圖像處理相關研究統計分析范文

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【摘要】本論文以CNKI論文數據庫和萬方碩博士論文數據庫為依托，統計圖像處理相關研究的基本信息。首先，檢索了以“圖像處理”為題名的博士論文，并統計出對此研究相對較多的院校，在此基礎上分析了在博士研究階段主要的研究方向；然后，通過和博士研究的對比，統計圖像處理工程實現化的相關研究，主要以FPGA為硬件平臺的較多；第三，統計了圖像處理和視覺導航的相關研究，簡單分析了圖像處理和視覺導航的關系，最后，以導彈為例，分析了圖像處理在武器發展中的重要作用。

【關鍵詞】圖像處理；工程化實現；視覺導航

1引言

近年來，圖像處理技術得到迅猛的發展，在圖像處理、圖像分析和圖像理解以及計算機視覺領域中是一項非常重要的應用技術。圖像處理，就是采用一定的方法，技術，算法等，對質量不高的圖像進行處理，使處理后具有更高的清晰度，能被更好的理解。這種技術在航空航天、武器裝備、智能機器人、智能交通、醫療等范圍內廣泛應用，對圖像處理相關課題的科研、院校機構也越來越多。本論文以中國知網CNKI數據庫和萬方碩博士論文庫為背景，對圖像處理相關問題的研究進行統計分析，給出一定的結論。所有統計數據截止到2017年6月。

2圖像處理技術的理論研究

依靠CNKI中國博士論文庫，以“圖像處理”為題名共檢索出論文370篇。對相關論文出處單位統計如下，在檢索記錄中，選取了9家對圖像處理命題研究比較多的高等院校，其中以西安電子科技大學、中國科學院研究生院、華中科技大學居前三，分別達到了27篇、23篇、20篇，其他單位的研究相對比較分散。以西安電子科技大學為例：霍雷剛博士，以圖像處理為背景，提出了一種“基于主成分分析和字典學習的高光譜遙感圖像去噪新方法”，“一個新的完備字典學習模型”；康牧博士，主要圖像處理中的圖像去噪，增強、邊緣檢測、邊緣細化、圖像縮放等問題進行了分析，提出一種“新的計算閾值的方法”“一種具有去噪功能的圖像增強算法”“一種改進的邊緣檢測算法”等；陳龍博士，在“輔助視覺中的圖像處理關鍵技術研究”一文中，“提出了一種基于雙邊濾波器的圖像增強算法”，“提出一種結合局部和全局特征的目標識別算法”。以中國科學院研究生院為例：路朋羅博士，在畢業論文中指出，提出“一種基于HVS加權的小波功率譜法，對傅里葉變換的功率譜進行改進”，劉雪超博士在論文“基于數字圖像處理的自動調焦技術研究”一文中，指出“提出了一種結合自然圖像統計和空域變換的圖像質量評價方法”：提出了結合視覺感知的調焦窗口構建方法……以上僅是以兩個院校的五名博士在圖像處理相關領域的研究為例，但是他們在博士層次的研究具有廣泛的代表性，主要是針對圖像處理在一些新方法、新模型、算法的改進上做了大量的工作，并利用新方法、算法對做了大量的實驗仿真，對比，理論研究占據多數。不管采用什么樣的方法，算法最終應該歸于工程化實現。但是，在博士研究階段，從大量的文獻資料來看，同時兼顧算法和算法的可工程化的研究相對較少。如表1。

3圖像處理的工程化實現研究

圖像處理的工程化實現的硬件平臺通常用的有兩種方式，一種是主處理器+FPGA，一種是單FPGA。依靠萬方碩博士學位論文庫，以“圖像處理”為題名共檢索出論文28530篇，近五年的檢索出7692篇，近三年的檢索出2383篇。以“圖像處理”+“實現”或“圖像處理”+“設計”為題目，共檢索出論文（296+346）篇，而以相同的題名檢索到的博士論文僅為（8+6）篇，具體檢索的論文如下表所示：由表1、表2和表3可知，以“圖像處理+設計”為標題檢索出的6篇論文，和圖像處理算法的工程化實現相關度并不是很大，不是預想的結果。因此，在博士研究生階段既考慮到圖像處理的算法又實現算法工程化的研究工作并不是很多。在碩士研究生階段，檢索出的論文相對較多，而以“圖像處理+實現+FPGA”為題名檢索出的論文占“圖像處理+實現”檢索出論文的約20%。

