是图像分割, 图像特征提取以及分类器的识别分类。

其中，图像分割将图像划分为多个有意义的区域，然后将每个区域的图像进行特征提取，最后分类器根据提取的图像特征对图像进行相应的分类。 实际上，图像识别和图像分割并不存在严格的界限。 从某种意义上，图像分割的过程就是图像识别的过程。 图像分割着重于对象和背景的关系，研究的是对象在特定背景下所表现出来的整体属性，而图像识别则着重于对象本身的属性。 图像分割以及识别技术在航空航天、医学、通信。 、工业自动化、机器人、及军事等领域均有着广泛的应用。

2 图像识别的国内外研究现状

图像的识别与分割是图像处理领域研究最多的课题之一, 但它们依然是众多研究人员的研究重心, 因为己经取得的成果远没有待解决的问题多。

图像识别的发展经历了三个阶段:文字识别、数字图像处理与识别、物体识别。文字识别的研究是从1950年开始的, 一般是识别字母、数字和符号, 从印刷文字识别到手写文字识别, 应用非常广泛, 并且已经研制了许多专用设各。数字图像处理和识别的研究开始于1965年。数字图像与模拟图像相比具有存储, 传输方便可压缩、传输过程中不易失真、处理方便等巨大优势, 这些都为图像识别技术的发展提供了强大的动力。物体的识别主要指的是对三维世界的客体及环境的感知和认识, 属于高级的计算机视觉范畴。它是以数字图像处理与识别为基础的结合人工智能、系统学等学科的研究方向, 其研究成果被广泛应用在各种工业及探测机器人上。现代图像识别技术的一个不足就是自适应性能差, 一旦目标图像被较强的噪声污染或是目标图像有较大残缺往往就得不出理想的结果。

图像识别问题的数学本质属于模式空间到类别空间的映射问题。目前, 在图像识别的发展中, 主要有三种识别方法:统计模式识别、结构模式识别、模糊模式识别。图像分割是图像处理中的一项关键技术, 自20世纪70年代, 其研究已经有几十年的历史, 一直都受到人们的高度重视, 至今借助于各种理论提出了数以千计的分割算法, 而且这方面的研究仍然在积极地进行着。

现有的图像分割的方法有许多种, 有阈值分割方法, 边缘检测方法, 区域提取方法, 结合特定理论工具的分割方法等。从图像的类型来分有:灰度图像分割、彩色图像分割和纹理图像分割等。早在1965年就有人提出了检测边缘算子, 使得边缘检测产生了不少经典算法。但在近二十年间, 随着基于直方图和小波变换的图像分割方法的研究计算技术、VLSI技术的迅速发展, 有关图像处理方面的研究取得了很大的进展。图像分割方法结合了一些特定理论、方法和工具, 如基于数学形态学的图像分割、基于小波变换的分割、基于遗传算法的分割等[1]。

3 图像识别的关键步骤

3.1 图象分割

图像作为一个整体, 有丰富的内容和色彩, 我们所需要的目标和背景与整幅网像融为一体, 不利于进行图像处理, 因此, 先将图象划分成若干个与物体目标相对应的区域, 根据目标和背景的先验知识.对图像中的目标与背景进行标识、定位, 将目标从背景或其他伪目标中分离出来, 这种疗法称为图象分割。

图象分割而成的区域所包含的信息包括了分区分割和对各分区的描述, 利用这些区域中所包含的部分特征, 例如灰度差别、局部纹理差别、彩色差别、局部统汁特征或局部区域的频谱特征的差别等, 可以用来区分整幅图象种不同的目标物体, 这些区域称为感兴趣区。因为我们是利用图象信息中的部分特征去进行区域分割, 所以这样的分割方法并不具有通用性。

3.2 三种分割法

1) 基于阈值的分割

这是一种最常用的区域分割技术, 阈值是用于区分不同目标的灰度值。在图象只有目标和背景的情况下, 只需选取单阈值分割, 将图像每个象素的灰度值和阈值比较, 灰度值大于阈值的象素和灰度值小于闽值的象素分别归类。

2) 基于区域的分割

有两种基本形式:区域生长和分裂合并。前者是从单象素出发, 逐渐合并以形成所需的分割结果。后者是从整个图象出发, 逐渐分裂或合并以形成所需要的分割结果。与阈值方法不同, 这类方法不但考虑了象素的相似性, 还考虑了空间上的邻接性, 因此可以有效地消除孤立噪声的干扰, 具有很强的鲁棒性。

3) 基于边缘的分割

是利用不同区域中象素灰度不连续的特点检测出区域间的边缘, 从而实现图象分割。边界的象素灰度值变化往往比较剧烈首先检测图象中的边缘点, 在按一定策略连接成轮廓, 从而构成分割区域[4]。

3.3 图像特征提取和分类

直接从图像原始灰度图提取特征, 效率高, 但容易提取出大量的伪特征信息。基于全局结构特征的分类方法, 通过提取和分析方向图、奇异点等全局结构特征来实现分类。采用模仿人类进行图像分类的做法, 对图像的变形有较强的鲁棒性;但图像质量较差时很难提取可靠的结构特征[5]。

