¿Cuáles son las aplicaciones de la transformación gráfica en la vida?
La primera aplicación exitosa fue en el Jet Propulsion Laboratory (JPL) en Estados Unidos. Utilizaron técnicas de procesamiento de imágenes como corrección geométrica, transformación de escala de grises y eliminación de ruido para procesar miles de fotografías lunares enviadas por la sonda espacial Mars Rover 7 de 1964, teniendo en cuenta los efectos de la posición del sol y el entorno lunar. La computadora cartografió con gran éxito la superficie lunar. Posteriormente, se realizó un procesamiento de imágenes más complejo de las cerca de 100.000 fotografías enviadas por la nave espacial, obteniendo así mapas topográficos, mapas en color y mosaicos panorámicos de la Luna. Se lograron resultados extraordinarios, sentando las bases para el trabajo pionero del ser humano en la Luna. moon. Esto sentó una base sólida y promovió el nacimiento de la disciplina del procesamiento de imágenes digitales. En la tecnología aeroespacial del futuro, como la exploración de planetas como Marte y Saturno, la tecnología de procesamiento de imágenes digitales desempeñará un papel muy importante.
Otro gran logro del procesamiento digital de imágenes está en la medicina. En 1972, Housfield, un ingeniero de la compañía británica EMI, inventó un dispositivo de tomografía computarizada por rayos X para el diagnóstico del cráneo, que es lo que solemos llamar CT (tomografía computarizada). El método básico de la TC es reconstruir imágenes transversales basándose en la proyección de la sección transversal de la cabeza humana, lo que se denomina reconstrucción de imágenes. En 1975, EMI desarrolló con éxito un dispositivo de TC de cuerpo entero, que obtenía imágenes transversales vívidas y claras de varias partes del cuerpo humano. Del 65438 al 0979, esta tecnología de diagnóstico no invasivo ganó el Premio Nobel, lo que demuestra que ha hecho una contribución trascendental a la humanidad.
Al mismo tiempo, la tecnología de procesamiento de imágenes ha recibido una amplia atención y ha logrado grandes resultados pioneros en muchos campos de aplicación, incluidos el aeroespacial, la ingeniería biomédica, la inspección industrial, la visión robótica, la seguridad pública y la justicia y la orientación militar. cultura y arte, etc. , haciendo del procesamiento de imágenes una nueva disciplina convincente y prometedora. Con el profundo desarrollo de la tecnología de procesamiento de imágenes, desde mediados de la década de 1970, con el rápido desarrollo de la tecnología informática, la inteligencia artificial y la investigación de las ciencias del pensamiento, el procesamiento de imágenes digitales se ha desarrollado a un nivel más alto y más profundo. La gente ha comenzado a estudiar cómo utilizar sistemas informáticos para interpretar imágenes y lograr una comprensión del mundo exterior similar al sistema visual humano. Esta es la llamada comprensión de imágenes o visión por computadora. Muchos países, especialmente los países desarrollados, han invertido más mano de obra y recursos materiales en esta área y han logrado muchos resultados de investigación importantes. Entre ellos, el logro representativo es la teoría de la computación visual propuesta por Marr del MIT a finales de la década de 1970. Esta teoría se ha convertido en la idea dominante en el campo de la visión por computadora durante más de diez años. Aunque la investigación sobre métodos teóricos ha logrado grandes avances, la comprensión de imágenes en sí misma es un campo de investigación difícil con muchas dificultades. Dado que los humanos todavía saben muy poco sobre sus propios procesos visuales, la visión por computadora es un campo nuevo que necesita mayor exploración.
2. Las imágenes son la principal fuente para que el ser humano obtenga y comunique información. Por lo tanto, los campos de aplicación del procesamiento de imágenes involucran inevitablemente todos los aspectos de la vida y el trabajo humanos. A medida que las actividades humanas sigan expandiéndose, también se ampliarán los campos de aplicación del procesamiento de imágenes.