4圖像處理與視覺導航

據有關統計，人類獲得的信息有四分之三左右都來自眼睛。如果機器人采用類似人眼的方式進行導航，不管是在室內、還是室外，既可以獲得豐富的信息，又可以保證一定的精度，即視覺導航。這種導航技術采用CCD攝像機對場景進行拍攝，通過對拍攝圖像的處理、分析、理解進而對機器人進行導航、定位、檢測周圍目標以及自主規劃路徑。因此，視覺導航技術的進步和圖像處理技術的發展密不可分，從很大程度上可以說，視覺導航技術的研究，主要集中在對圖像的處理、分析和理解上，視覺導航和圖像處理沒有清晰的分割界限。通過表4可以看出，以“圖像處理+視覺導航”共同為標題的情況下，檢索出來的論文并不是很多，僅為7篇，但是以視覺導航為標題，圖像處理為關鍵詞可以檢索到30相關碩博士研究論文，以視覺導航為主題，圖像處理為關鍵詞可以檢索出83篇碩博士研究論文。但是深入相關視覺導航方面的碩博士論文，可以發現大部分都和圖像處理有著或多或少的聯系。

5圖像處理在武器裝備中的應用

精確制導武器的大量使用是信息化戰爭的標志性特征之一。目前，在導彈專業領域，紅外成像技術不斷成熟，相對于其他方式具有明顯的優點：探測精度高，環境適應能力強，抗干擾能力強，鎖定目標能力強，隱蔽性好，但是，不能測距，而毫米波具有較寬的波束適于在較大的范圍內對目標進行檢測，定位，紅外成像適合在小范圍內對目標進行精確檢測，毫米波和紅外技術結合，優勢突出，是目前公認的比較有發展前途的多模式融合制導技術。圖像處理和圖像識別對于制導精度的提高起著決定性的作用。所以在導彈武器裝備中，對紅外成像的相關圖像處理技術的研究也日益突出。在CNKI中國博士論文庫中，以“紅外成像+圖像處理”為主題，檢索出相關的博士研究論文53篇，涉及到的院校主要有南京理工大學，華中科技大學，西安電子科技大學，中國科學院、北京理工大學、西北工業大學、浙江大學、哈爾濱工業大學等多家國家重點985科研院校。在CNKI中國碩士論文庫中，以“紅外成像+圖像處理”為主題，檢索出相關的博士研究論文394篇，其中2013—2017年檢索到的論文共123篇。在CNKI學術期刊論文庫中，以“紅外成像+導彈”為主題，檢索出相關的文獻621篇，以“圖像處理+導彈”檢索出相關文獻363篇。從以上相關數字統計可以看出，紅外成像或者說紅外成像系統中的圖像處理，在導彈武器裝備的研究中，是必不可少的，是導彈發展制導方式的重點技術之一。

6總結

本論文以CNKI論文數據庫和萬方碩博士論文數據庫為依托，統計圖像處理相關研究的基本信息。通過統計發現，在博士研究階段主要針對圖像處理的新算法，算法的改進等理論研究比較多，把新算法、改進的算法進一步工程實現化的較少；而在碩士研究生階段，針對一般算法的具體實現和博士研究相比有所增加，而其中又以FPGA為硬件平臺的實現算法為主；在視覺導航領域，視覺機器人的定位、目標檢測和路徑規劃等相關都和圖像處理有著一定聯系；在武器裝備上，以導彈為例，由于紅外成像制導技術的突出優勢，紅外圖像處理在導彈裝備領域也是非常熱門的一項研究課題。

【參考文獻】

[1]霍雷剛.圖像處理中的塊先驗理論和應用研究[D].西安電子科技大學.

[2]康牧.圖像處理中幾個關鍵算法的研究[D].西安電子科技大學.

[3]陳龍.輔助視覺中的圖像處理關鍵技術研究[D].西安電子科技大學.

[4]路羅朋.基于圖像處理技術的自動調焦方法研究[D].中國科學院研究生院.

[5]劉雪超.基于數字圖像處理的自動調焦技術研究[D].中國科學院研究生院.

作者：王紅云 趙慎 高偉偉 單位：河北省石家莊市和平西路陸軍工程大學石家莊校區四系