目前主流的特征提取和分类算法是基于局部细节特征的算法。局部细节特征提取的算法如下:

利用一个3×3的模版来对细化后的图像进行端点和分歧点的特征提取, 如图2所示, M是待检测的点, 沿顺时针排列的P1, P2, P3, ..., P8是它的8个邻域点, R (1) , R (2) , R (3..., R (8) 分别是P1, P2, P3, ..., P8的灰度值。如果M是端点, 则它的邻域点满足式:

如果M分支点, 则它的邻域点满足如下等式:

通过对图像进行遍历。可以找到图像的特征点, 同时记录它们的类型和位置。

3.4 图像的匹配

在图像匹配方面, 很多学者进行了研究工作, 但目前最常用的方法是细节匹配。细节点模式中细节点特征向量集合和输入细节点模式中细节点特征向量集合可分别表示为:

其中模板细节点特征集合P包括M个细节点, 输入细节点特征集合Q包括N个细节点。在以上表示方法的基础上, 细节点匹配问题表述为:搜索P和Q中点之间的最佳对应关系, 根据在此对应关系下相对应细节点的数目得到匹配分值Ms, 并与阈值T比较, 如果MS>T, 则两个细节点模式匹配, 如果g S

4 计算机图像识别新技术

以色列魏兹曼研究院计算机科学家艾坦.沙龙博士正在与美国马萨诸塞综合医院的梅拉夫.格伦博士合作开发一种通过分级比较提高计算机识别物体的新方法。他们计划进一步研究并拓展这项技术的应用范围, 使其成为多学科的医学诊断助手。

摘要：该文描述了图像识别技术的国内外研究现状, 介绍了图像识别过程的相关基本工作, 并探讨了图像识别的关键步骤, 包括图象分割、图像特征提取和分类和图像的匹配, 分析和比较了各种算法的优缺点, 并讨论了其中的关键技术及计算机图像识别新技术。

关键词：图像识别,图象分割,特征提取,匹配

参考文献

[1]章毓晋.图像处理和分析基础[M].北京:高等教育出版社, 2002.

[2]章毓晋.图像分割[M].北京:科学出版社.2001.

[3]崔屹.图像处理与分析一数学形态学方法及应用[M].北京:科学出版社, 2000.

[4]杨小冬, 宁新宝.自动图像识别系统图像分割算法的研究[J].南京大学学报, 2004, 40 (4) :424-431.

[5]唐良瑞, 谢晓辉.基于D-s证据理论的图像图像分割方法[J].计算机学报, 2003, 26 (7) :887-892.

利用地理图像发展学生智能 第8篇

一、运用地理图像发展学生的观察力和想象力

认识始于观察, 观察是获得知识的首要步骤, 是智力发展的基础。地理教学活动中利用间接观察是大量的, 但怎样进行观察呢?

1. 明确观察目的

观察要有目的, 要把学生的注意力集中到观察的主要内容上来。当学生初见地图时, 就会被明显和具有较强刺激作用的内容所吸引。没有目的去观察, 就会分散注意力, 影响观察效果。所以, 观察前教师应提出明确的目的和要求, 学生才会有意识地去观察所表示地理事物的主要方面, 集中注意力, 使其知觉的选择性服从于观察的目的要求。例如, 观察海洋表层盐度、温度随纬度的变化图, 目的是让学生了解海洋表层海水温度、盐度随纬度变化的特点。

2. 说明观察方法

由于学生缺乏生活经验和独立、系统的观察能力, 教师要指导学生观察的方法和步骤。第一, 提出合理的观察程序。如观察“海洋表层盐度温度随纬度变化图”其程序应是: (1) 哪一条是温度曲线, 哪一条是盐度曲线, 两曲线的形状有什么不同; (2) 两曲线的最高值分别出现在哪些纬度范围内, 分析其原因; (3) 盐度曲线60°N与60°S盐度值有何差异, 分析其原因。通过正确观察的方法与步骤, 帮助学生形成空间观念。第二, 引导学生用分析比较逐步深入的方法, 抓住事物的本质特征。例如:指导学生观察太阳直射点的回归运动引起昼夜长短的变化规律时 (教师演示自制可移动投影片) , 先观察太阳直射点的纬度。 (2) 观察各纬度昼夜长短情况。 (3) 昼夜长短的纬度变化情况。 (4) 昼夜长短季节变化情况, 最后概括出昼夜长短纬度变化规律和季节变化规律。

观察要全面, 细节应注意。观察是思维的“触角”, 观察的片面性必然导致思维的局限性, 必须防止挂一漏万, 只见树木不见森林的倾向。

二、运用地图发展学生的记忆力

记忆力是智力的重要因素。如果学生对观察过的地理图像记忆甚少, 无从进行智力活动。地理教学中充分运用地图等直观教具会收到事半功倍的效果。如果离开地图, 片面强调死记硬背会导致智能和知识之间的失调, 结果使学生负担过重, 学习成绩不佳, 分析问题和解决问题的能力也难以提高。那么怎样发展记忆力呢?

