圖像數(shù)據(jù)庫應(yīng)用(數(shù)據(jù)庫)

時間：2022-11-26 06:30:01 | 來源：信息時代

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    圖像數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 : 圖像數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用領(lǐng)域與范圍。隨著圖像處理技術(shù)的進(jìn)展,圖像數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用越來越廣泛,并已滲透到工程、工業(yè)、醫(yī)療保健、航空航天、軍事、科研、安全等各個部門,在國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮越來越大的作用。如:
(1)衛(wèi)星遙感:利用人造衛(wèi)星或裝載在飛機(jī)上的傳感器,收集地球表面物體反射來的電磁波特征數(shù)據(jù)得到有關(guān)對象體的信息,并繪制遙感數(shù)字圖像和建立遙感圖像庫。美國及我國等一些國家通過發(fā)射軍事、氣象、資源探測等多種衛(wèi)星對地球上的軍事目標(biāo)、大氣環(huán)境、海洋、地面及地下資源進(jìn)行探測,并繪制各種遙感地圖。目前已在農(nóng)作物、森林、海洋、土地資源、生態(tài)環(huán)境等領(lǐng)域建立了相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫與圖像數(shù)據(jù)庫,這不僅在氣象預(yù)報、預(yù)防洪澇、臺風(fēng)、沙塵暴和抗災(zāi)救災(zāi)方面發(fā)揮了重要作用,而且利用各種遙感信息資源建立的圖像數(shù)據(jù)庫可以有效利用地面、海洋及地下資源為國民經(jīng)濟(jì)服務(wù)。遙感制圖已使地圖制圖學(xué)發(fā)生了革命性的變化,成為該領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。
(2)生物醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)庫:目前在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域已廣泛采用各種圖像處理技術(shù),建立了細(xì)胞、基因、蛋白質(zhì)等各種圖像數(shù)據(jù)庫。如各種超聲診斷圖像、X-射線診斷圖像、核磁共振CT(NMRI)、電阻抗斷層圖像技術(shù)(EIT)、阻抗成像(IT)、超聲斷層成像(UT)和細(xì)胞圖像庫等。如對EIT圖像,目前已提出多種圖像處理算法(實際是一些圖像重建算法),用于改善EIT圖像,使之能將人體病理和生理狀態(tài)直接從臨床診斷的圖像中反映出來。又如對細(xì)胞圖像數(shù)據(jù)庫的細(xì)胞圖像進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理,可以改善細(xì)胞圖像的質(zhì)量,進(jìn)而對細(xì)胞圖像進(jìn)行分類、分析和圖像識別。目前已用這種方法進(jìn)行癌細(xì)胞的早期識別和普查,取得明顯的效果。在醫(yī)學(xué)界,開始以醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ),存儲大量醫(yī)學(xué)圖像(X-射線、X-CT、MRI超聲圖像等)建立醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)(medical tomography system),可在網(wǎng)絡(luò)支持下實現(xiàn)醫(yī)學(xué)圖像的聯(lián)網(wǎng)查詢、診斷、存儲與歸檔。如“國際醫(yī)學(xué)圖片存檔與通信系統(tǒng)”PACS,就是一個圖像數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),可以將數(shù)據(jù)量極大的醫(yī)學(xué)圖像(如醫(yī)學(xué)X-射線、腦電圖、心電圖、B超圖、MRI、CT斷層掃描圖和DNA基因圖等)存入醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)庫或下載到光碟上,供各大醫(yī)院或醫(yī)療機(jī)構(gòu)使用。用戶可通過通信系統(tǒng)和Internet網(wǎng)查閱,也可供醫(yī)生、研究單位快速查閱、分析和用于會診。目前,建立醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)庫及醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)已成為醫(yī)院計算機(jī)化的重要標(biāo)志。
(3)軍事公安: 該領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛,通常,在建立相關(guān)圖像數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上,通過圖像處理和圖像模式識別技術(shù)來實現(xiàn)。這些應(yīng)用有: 目標(biāo)識別與制導(dǎo)、GIS與預(yù)警系統(tǒng)、飛行器的圖像導(dǎo)航、案件偵破、交通管制、電子護(hù)照、海關(guān)與機(jī)場的指紋與面貌自動識別、虹膜識別、DNA識別等。以指紋識別為例,它通過提取嫌疑人的指紋與罪犯指紋圖像數(shù)據(jù)庫的指紋進(jìn)行查找及特征對比,以查找罪犯。
