第二届数字图像处理与计算机应用国际学术会议（DIPCA 2025)

重要信息

时间：2025年4月25-27日 地点：中国-西安 官网：www.icipca.net（了解详情）

部分展示

 

 

征稿主题

包括但不限于：

1. 图像处理：模式识别、计算机视觉、低级视觉和图像处理、光学技术在图像中的应用、反射镜和光谱仪图像采集技术、模式识别与分析、显微镜成像、生物医学图像分析、光学信号的数字处理和分析方法、基于图像的计算机图形、光学投影技术、光学技术与图像特征提取、图像视频分析、图像和视频感知和质量模型、图像扫描、计算机图形/动画、模式识别原理、图像处理体系结构、图像编码与压缩、实时信号处理等。

2. 计算机应用：智能计算、网络通信、人工智能、物联网应用和服务、机器学习、神经网络、物联网的创新算法、数据分析技术、云计算基础、云架构和云存储技术、云能源效率、移动和社交云、大数据理论、大数据布局、调度和优化、大数据设计、模型和算法、大数据保护和完整性、部署、试验台和现场试验、网络安全、网络规划与设计、网络性能等。

数字图像处理与计算机应用

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一、基本概念

1.1 什么是数字图像处理？

数字图像处理（Digital Image Processing, DIP） 是指对数字图像进行处理和分析的技术，主要包括图像的采集、存储、增强、变换、识别等过程。数字图像通常由像素矩阵表示，而图像处理则是通过对这些像素值进行运算和操作，从而实现图像的修复、改进或特征提取。

主要任务：图像增强、图像复原、图像分割、图像压缩、图像识别等。

1.2 什么是计算机应用？

计算机应用（Computer Applications） 是指计算机技术在各种实际问题中的应用，涵盖了从基础软件（操作系统、数据库）到具体应用（如图像处理、语音识别、自然语言处理、智能控制）等各个方面。

在数字图像处理中，计算机应用主要涉及：

• 图像数据的获取与处理

• 图像分析与理解

• 图像结果的展示和交互

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二、数字图像处理的核心技术

2.1 图像采集与预处理

• 图像采集：利用摄像头、传感器等设备获取数字图像。

• 预处理技术：提高图像质量，常见技术包括：

  • 去噪（如中值滤波、高斯滤波）

  • 对比度增强（如直方图均衡化）

  • 边缘检测（如Sobel、Canny边缘检测）

2.2 图像增强与复原

• 图像增强：通过调整图像亮度、对比度、色彩等，提高图像的视觉效果。

  • 常用方法：线性增强、非线性增强（Gamma校正、直方图均衡）

• 图像复原：恢复受损或模糊的图像，常用于去除噪声、减少模糊。

  • 复原技术：Wiener滤波、逆滤波、盲去卷积

2.3 图像分割

• 图像分割：将图像分成多个有意义的区域或对象。常用方法：

  • 基于阈值的分割（如Otsu算法）

  • 边缘检测（如Canny边缘检测）

  • 基于区域的分割（如区域生长、K-means聚类）

  • 基于深度学习的图像分割（如U-Net）

2.4 特征提取与匹配

• 特征提取：从图像中提取关键特征，如边缘、角点、纹理等。

  • 方法：SIFT（尺度不变特征变换）、SURF（加速稳健特征）、HOG（方向梯度直方图）

• 特征匹配：通过匹配提取到的特征点进行图像配准、拼接等应用。

  • 例如：图像拼接、立体视觉、目标识别

2.5 图像压缩与编码

• 图像压缩：减少图像数据的存储空间或传输带宽。

  • 方法：JPEG、PNG、WebP、HEIF

• 压缩编码：通过变换（如离散余弦变换、离散小波变换）减少冗余信息

2.6 图像识别与理解

• 图像分类与识别：识别图像中的对象或场景。

  • 经典方法：基于HOG、SIFT等特征的机器学习算法

  • 深度学习方法：卷积神经网络（CNN）应用于图像识别（如ResNet、VGG）

• 目标检测：识别并定位图像中的特定对象。

  • 例如：YOLO（You Only Look Once）、Faster R-CNN、SSD（Single Shot Multibox Detector）

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三、数字图像处理的应用领域

3.1 医学影像处理

• 疾病诊断：如肿瘤检测、脑部疾病影像分析。

• 图像增强：改善低对比度的医学影像，如CT、MRI图像。

• 图像分割与三维重建：从医学影像中分割出重要结构（如血管、器官）并进行三维重建。

3.2 人脸识别与生物特征识别

• 人脸检测与识别：广泛应用于安防监控、金融支付等领域。

• 指纹、虹膜、掌纹识别：用于身份验证与安全控制。

3.3 自动驾驶与交通监控

• 目标检测与跟踪：识别和跟踪道路上的行人、车辆等。

• 交通监控：识别交通标志、车牌识别、交通流量分析。

3.4 机器人视觉与工业自动化

• 质量检测：利用视觉系统检测生产线上的产品质量。

• 物体抓取与定位：通过视觉引导机器人完成物体抓取、分类等任务。

3.5 遥感与卫星影像处理

• 地物分类：从卫星影像中提取土地利用类型，如农田、森林、城市区域等。

• 变化检测：通过对比不同时期的影像，检测地形、植被等变化。

3.6 增强现实与虚拟现实

• 图像融合与增强：将虚拟元素与现实场景结合，生成增强现实效果。

• 目标识别与场景重建：用于虚拟现实中的场景创建与交互。

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四、常用工具与技术

工具/库	描述	适用场景
OpenCV	开源计算机视觉库，提供了图像处理的基本函数	图像处理、计算机视觉、实时视频处理
TensorFlow	开源机器学习框架，支持深度学习模型	图像分类、目标检测、图像生成
Keras	高级神经网络API，基于TensorFlow	快速构建深度学习模型
scikit-image	Python中的图像处理库，基于NumPy	图像预处理、特征提取、图像分析
MATLAB	数学与仿真工具，具有丰富的图像处理功能	学术研究、算法原型开发
PIL/Pillow	Python中的图像处理库，支持图像读写、转换、增强等功能	图像文件处理、格式转换
PyTorch	深度学习框架，适用于图像识别与生成任务	图像分类、语义分割、生成模型

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五、发展趋势与前沿技术

5.1 深度学习与卷积神经网络（CNN）

• 图像分类、检测与分割：深度学习在图像处理中的应用已成为主流，通过深度网络模型，图像的自动特征提取和高精度识别已成为可能。

• 预训练模型与迁移学习：通过迁移学习使得深度网络能够更高效地在少量数据上进行训练，提高了算法的适用性。

5.2 自监督学习与生成对抗网络（GAN）

• 自监督学习：通过生成自己的标签进行训练，减少对标注数据的依赖。

• 生成对抗网络（GAN）：用于生成逼真的图像、图像修复、超分辨率重建等。

5.3 多模态图像分析

• 结合图像与其他模态数据（如文本、音频），进行更加复杂的多模态学习与理解，应用于医学、安防、自动驾驶等领域。

5.4 实时图像处理与边缘计算

• 随着物联网和智能设备的普及，实时图像处理与边缘计算将成为未来发展的重要方向。通过在本地设备上进行图像处理，减少延迟，提高响应速度。

5.5 量子图像处理

• 量子计算为图像处理提供了新思路，如通过量子算法进行图像压缩、图像识别等。

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六、总结

数字图像处理与计算机应用是现代计算机科学中的重要领域，涵盖了图像采集、处理、分析、识别等各个方面，已广泛应用于医学、工业、交通、安防等行业。