1. 图文结合, 把知识建立在地图上

学生阅读课文或教师重点讲授都必须密切结合地图。例如:学习世界一月、七月气压分布及成因时, 让学生看一月、七月海平面等压线分布图和气压带风带分布示意图, 去记忆、理解高低气压的名称、分布及形成原因, 把知识的理解建立在地图上。

2. 注意地名、地物和地理区的位置特点、特殊轮廓和邻近地理事物的联系

例如:太行山东西两侧分别是华北平原和黄土高原, 北印度洋季风洋流的形成与南亚东北季风、东南信风越过赤道后偏转成西南季风的联系等。

3. 注意黑板略图, 加强理解记忆

黑板略图具有生动、形象、具体、突出重点、攻破难点, 能够引起学生注意力集中的特点。例如:讲气压带、风带分布的形成时, 要边讲边画气压带、风带黑板略图, 使学生在理解的基础上记住气压带和风带, 也为学习大陆西岸气候的成因、特点、分布打下基础。

4. 填绘地图, 建立地图轮廓的形象

学生通过填绘地图, 逐步熟悉地图上的经纬线、颜色、轮廓, 就能在头脑中再现。这种再现越明显, 越具体, 越准确, 地理知识就越巩固, 地理思维能力就越能得到充分发挥。

三、运用图像发展学生思维能力

思维是人们对客观世界的理性认识活动。它能使人们知晓自己没有直接实践过的事物, 也能预见事物的进程和结果。

1. 掌握读图基本程序, 培养学生读图技能

读图要注意地图的名称、图例及重要的地理界线, 以此确定图的类型、地域范围等。对地理图像要有目的、有重点地观察, 善于多角度地对图像进行有效分析, 对观察到的地理现象进行积极思维, 提炼出地理特征、地理规律以及各地理要素之间联系的来龙去脉, 达到准确理解图像的内涵, 从而得出正确结论的目的, 使学生养成用图习惯, 培养学生空间思维能力。地理事物和地理现象的空间分布、时间变化、相互联系是地理学科的主要研究对象。在地理教学中要培养学生的用图习惯, 把所学具体地理事物和现象要落实到地图上, 有助于学生牢固树立地理空间概念。教师最好把中国政区和世界政区空白图发给学生, 让学生把学到的知识在地图上表现出来, 加强检查与督促。教师还要不断引导学生用图像来解决具体问题, 养成学生用图习惯, 努力提高学生思维的正确性。例如, 学习地中海式气候的分布规律时, 引导学生观察世界气候图, 找出地中海式气候在世界上的分布。

2. 让学生学会一图多思、多图并用的方法, 培养学生发散思维和归纳思维的能力

地理事物及多种地理要素的结合和相互联系, 可以通过地图准确地反映出来。教师要对地理知识进行归纳、综合, 使学生学会一图多思、一图多用。每一幅图都可以提出“是什么”“在哪里”, 直至解决“为什么”, 这样由浅入深、由表及里, 使学生的认识不断深化, 思维程度逐步提高, 解决问题的能力得到有效培养。对同一幅图要从多个角度进行观察和思考, 培养其发散思维能力。例如:“闭合等值线示意图”, 若为等高线地形图, 中间比周围高则表示的地形是什么, 等值线延伸出来的狭长区域是什么?若中间比周围低则表示的地形是什么, 等值线延伸出来的狭长区域是什么?若为等压线图中间比周围高则表示的是什么气压中心, 等值线延伸出来的狭长区域是什么?若中间比周围低则表示的若中间比周围低则表示的是什么气压中心, 等值线延伸出来的狭长区域是什么?这样, 经常进行多角度分析问题的训练, 对于培养学生的发散思维能力将大有好处。

3. 既要注意整体性, 又要注意化整为零;既要注意规律性, 也要注意特殊性, 培养学生的辩证思维能力

地图反映的是众多地理事物、地理现象的空间分布、相对位置、空间结构等。有时需要将其中某些组成部分分割开来, 以突出某一空间或某一地理事物或现象的空间。在读图时要求学生不能只了解一幅图的概貌, 还必须对图中局部地区、个别事物有所认识、分析和了解。如在世界气候类型分布图中, 马达加斯加岛东部、中美地峡东北部、巴西东南部有热带雨林气候分布的特殊现象。

4. 训练学生绘图制表、缺图补图的技能, 养成学生的动手习惯, 培养学生的创造性思维能力

遥感图像分类技术的发展现状 第9篇

1 遥感图像分类方法现状

谈到遥感图像的分类就不得不提到图像分类的方法, 普遍的, 将图像分类的方法分为监督分类和非监督分类, 其区别主要在于对与遥感图像的目标地区是否有先验知识。

1.1 非监督分类

非监督分类的方法很像GIS技术中提到的基于聚类分析的数据挖掘, 一些基本的数学模型也很相似, 同时, 也有很多图像处理中的图像分割算法可以应用到遥感图像分类中来, 大概分为以下几类:

1.1.1 基于图像分割算法的分类

阈值分割是大部分图像分类方法的基本想法, 而简单的与阈值比较大小的判别方法也是很多决策理论的雏形。在原始图像经过变换选择特征得当的情况下, 这种算法也有比较理想的效果, 并且其运算速度快, 算法结构简单, 因而其应用仍然相当广泛。

分水岭变换, 区域增长法和边缘检测法都可以应用到图像的分类算法中, 一些研究者在这些方法分类中也取得了比较好的结果。

1.1.2 数据聚类算法

K-均值法是一种比较常见, 原理比较容易理解的聚类算法, 这种算法的弊端也很明显, 即在初始确定聚类中心即个数时非常随机, 而分类结果与最初确定的聚类中心位置个数关系非常大, 所以在初始值设定不合理时得不到理想的结果。同时, K-均值聚类对于各类样本的边界是线性不可分以及类分布为非高斯分布或类分布为非椭圆分布时, 其聚类效果较差。ISODATA算法延续了K-均值法的分类判别规则, 但是增加的类别的分裂和合并机制, 从而优化了聚类结果, 但是同时也增加了算法结构的复杂程度。

还有一些研究者为了解决K-均值聚类结果受初始值影响严重的问题提出了一些确定更合理的初始值的方法, 如取相互距离最远的k个处于高密度区域的点作为初始聚类中心。引入核函数代替普通的欧氏距离, 用核空间代替原有的特征空间进行K-均值聚类也是优化K-均值法的一种手段。

基本的模糊聚类想法是基于模糊关系和模糊矩阵的, 模糊数学的基本应用之一:模糊关系是描述两个模糊集中的元素分别对于不同模糊集隶属度的函数, 而将之进行两两组织, 排列成阵即成为模糊矩阵, 按照模糊矩阵的乘法对原始矩阵乘方到一定次数后矩阵数值即保持稳定不变, 这时给出一个截断阈值, 就可以对原始元素进行分类。

一些文献中提到的HCM算法, 与K-均值算法实际上是同一个算法, 但是在HCM算法上发展出的FCM算法可以说是将模糊论引入K-均值算法的一个扩展。但是同时它也成为了模糊聚类的一种常用实现手段。虽然FCM算法的理论完善, 也取得了相关的很多应用成果, 但是它也有很多缺陷, 比如和K-均值法一样受初始值影响严重, 因而很多研究者致力于对其进行改进的工作。

1.2 监督分类

监督分类的基本思想是根据已知样本类别和类别的先验知识, 确定判别函数和对应的判别准则, 其中利用一定数量的已知类别样本的观测值求解待定参数的过程称之为学习或训练, 然后将未知类别的样本的观测值代入判别函数, 再依据判别准则对该样本的所属类别做出判定。

1.2.1 基于统计的监督分类

传统的监督分类在很大一部分程度上是基于数理统计模型的。也就是说, 对于样本的处理一般是求出如中心矩, 原点矩等一定的统计数值特征, 然后通过一定的统计判别规则将待分类点纳入到已采样的类别之中。

最小距离法:即求出各个样本在特征空间中的一阶原点矩, 然后将待分类的点与类别点的欧氏距离 (或者其他方法定义的距离) , 将距离最小的一种划分方式判定为该点所属的类别, 其做法就像已确定聚类中心不需要迭代的K-均值法。

最大似然法:使用贝叶斯判别规则的划分方法, 在统计规则上来讲是错分概率最小的一种分类方法。计算样本的一阶原点矩和二阶中心矩后估计该类别的概率分布, 将待分类点按照后验概率的判别公式纳入到所属概率最大的一个类别中。在模糊论中隶属度提出后也可以认为贝叶斯决策就是一种隶属度函数的选定方式, 并在统计意义上来讲符合正态分布总体的最大似然要求。

1.2.2 基于神经网络的监督分类

人工神经网络是根据模仿生物神经系统信号传输的仿生学成果, 是人工智能的领域的重要算法。现在的人工神经网络已从单层发展到多层, 并具有新的动态特征, 如BP算法, Hopfield算法。人工神经网络算法需要先验知识, 因为将其应用到图像分类时表现为一种监督分类。

另外, 一些研究者使用既有的GIS数据与遥感图像叠合, 通过GIS的矢量多边形的空间位置和其带有的属性信息作为自动选取样本的依据, 采用监督分类的方法对遥感图像进行分类, 即省去了人手工选取样本的工作量, 又使分类结果具有了一定的实际意义。

2 总结

近年来对于遥感图像分类的研究一直是学着重点研究的技术之一, 数字图像处理技术中众多的图像分类算法被应用到遥感影像分类的工作中来, 它的当今的发展方向简单总结为以下几点:

1) 将已有的比较成熟的分类基本方法综合应用, 吸收各种方法的长处, 发展出分类效果更好的分类器, 同时结合纹理, 光谱等分析手段增强原有算法。

2) 积极使用新出现的应用数学, 模式识别, 人工智能专家系统的算法, 结合遥感图像自身的特点实现全新的分类算法, 改进原有算法, 或创造新的分类理论。

3) 随着Quick Bird, IKONOS, Ge o Eye等超高空间分辨率多光谱民用的遥感影像以及超光谱传感器的相继出现, 与其相适应的图像分类方法成为当代学者的一个共同重要问题。

参考文献

[1]杨杰, 陈晓云.图像分类方法比较研究[J].微计算机应用, 2007.