(4)工業(yè)領(lǐng)域:圖像處理與圖像數(shù)據(jù)庫在工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。如生產(chǎn)線上對產(chǎn)品及部件的無損檢測與快速識別、郵件的自動分撿、機(jī)場安全檢查等。又如石油勘探圖像處理系統(tǒng),針對石油勘探工作取得的成果大都以圖像(圖形)的形式提供的特點,通過可視化及成像技術(shù),建立圖像(圖形)數(shù)據(jù)庫和實現(xiàn)石油勘探數(shù)據(jù)處理。如石油地震勘探剖面圖、地質(zhì)三維空間圖、地球物理測井剖面圖、油藏圈閉圖、油氣水動態(tài)圖、油藏數(shù)字模擬圖等。
(5)動畫制作:用電子計算機(jī)完成動畫制作,將一張張靜態(tài)圖像以動畫圖像或三維立體圖像形式存入動畫圖像數(shù)據(jù)庫,以供后期動畫制作。在動畫圖像數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上,以后可用計算機(jī)制作各種新的動畫片及三維立體圖像,或?qū)鼍斑M(jìn)行復(fù)原和演繹,從而縮短動畫片的制作周期,提高制片質(zhì)量。
(6)視頻圖像處理與可視數(shù)據(jù)檢索系統(tǒng):以文字?jǐn)?shù)據(jù)庫和圖像數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ),將電視、廣播等傳媒與用戶相連,實現(xiàn)傳媒與用戶通過文字、圖形、圖像、音頻、視頻等信息進(jìn)行溝通。其信息傳播方式有交互型和廣播型兩種: 前者是以電話和Internet網(wǎng)為傳播媒介,使用戶既可直接查詢數(shù)據(jù)庫和圖像庫,及時得到新聞、氣象、交通、旅游等方面的信息,也可與傳媒機(jī)構(gòu)交互,向其發(fā)送和存儲有關(guān)資料信息。后者屬單向傳播業(yè)務(wù),用戶僅能獲取傳媒向公眾發(fā)出的信息。新近推出的3G是將無線通信和國際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信相結(jié)合而實現(xiàn)的新一代通信技術(shù),這種新型的Web結(jié)構(gòu),能處理圖像、視頻流、音樂等多種媒體形式,提供包括網(wǎng)頁瀏覽、電視電話會議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù),它將把視頻圖像技術(shù)的應(yīng)用推向新的高度。
(7)圖像識別(image recognition):對圖像數(shù)據(jù)庫中的目標(biāo)圖像進(jìn)行識別與分類,是模式識別(pattern recognition)技術(shù)中的一種。模式具有廣泛的含義,包括圖形、圖像、景物等,識別是人類具有的基本智能,是一種復(fù)雜的生理活動和心理過程。常用的模式識別方法有統(tǒng)計模式識別、句法模式識別、模糊模式識別和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識別等。近年來,圖像識別已成為模式識別技術(shù)的主流,并在指紋及面貌識別、醫(yī)學(xué)(白血球、癌細(xì)胞、DNA等)圖像識別、遙感與航天圖像識別、三維石油地震圖像識別和虛擬現(xiàn)實技術(shù)中獲得成功應(yīng)用。
(8)虛擬現(xiàn)實(virtual reality):又稱為虛擬現(xiàn)實可視化或虛擬場景,是人工智能與數(shù)字圖像技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。虛擬現(xiàn)實有不同規(guī)模,可視顯示的三維感覺來自投影、光影、陰暗透明感和對象的立體感等,此外還涉及人機(jī)互動的心理學(xué)和生物學(xué)因素。虛擬現(xiàn)實在軍事和工業(yè)領(lǐng)域獲得成功應(yīng)用。如在石油勘探的油藏描述、油藏數(shù)字模擬和地震勘探資料解釋中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實,地質(zhì)學(xué)家可通過虛擬圖像“進(jìn)入”地下地層進(jìn)行解釋。
(9)計算機(jī)視覺(computer vision): 用計算機(jī)實現(xiàn)(或模擬)人的視覺功能,對客觀外界進(jìn)行感知和理解的技術(shù),是在圖像處理和模式識別技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新興學(xué)科。人的視覺功能包括光刺激、空間刺激物的空間分辨能力,對光刺激的時間分辨能力和人眼為看清刺激物的運動能力等。這些功能使人能接受外界豐富的信息,并在此基礎(chǔ)上形成復(fù)雜的圖像空間知覺,以識別客觀外界景物。計算機(jī)視覺的目標(biāo)是從客體圖像中抽取有關(guān)特征(形狀、位置、輪廓、大小、灰度、顏色、紋理等)構(gòu)成本征描述,將其與圖像庫中已知物體進(jìn)行匹配,以分辨出目標(biāo)圖像中的物體。計算機(jī)視覺廣泛應(yīng)用于工業(yè)檢測、物體自動分類和機(jī)器人視覺研究等領(lǐng)域。計算機(jī)視覺中圖像理解過程及圖像識別的自然延伸是景物分析(scene vision),它將人的視覺或超過人的視覺所具有的識別能力,賦給計算機(jī),使之模擬人的視覺機(jī)能,能從三維景物的二維投影圖像反推出三維視野中物體的特定身份和物體之間的空間關(guān)系。而圖像生成(image generation)則是景物分析的逆過程,它研究如何根據(jù)圖像的含義生成視覺圖像。計算機(jī)視覺、景物分析、圖像生成等技術(shù)的實現(xiàn)需建立在圖像庫的基礎(chǔ)上。