1) Aplicación de la tecnología aeroespacial La aplicación de la tecnología de procesamiento de imágenes digitales en la tecnología aeroespacial, además del procesamiento JPL de fotografías de la Luna y Marte mencionado anteriormente, también se utiliza en la teledetección de aviones y satélites. tecnología de teledetección. Muchos países envían muchos aviones de reconocimiento todos los días para realizar una gran cantidad de fotografías aéreas de áreas de interés en la Tierra.
En el pasado, era necesario contratar a miles de personas para procesar y analizar fotografías. Ahora, se utilizan sistemas de procesamiento de imágenes equipados con computadoras avanzadas para interpretar y analizar fotografías, lo que no solo ahorra mano de obra, sino que también acelera el proceso. extrae muchas cosas de las fotos que no se pueden hacer manualmente. Se encuentra información útil. Desde finales de la década de 1960, Estados Unidos y algunas organizaciones internacionales han lanzado satélites de detección remota de recursos (como la serie LANDSAT) y laboratorios celestes (como SKYLAB). Dado que las condiciones de la imagen se ven afectadas por la posición de la aeronave, la actitud y las condiciones ambientales, la calidad de la imagen no siempre es muy alta. Por lo tanto, no es económico obtener imágenes mediante una interpretación sencilla e intuitiva a un precio tan caro, y se debe utilizar tecnología de procesamiento de imágenes digitales. Por ejemplo, la serie de satélites terrestres LANDSAT utiliza un escáner multibanda (MSS) a una altitud de 900 km para escanear y obtener imágenes de cada área de la Tierra en un ciclo de 18 días. La resolución de la imagen equivale aproximadamente a más de 18 días. diez metros o 100 metros en tierra (por ejemplo, LANDSAT-4 lanzado en 1983 con una resolución de 30 m). Las imágenes se procesan (digitalizan y codifican) sobre la marcha y se almacenan en cinta magnética. Cuando el satélite pasa sobre la estación terrestre, lo transmite a gran velocidad y luego es analizado e interpretado por el centro de procesamiento. Se deben utilizar muchos métodos de procesamiento de imágenes digitales para obtener imágenes, almacenarlas, transmitirlas e interpretarlas. Actualmente, países de todo el mundo están utilizando imágenes obtenidas por satélites terrestres para realizar estudios de recursos (como estudios forestales, estudios de sedimentos marinos y pesquerías, estudios de recursos hídricos, etc.), detección de desastres (como detección de plagas, detección de incendios y agua, detección de contaminación ambiental, etc.), exploración de recursos (como exploración petrolera, exploración de minerales, exploración de ubicación geográfica y análisis de proyectos a gran escala, etc.), planificación agrícola (como nutrición del suelo, contenido de humedad, crecimiento de cultivos, producción). estimación, etc.) y planificación urbana (como la de mi país. Los aspectos anteriores también se han aplicado en algunas aplicaciones prácticas y han logrado buenos resultados. La tecnología de procesamiento de imágenes digitales también ha jugado un papel considerable en el pronóstico del tiempo y la investigación en otros planetas en el espacio.
2) Biomedicina. Aplicaciones en Ingeniería El procesamiento digital de imágenes es muy utilizado y muy eficaz en ingeniería biomédica. Además de la tecnología CT mencionada anteriormente, también existe una categoría de procesamiento y análisis de imágenes microscópicas médicas, como clasificación de glóbulos rojos y blancos, análisis de cromosomas, identificación de células cancerosas, etc. Además, la tecnología de procesamiento de imágenes también se utiliza ampliamente en el diagnóstico médico, como la nitidez de imágenes pulmonares de rayos X, el procesamiento de imágenes por ultrasonido, el análisis de electrocardiogramas y la radioterapia estereotáxica.