[2]方圣辉等.基于边缘特征的变化检测方法研究[J].武汉大学学报.信息科学版, 2005.

CMOS图像传感器发展趋势 第10篇

一、CMOS图像传感器基本概况

CM OS是Complementary M etal-Oxide Semiconductor的简称, 译为“互补型金属氧化物半导体”。所谓互补型, 就是讲p沟MOS晶体管与n沟MOS晶体管这两种特性不同的场效应晶体管连接起来是特性相互补的结构形式。这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片记录和解读成影像, 随着CMOS技术的发展, CMOS也逐渐应用到数码摄像系统, 也就是CMOS图像传感器。由于CMOS成像器采用一般半导体电路最常用的CMOS工艺, 可以轻易地将周边电路集成到传感器芯片中, 从而继承了CMOS低功耗, 小型化的特点, 非常适用于小型的手持式摄像机、小型安防监视摄像机、平板电脑、手机、笔记本电脑、某些车用摄像系统等领域。20世纪, 80年代末, 英国爱丁堡大学成功试制出了世界上第一块单片CMOS型图像传感器件。时至今日, CM OS图像传感器得到了广泛的应用, 具有非常强大的市场竞争力和广阔的发展前景。

二、CMOS图像传感器的发展趋势

随着超大规模集成技术的发展, CMOS图像传感器显示出了强劲的发展趋势。

(一) 多功能和智能化

传统的图像传感器仅局限于获取被摄对象的图像, 图像的传输和处理必须要由其他单独的硬件或者软件来完成。然而由于CMOS图像传感器具有集成度高的特性, 所以可以从系统级的水平来设计芯片。近几年Sony将这些制作CCD的经验和技术成功用于新型成像器件CM OS的开发。传统CM OS的缺点得到了大大的改善甚至全面解决。同时Sony把它在视频信号处理方面的经验与技术用于CMOS成像器, 成功开发了充分利用CMOS优势的视频信号处理算法。再结合Sony强大的视频信号处理技术的支持, 最终研制成了无论图像质量还是各种性能都能完全胜任专业摄像机要求的CMOS成像器, 开创了CMOS应用于专业摄像机的新时代。

(二) 高帧速率

由于CMOS图像传感器访问灵活, 所以可以通过只读出感光面上感兴趣的很小区域来提高帧速率。同时, CMOS图像传感器本身在动态范围和光敏感度上的提高也有利于帧速率的提高。例如2012年东芝公司为其数码相机用传感器产品阵容而推出的TCM5115CL, 该产品采用背面照射技术 (BSI) 能够提供高质量图像, 从而提高了灵敏度和成像性能。TCM5115CL是具有5216 (H) ×3920 (V) 成像像素阵列的1/2.3英寸CMOS图像传感器。通过使用CMOS工艺实现了低功耗和高速运行。TCM5115CL设计用于满足对于高质量、高帧速率的图像捕捉和支持流畅、慢动作回放的高清视频记录要求, 并且提供60fps@1080p和100fps@720p的高帧速率。

(三) 宽动态范围

在上个世界末, 为了应对CMOS传感器下对于宽动态的新需求, 美国人发明了新的图像拾取系统, 即DPS数字像素处理系统。在处理过程中, DPS采用的是每一个像素单独曝光和ARM7控制技术, 从数值上来讲, 在采用DPS技术的CMOS摄像机, 它的动态范围即可到达95d B, 甚至可至120d B。在扩大动态范围的同时, DPS也解决了CCD传感器在处理动态范围和色彩真实性上的不足, 因而使这种技术的摄像机, 在数字图像传感器里每一个像素中都使用了一个模拟数字转换器, 将捕捉到的光信号直接转化为数字信号, 从而最大程度地降低了信号在排列中的衰减和干扰, 提升了成像的质量。

(四) 高分辨率

数码相机方面, 2013年2月, 尼康正式发布了旗下旗舰级DX相机D7100, 这台相机搭载了2400万像素APS-CCMOS传感器, 实际输出尺寸达到了6000×4000。而在手机一边, 2012年第三季度上市的诺基亚808Pure View更是安置了前所未有的4100万超高像素CM OS传感器摄像头, 最大支持7728×5368像素照片拍摄, 成像品质毋庸置疑。

(五) 低噪声技术

最近英国Andor公司与芯片厂商的领导者进行合作, 推出了最新款的科研级CMOS相机———SCMOS (新) , 该产品成像尺寸最小达到8mm, 读取噪声在30帧/秒时小于2, 而在100帧/秒工作时也才不到3。

