圖像識別技術發展趨勢分析


圖像技術的應用域極為廣泛。下面以其學科分支及應用領域為綱,簡述其發展狀況及前景。

  1。計算機圖像生成

  以計算機圖形學和“視算”為基礎的計算機圖像生成技術,在21世紀將更加繁榮。在大型飛行、航海仿真訓練系統中的應用已大見成效,目前已深入民用。在廣告制作、動畫制作中已有令人嘆為觀止的傑作。在21世紀初,“全仿真人造演員”領銜主演的動畫片的表情聲笑將達到亂真的程度,計算機圖像生成技術的完善及廉價化對人類文化將形成一新天地。在民用衣飾、發型的設計、歌舞動作設計、外科整容預測、公安機構根據目擊者敘述的罪犯追憶造型等諸多方面都有廣泛應用。在軍事C3I系統中也有廣闊應用前景。

  立體電視也將在計算機圖像生成的基礎上與電視技術相結合而誕生。

  其它如計算機圖像生成在CAD方面的應用,特別是工業產品造型設計等將進一步完善化。

  2。圖像傳輸與圖像通信,高清晰度電視

  以全數字式圖像傳輸的實時編碼—壓縮一解碼為中心的圖像傳輸技術將得到巨大的進展。在2000年前,高清晰度電視,特別是全數字式的HDTV將在世界范圍內得到廣泛采納並成為下一代電視的標准。以寬度約1米,高度約60厘米的高清晰度彩色熒光屏為中心的多媒體將成為每個家庭文化生活和教育的中心,圖文聲像並茂的“圖文電視”將成為縱纜世界、本市、本社區的新聞、交通、商業采購最新消息的隨時更新、自由翻閱的“電視畫報”。以“圖文電視”多媒體光盤等為手段的多種課程的進修、學習將可隨時在空余時間內完成並將成績匯總評閱。據估計,HDTV及相應的家庭、多媒體中心將成為20世紀前30年最為影響國民經濟的舉足輕重的龍頭產品之一,有關產值可達5000億美元,目前已成為工業先進國家爭奪的目標,可視電話及電話圖像傳真將成為家庭的必備品。可視數據將成為家庭中隨時可查可錄的圖書館和資料庫,這種廣泛的信息來源,圖文聲像並茂的“多媒體文化”將形成—代文化環境,深入到每個家庭,成為影響人們生活、教育、文化、娛樂、乃至工作方式的高新技術。

  小型輕便的全數字式圖像傳輸系統以其高壓流率、高度保密的特點成為軍事C3I系統中的重要一環。

  3。機器人視覺及圖像測量

  隨着生活水平的日益提高,危、重、繁、雜的體力勞動將逐漸被智能機器人及機器人生產線所取代,隨着機器人在工業、家庭生活中日益廣泛的應用,高智能的機器人視覺是關鍵的一環。三維攝像機——直接攝取空間像素的灰度及“深度”的攝像將會誕生。以“三維機器視覺”分析成果為中心,配有環境理解的機器視覺將在工業裝配、自動化生產線控制、救火、排障、引爆等應用乃至家庭的輔助勞動、炊事烹任、洗衣、清潔、老年人及殘障病人的監護方面發揮巨大的作用。

 

  與機器視覺相並行,以三維分析為基礎的圖像測量傳感將成為通用的智能化測量技術而得到長足的發展。

  4。辦公室自動化

  以圖像識別技術和圖像數據庫技術為基礎的辦公室自動化將付諸實用。印刷體漢字識別現已有多家成果,手寫體漢字識別在2000年前可望突破。語音輸入和音控設備現均在高速發展之中。口授打字,即屏編輯將把作家、教師、科技人員從爬格子編寫文稿、書籍、講義的工作中解放出來,代替以前的“剪刀十漿糊”的手稿工作並立即提供印刷樣本。圖像數字庫使圖文並茂的報表的編制成為十分愉快的工作,將秘書和檔案人員的工作推向現代化。