3) Aplicación en ingeniería de comunicaciones La principal dirección de desarrollo actual de la comunicación es la comunicación multimedia que combina voz, texto, imágenes y datos. En concreto, teléfonos, televisores y ordenadores se transmiten de forma tres en uno en la red de comunicación digital. Entre ellos, la comunicación de imágenes es la más compleja y difícil porque la cantidad de datos de imágenes es enorme. Por ejemplo, la velocidad de transmisión de señales de televisión en color es de más de 100 mbit/s para transmitir datos de alta velocidad en tiempo real. , se debe utilizar tecnología de codificación para comprimir la cantidad de bits de información. En cierto sentido, la compresión de codificación es la clave para el éxito o el fracaso de estas tecnologías. Además de la codificación de entropía, la codificación DPCM y la codificación de transformada, se están desarrollando nuevos métodos de codificación en el país y en el extranjero, como la codificación progresiva, la codificación de red adaptativa y la codificación de compresión de imágenes por transformada wavelet.
4) Aplicaciones industriales y de ingeniería La tecnología de procesamiento de imágenes se utiliza ampliamente en los campos industriales y de ingeniería, como la inspección de calidad y clasificación de piezas en líneas de montaje automáticas, detección de defectos en placas de circuito impreso, análisis de tensión de elastogramas, mecánica de fluidos Análisis de gráficos de arrastre y elevación, clasificación automática de correo, reconocimiento de la forma y disposición de piezas y objetos en determinados entornos tóxicos y radiactivos, uso de la visión industrial en tecnología avanzada de diseño y fabricación, etc. Cabe mencionar que el desarrollo de robots inteligentes con funciones visuales, auditivas y táctiles traerá nuevos incentivos a la producción industrial y agrícola, y se han utilizado eficazmente en pintura, soldadura y ensamblaje en la producción industrial.
5) Aplicaciones en seguridad militar y pública El procesamiento y reconocimiento de imágenes se utilizan principalmente para la guía precisa de misiles, la interpretación de diversas fotografías de reconocimiento, sistemas de comando militares automatizados con transmisión, almacenamiento y visualización de imágenes, y aviones y tanques. y sistema de entrenamiento de simulación de buques de guerra. Interpretación y análisis de fotografías de servicios de seguridad pública, reconocimiento de huellas dactilares, reconocimiento facial, restauración de fotografías incompletas, seguimiento del tráfico, análisis de accidentes, etc.
El reconocimiento automático de vehículos y matrículas en el sistema de cobro automático de peajes de autopistas actualmente en funcionamiento es un ejemplo de aplicación exitosa de la tecnología de procesamiento de imágenes.
6) Aplicaciones en la cultura y el arte Actualmente, dichas aplicaciones incluyen la edición digital de imágenes de televisión, producción de animación, videojuegos electrónicos, diseño textil y artesanal, diseño y producción de ropa, diseño de cabello y reproducción de objetos culturales. fotografías de reliquias y restauración, análisis y puntuación de los movimientos de los deportistas, etc. Ahora se ha formado gradualmente un nuevo arte: el arte por computadora.
7) Visión robótica: como órgano sensorial importante de los robots inteligentes, la visión artificial se utiliza principalmente para comprender e identificar escenas tridimensionales. actualmente en desarrollo Un tema abierto a la investigación. La visión artificial se utiliza principalmente en reconocimiento militar, robots autónomos en entornos peligrosos, robots inteligentes en servicios postales, hospitalarios y domésticos, identificación y posicionamiento de piezas de trabajo en líneas de montaje y operación automática de robots espaciales.
8) Sistemas de vídeo y multimedia: Actualmente, el procesamiento, transformación y síntesis de imágenes son ampliamente utilizados en sistemas de producción de televisión, y la recopilación, compresión, procesamiento, almacenamiento y transmisión de imágenes fijas e imágenes dinámicas en sistemas multimedia. .
9) Visualización científica: el procesamiento de imágenes y los gráficos están estrechamente integrados para formar una nueva herramienta de investigación científica en diversos campos.
10) Comercio electrónico: en el comercio electrónico actualmente popular, la tecnología de procesamiento de imágenes también tiene un gran potencial, como la autenticación de identidad, la lucha contra la falsificación de productos, la tecnología de marcas de agua, etc.
En resumen, la tecnología de procesamiento de imágenes se utiliza ampliamente y desempeña un papel cada vez más importante en la seguridad nacional, el desarrollo económico y la vida diaria. Su papel en la economía nacional y el sustento de las personas no puede subestimarse.