(六) 模块化和低功耗

由于CMOS图像传感器便于系统集成化和小型化, 所以可以根据特定的应用场合, 将相关的功能集成在一起, 并且通过一定的优化设计可以进一步降低其功耗。如富士通 (Fujitsu) 推出了小尺寸和低耗电的支持CIF的CMOS摄像模块MB86S02A。该产品适合配备到手机等产品中。通过将过去采用双芯片结构的形象传感器IC和彩色处理器IC集成到单个芯片中, 从而使新产品的厚度比过去更薄, 当以每秒15帧模式运行时耗电量为仅为30m W。

三、结论

目前CMOS图像传感器正在朝更高分辨率、更高灵敏度、更宽动态范围、更加微型化和数字化的方向发展着, 并在许多领域中形成了和CCD图像传感器势均力敌的局面。在如今火热的手机和平板市场, CM OS独领风骚。由此, 我们可以预见CM OS美好的未来。

摘要：本文介绍了CMOS图像传感器的概况, 指出了CMOS图像传感器的发展趋势。结论:CMOS图像传感器具有美好的发展前途。

关键词：CMOS,CMOS图像传感器,数字摄像

参考文献

[1]陈慧敏.CMOS图像传感器的研究新进展.半导体光电, 2006.

[2]彭军.CMOS器件及应用[M].北京:科学出版社, 2009.

振动图像与波动图像问题分类赏析 第11篇

[关键词] 振动 波动 图像 赏析

[中图分类号] G633.7 [文献标识码] A [文章编号] 1674 6058（2016）11 0065

一、简谐运动图像

简谐运动图像描述的是做简谐运动的物体（质点）在各个时刻相对平衡位置的位移，是以时间为横轴、质点离平衡位置的位移为纵轴。如图1所示，就是振动方程为：x=Asinωt的简谐运动图像，从图像上能够直接读出任意时刻做简谐运动物体的位移x、振幅A、周期T，从而知道频率f=1/T。

也可从图像上直接看出质点速度的大小和方向随时间的变化规律，图2标出了一些时刻质点的速度方向，质点在平衡位置速度最大，在最大位移处速度最小为0。

还可从图上直接看出加速度（回复力）的大小和方向随时间的变化规律。图3标出了部分时刻质点简谐运动的加速度（回复力）方向，加速度在平衡位置最小，在最大位移处最大。

简谐运动中机械能守恒，动能与势能的变化规律如图4所示，在平衡位置动能最大，在最大位移处势能最大。

【高考链接】（2012年北京）一个弹簧振子沿x轴做简谐运动，取平衡位置O为x轴坐标原点。从某时刻开始计时，经过四分之一周期，振子具有沿x轴正方向的最大加速度。能正确反映振子位移x与时间关系的图像是（ ）。

答案A

点拨： 当位移大小等于振幅时，振子的加速度最大。振子在x正向时加速度沿x轴负方向，振子在x负向时加速度沿x轴正方向。从开始计时经过四分之一周期，振子应在负向最大位移处。

二、简谐波的波动图像

波动图像描述的是某一时刻参与波的传播的各质点相对平衡位置的位移。它以波的传播方向为横轴、质点振动方向为纵轴，如图6所示，就是一列简谐波的波动图像，跟振动图像一样，也是一条正弦曲线。参与波的传播的质点在自己平衡位置附近做简谐运动，从图像上可以直接读出质点振动的振幅（波幅）A、各个质点该时刻的位移x、波长λ等物理量。参与波传播的质点在波源的驱动下做受迫振动，其振动周期跟波源的振动周期一致，因此波的传播周期等于波源振动周期，也等于参与波传播的质点的振动周期。在一个周期内，波向外传播一个波长λ的距离。

三、振动图像与波动图像的对比

振动图像与波动图像虽然形状一样，但其物理性质是完全不同的，下表从四个方面对二者进行对比。

特别是图像的形状变化完全不一样，图7甲、乙分别是振动、波动图像，再过1/4周期，它们的形状分别变成图8的甲、乙。很明显，振动图像中的质点从负的最大位移振动到平衡位置后，继续向正的最大位移处振动，所以过去时间内的图像形状不变；而向右传播的这列波在图7乙中刚好传出一个波长λ的距离，再经过 1 4 波的形状向右平移λ/4了，原来已经振动的质点还在平衡位置附近继续振动，图像的形状发生明显变化，如图8乙所示。

四、波动图像中常见问题

（一）波形、波的传播方向、质点振动方向的关系

参与波的传播的质点由波源驱动做受迫振动，所以离波源近的质点要先振动，而且每一个质点最开始振动的振动方向跟波源开始振动方向一致。确定质点振动方向可选取一个处在波峰（波谷）的质点与其相邻的处于平衡位置的两个质点进行比较，确定考察质点的振动方向——波峰法。当然判断质点振动方向的方法很多：如把波形向波的传播方向平移微小距离确定质点振动方向的平移法，沿波的传播方向上坡下、下坡上的上下坡法等等。为简洁，以下主要采用波峰（波谷）法进行判断。