  5。圖像跟蹤及光學制導

  70年代以來,圖像制導技術在戰略武器的末制導中發揮了極大的作用,其特點是高精度與高智能化。雖然目前國際局勢趨向緩和,大國之間毀滅性戰斗的可能性似在減少,但局部戰爭與恐怖活動仍然有增無減。小巧精確的智能式戰術武器是必不可少的。

  以圖像匹配,特別是具有“旋轉、放大、平移”不變特征的智能化圖像匹配與定位技術為基礎的光學制導將得到進一步發展,例如,類似於毒刺、愛國者、靈巧炸彈等圖像制導戰術武器將會不斷推出,這些地—地、地—空戰術武器將改變戰術作戰的概念。“硅片打敗鋼鐵”已是被海灣戰爭印證了的事實。

  在測控技術中,“光學跟蹤測控”也是最緊密的測控技術之一。

  6。醫用圖像處理與材料分析中的圖像分析系統

  以“圖像重迭”技術為中心的醫用圖像處理技術將更趨完善。以醫用超聲成像、X光造影成像、x光斷影成像、核磁共振斷層成像技術為基礎的醫用圖像處理將實現醫學界“將人體變為透明”的目標。

  醫療“微觀手術”使用微型外科手術器械進行血管內、臟器內的微觀手術,其中一個基礎就是醫用圖像。特制的圖像內窺鏡、體外x光監視和測量保證了手術中的安全和正確。不僅如此,術前的圖像分析和術后的圖像監測都是使手術成功的保證。

  利用圖像重迭技術進行無損探傷也應用在工業無損探傷和檢驗中。智能化的材料圖像分析系統將有助於人類深入了解材料的微觀性質,促進新型功能材料的誕生。

  7。遙感圖像處理和空間探測

  以多光譜圖像的綜合處理和像素區的模式分類為基礎的遙感圖像處理是對地球的全體環境進行監控的強有力的手段。它同時可為國家計划部門提供精確、客觀的各種農作物生長情況、收獲估計、林業資源、地質、水文、海洋等各種宏觀的調查、監測資料。

 

  空間探測和衛星圖像偵察均已成為搜集情報的常規技術。21世紀人類發射的分析空間探測火箭將到達太陽系邊緣、給我們送來那遙遠的太陽系姐妹行星的真正面容。

  8。圖像變形技術

  1941年,在經典恐怖影片《狼人》中,影片中的人物Lonchaney由人變成了狼。這一特殊技巧現在稱之為“變形”。僅僅半個世紀之后,先進的數字圖像處理技術就使這一古老的戲法夢想成真,逼真地呈現在人們眼前。同時,變形技術作為一種新的計算機動畫的處理方式脫穎而出,成為計算機動畫領域中一個嶄新的分支,並成為目前國際上研究的熱門課題之一。

  目前,所研制的動畫軟件中還未包含變形處理功能,而利用變形技術,特別是三維變形技術,所描述的細節更豐富,更能很好地體現自然景觀,即產生更加奇特和新穎的畫面,變形技術在動畫制作及畫面表示方面所具有的獨特效果,是開創性的,在21世紀,必將具有廣泛的應用前景。

  從所列舉的圖像技術的多方面應用及其理論基礎可以看出,它們無一不涉及高科技的前沿課題,充分說明了圖像技術是前沿性與基礎性的有機統一。

  可以預期,在21世紀出,圖像技術將經歷一個飛躍發展的成熟階段,為深入人民生活創造新的文化環境,成為提高生產的自動化、智能化水平的基礎科學之一。圖像技術的基礎性研究,特別是結合人工智能與視覺處理的新算法,從更高水平提取圖像信息的豐富內涵,成為人類運算量最大、直觀性最強,與現實世界直接聯系的視覺和“形象思維”這一智能的模擬和復現,是一個很難而重要的任務。

  “圖像技術”這一上世紀后期誕生的高科技之花,其前途是不可限量的。


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