【例1】 图9所示，是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在某时刻的波形，试确定此时质点P的振动方向。

解析： 选定P点所在波谷的A、B、C三点，由于C点已经振动到波谷（负向最大位移）处，下一时刻要向平衡位置（y轴正方向）振动，而B点离波源近，比C先振动，此时刻正好回到平衡位置向y轴正方向运动，A比C后振动，所以A正向波谷运动。从而确定P点的振动方向如图10所示。反之，知道波形和P点的振动方向就可以判断出波的传播方向。

点拨： 离波源近的质点先振动，是波峰法确定质点振动方向的关键。

【高考链接】（2010年全国卷2）一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向传播。已知t=0时的波形如图11所示，则（ ）。

A.波的周期为1s

B.x=0处的质点在t=0时向y轴负向运动

C.x=0处的质点在t=1/4s时速度为0

D.x=0处的质点在t=1/4s时速度值最大

答案AB

（二）某一时刻的波形、波的传播方向，下一时刻波形的关系

如果知道某一时刻的波形和波的传播方向，则可确定该时刻各质点的振动方向，由质点振动方向确定下一时刻的波形。反之，知道两个时刻的波形，也可确定波的传播方向。

【例2】 一列沿x轴正方向传播的简谐波在某时刻的波形如图12所示，请分别画出再经过（n+ 1 4 ）T、（n+ 2 4 ）T、（n+ 3 4 ）T时刻的波形。

解析： 如图13所示，由波形和波的传播方向确定该时刻abcde各点的振动方向，由abcde各点的振动方向分别确定这些点在

T/4、2T/4、3T/4后的位置，再把这些点的位置连成平滑的正弦曲线，就是经过T/4、2T/4、3T/4后的波形图。经过（n+ 1 4 ）T、（n+ 2 4 ）T、（n+ 3 4 ）·T时刻的波形与经过T/4、2T/4、3T/4后的波形在这一段是一样的，只不过比前者传播距离远了nλ而已。

【高考链接】（2012年安徽）一列简谐波沿x正方向传播，在t=0时刻的波形如图14甲所示，已知波速为10m/s。则t=0.1s时正确的波形是图14乙中的（ ）。

答案C

点拨： 由波形图知波长为4.0m，波长除以波速得到周期为0.4s，所以0.1s是四分之一周期，则用波峰法判断出t=0时刻各质点的振动方向，从而找到四分之一周期后的波形图C。

（三）已知两个时刻的波形，求波速

图像发展 第12篇

1 数字图像处理技术的概述

数字图像处理技术即计算机图像处理技术, 是一个对图像进行增强、分割、复原、编码、压缩等处理的过程, 那么由此可见图像处理技术是离不开计算机和数学的发展的, 而且在近年来数字图像处理技术已经在许多领域得到科学合理的应用, 人们逐渐习惯于使用这种技术对图像进行完美化处理。而且数字图像处理技术对数学和企业的发展也有着一定的影响, 因为数字图像处理是为了适应企业的发展要求应运而生的, 而具体的实践过程需要计算机和数学的全面辅助。因此在信息技术的发展推动下, 数字图像处理技术为许多行业的改善和发展提供了帮助。相信在未来的继续发展下, 数字图像处理技术一定会更加完善和优化, 进而为各个学科领域的发展带来更多的帮助。

2 数字图像处理技术的发展现状及发展趋势

2.1 数字图像处理技术的发展现状

在计算机技术快速发展和科技理论的不断完善下, 数字图像处理技术的使用范围也逐渐拓宽, 已经在很多领域取得了不小的突破。目前来看, 我国数字图像处理技术的图像信息量特别大, 并在图像处理方面明显处于有利地位, 很大程度上是由于图像信息理论和通信理论之间的密切关系。不仅如此, 数字图像处理技术还具有许多明显的优势, 其中处理的精确度较高、灵活性特别强、适用的范围广泛等为数字图像技术在各个领域的成功应用奠定了良好的基础。虽然数字图像处理技术自身存在着一定的优势, 但是在具体的发展过程中, 依旧存在着许多制约性因素。数字图像处理技术对于计算机的要求特别高, 尤其是计算机的计算速度和存储量。而且数字图像处理技术一般情况下占用的频带比较宽, 因此在成像、传输以及转换处理方面还存在着一定的难度。这些都只是客观因素, 实际上人为的主观因素也会直接影响数字图像处理技术的发展。

数字图像处理技术最早的时候是产生于医药方面的, 在生物学和药物学方面发挥着很重要的作用, 其中主要应用在医药方面的技术有CT和显微图像处理技术等。后来逐渐涉猎到通信工程方面和工业工程等方面, 目前在通信工程方面的发展现状就是综合性的多媒体通信, 即电视和计算机相连接的一种状态。而具体的关于工业工程方面, 主要就是应用在自动装置配线中用来检测其中零件的质量, 还有就是邮局用来分检信件等, 在当今比较流行的智能机器人中也有应用。在军事和公安方面, 数字图像处理技术的应用也十分广泛, 为制裁罪犯提供了许多帮助。不仅如此, 还有电视图像处理、服装设计等各个领域都有涉及使用。

2.2 数字图像处理技术的发展趋势

现阶段, 我国的数字图像处理技术在科技的推动下, 取得了很大进步, 再加上硬件技术的发展, 使得数字图像处理技术的应用更加宽泛。虽然还有许多的研究成果并没有实际应用到生活中去, 但是相信在不久的将来必然会发展到普遍化的状态。而且, 在科学技术的发展状况下, 数字图像处理技术将会沿着高分辨率、立体化、高速化、智能化等全方面的方向发展。

人类的智慧是无穷无尽的, 在计算机技术和人工智能的快速发展下, 数字图像处理技术为智能机器人的进一步优化将会提供更大的帮助, 尤其是在计算机视觉方面, 对于机器人而言也是最重要的组成部分。数字图像处理技术在计算机视觉上的发展, 也将会在军事、危险作业和家庭服务中都得以应用, 因此要加强对其的探索。并且, 数字图像处理技术还会朝向虚拟现实的方向发展, 虚拟现实实际上就是利用计算机构建的虚拟三维空间。目前时代正在从二维时代朝着三维时代发展, 很多领域已经开始尝试着使用三维技术, 尤其是在军事方面的沙盘设计中, 不但能够给人一种直观的视觉感受, 还提升了沙盘的现场模拟程度, 为军事作战指挥提供了便利。所以加强数字图像处理技术在虚拟现实上的发展, 必然会为各个领域带来更大的益处。

3 数字图像处理技术发展的制约因素及策略

3.1 数字图像处理技术发展的制约因素

数字图像处理技术知识的综合性太强, 需要掌握全方位的知识。而且数字图像处理技术的使用需要拥有一个良好配置的计算机作为载体, 尤其是计算机的速度和存储量要最优化。数字图像处理占据的频带相当宽, 和普通的音频信息相比较而言, 其占据的频带要宽好几个度, 这就导致数字图像处理中的成像、传输、存储、处理和显示等各个环节的得以实现, 变得更加困难, 时间和成本的需求也会加大。图像是三维景物的二维投影, 实际上图像是不具备重现三维景物的全部信息的能力的, 三维景物的一部分信息是无法在二维图像的画面中反映出来的。所以, 想要做到多元化全面分析三维景物必须要进行合理恰当的假定, 而且在学习和理解三维景物的时候, 需要相关知识的引导, 这也是目前一大主要知识工程问题。当然除了以上这些制约信息以外, 还有人为因素的影响, 人在对数字图像处理之后的图像进行观察和评价时, 存在着很大程度上的主观性, 所以说人为因素的制约性很强。

3.2 数字图像处理技术发展的策略

数字图像处理是一项高科技技术, 在操作使用时, 需要具备较为全面的相关知识, 所以必须要加强对数字图像处理技术相关知识的研究, 积极学习基础学科和边缘学科的技术知识, 从而进一步促进图像处理技术的全面发展。数字图像处理技术的相关学科有很多, 其中的知识内容也很丰富, 这些知识对数字图像处理技术的发展起着积极的推动作用。所以说, 想要透彻地了解数字图像处理技术, 不仅要对数字图像处理本身有深入的认识, 还要具备扎实的相关基础知识和专业能力。在现代化的今天, 科技虽已随处可见, 但依旧在快速进步发展, 数字图像处理技术本就是高科技, 然而想要发展依旧需要引进持续更新的科学技术。近年来, 在多媒体技术的扩大研究下, 硬件芯片越来越多, 有很多最新型的科技都被积极吸收到了芯片开发中, 而相关技术部门可以尝试将数字图像处理的各种繁杂功能圈进芯片中, 这样将会使其得到更加全面广阔的应用领域中去。与此同时, 通过对发展现状的分析, 为了改善其中存在的许多问题, 可以尝试使用新型的理论和算法。当前, 数字图像处理的研究领域已经积极引进了许多新理论和新算法, 经常使用的有遗传算法、神经网络等等, 这些不仅可以广泛运用到数字图像处理和图形处理中, 还能够运用到音乐、物理以及神经等学科研究中。这应该算是将复杂化的东西加以规范的方法, 有着其自身的独特性和新颖性。如果将新理论和新算法运用到数字图像处理中去, 切实运用到理论和技术上, 应该能够收获非常良好的成效, 从而积极推动数字图像处理技术的全面发展。

4 结语

数字图像处理技术在人们日常生活中的应用是我们可以真实感受到的, 例如电视、电影、上网等, 都是生活中必不可少的部分, 这些都与数字图像处理技术密切相关。数字图像处理技术的发展直接影响着人们的生活和工作, 它不仅能够为人们的生活带来便利, 还能够帮助人们有效完成工作, 获得成功, 所以说对数字图像处理技术进行切实研究是非常有必要的。

参考文献

[1]张彩霞.数字图像处理技术的发展现状及发展趋势研究[J].计算机光盘软件与应用, 2014 (12) .