图像处理相关研究统计分析范文

【摘要】本论文以CNKI论文数据库和万方硕博士论文数据库为依托，统计图像处理相关研究的基本信息。首先，检索了以“图像处理”为题名的博士论文，并统计出对此研究相对较多的院校，在此基础上分析了在博士研究阶段主要的研究方向；然后，通过和博士研究的对比，统计图像处理工程实现化的相关研究，主要以FPGA为硬件平台的较多；第三，统计了图像处理和视觉导航的相关研究，简单分析了图像处理和视觉导航的关系，最后，以导弹为例，分析了图像处理在武器发展中的重要作用。

【关键词】图像处理；工程化实现；视觉导航

1引言

近年来，图像处理技术得到迅猛的发展，在图像处理、图像分析和图像理解以及计算机视觉领域中是一项非常重要的应用技术。图像处理，就是采用一定的方法，技术，算法等，对质量不高的图像进行处理，使处理后具有更高的清晰度，能被更好的理解。这种技术在航空航天、武器装备、智能机器人、智能交通、医疗等范围内广泛应用，对图像处理相关课题的科研、院校机构也越来越多。本论文以中国知网CNKI数据库和万方硕博士论文库为背景，对图像处理相关问题的研究进行统计分析，给出一定的结论。所有统计数据截止到2017年6月。

2图像处理技术的理论研究

依靠CNKI中国博士论文库，以“图像处理”为题名共检索出论文370篇。对相关论文出处单位统计如下，在检索记录中，选取了9家对图像处理命题研究比较多的高等院校，其中以西安电子科技大学、中国科学院研究生院、华中科技大学居前三，分别达到了27篇、23篇、20篇，其他单位的研究相对比较分散。以西安电子科技大学为例：霍雷刚博士，以图像处理为背景，提出了一种“基于主成分分析和字典学习的高光谱遥感图像去噪新方法”，“一个新的完备字典学习模型”；康牧博士，主要图像处理中的图像去噪，增强、边缘检测、边缘细化、图像缩放等问题进行了分析，提出一种“新的计算阈值的方法”“一种具有去噪功能的图像增强算法”“一种改进的边缘检测算法”等；陈龙博士，在“辅助视觉中的图像处理关键技术研究”一文中，“提出了一种基于双边滤波器的图像增强算法”，“提出一种结合局部和全局特征的目标识别算法”。以中国科学院研究生院为例：路朋罗博士，在毕业论文中指出，提出“一种基于HVS加权的小波功率谱法，对傅里叶变换的功率谱进行改进”，刘雪超博士在论文“基于数字图像处理的自动调焦技术研究”一文中，指出“提出了一种结合自然图像统计和空域变换的图像质量评价方法”：提出了结合视觉感知的调焦窗口构建方法……以上仅是以两个院校的五名博士在图像处理相关领域的研究为例，但是他们在博士层次的研究具有广泛的代表性，主要是针对图像处理在一些新方法、新模型、算法的改进上做了大量的工作，并利用新方法、算法对做了大量的实验仿真，对比，理论研究占据多数。不管采用什么样的方法，算法最终应该归于工程化实现。但是，在博士研究阶段，从大量的文献资料来看，同时兼顾算法和算法的可工程化的研究相对较少。如表1。

3图像处理的工程化实现研究

图像处理的工程化实现的硬件平台通常用的有两种方式，一种是主处理器+FPGA，一种是单FPGA。依靠万方硕博士学位论文库，以“图像处理”为题名共检索出论文28530篇，近五年的检索出7692篇，近三年的检索出2383篇。以“图像处理”+“实现”或“图像处理”+“设计”为题目，共检索出论文（296+346）篇，而以相同的题名检索到的博士论文仅为（8+6）篇，具体检索的论文如下表所示：由表1、表2和表3可知，以“图像处理+设计”为标题检索出的6篇论文，和图像处理算法的工程化实现相关度并不是很大，不是预想的结果。因此，在博士研究生阶段既考虑到图像处理的算法又实现算法工程化的研究工作并不是很多。在硕士研究生阶段，检索出的论文相对较多，而以“图像处理+实现+FPGA”为题名检索出的论文占“图像处理+实现”检索出论文的约20%。

4图像处理与视觉导航

据有关统计，人类获得的信息有四分之三左右都来自眼睛。如果机器人采用类似人眼的方式进行导航，不管是在室内、还是室外，既可以获得丰富的信息，又可以保证一定的精度，即视觉导航。这种导航技术采用CCD摄像机对场景进行拍摄，通过对拍摄图像的处理、分析、理解进而对机器人进行导航、定位、检测周围目标以及自主规划路径。因此，视觉导航技术的进步和图像处理技术的发展密不可分，从很大程度上可以说，视觉导航技术的研究，主要集中在对图像的处理、分析和理解上，视觉导航和图像处理没有清晰的分割界限。通过表4可以看出，以“图像处理+视觉导航”共同为标题的情况下，检索出来的论文并不是很多，仅为7篇，但是以视觉导航为标题，图像处理为关键词可以检索到30相关硕博士研究论文，以视觉导航为主题，图像处理为关键词可以检索出83篇硕博士研究论文。但是深入相关视觉导航方面的硕博士论文，可以发现大部分都和图像处理有着或多或少的联系。

5图像处理在武器装备中的应用

精确制导武器的大量使用是信息化战争的标志性特征之一。目前，在导弹专业领域，红外成像技术不断成熟，相对于其他方式具有明显的优点：探测精度高，环境适应能力强，抗干扰能力强，锁定目标能力强，隐蔽性好，但是，不能测距，而毫米波具有较宽的波束适于在较大的范围内对目标进行检测，定位，红外成像适合在小范围内对目标进行精确检测，毫米波和红外技术结合，优势突出，是目前公认的比较有发展前途的多模式融合制导技术。图像处理和图像识别对于制导精度的提高起着决定性的作用。所以在导弹武器装备中，对红外成像的相关图像处理技术的研究也日益突出。在CNKI中国博士论文库中，以“红外成像+图像处理”为主题，检索出相关的博士研究论文53篇，涉及到的院校主要有南京理工大学，华中科技大学，西安电子科技大学，中国科学院、北京理工大学、西北工业大学、浙江大学、哈尔滨工业大学等多家国家重点985科研院校。在CNKI中国硕士论文库中，以“红外成像+图像处理”为主题，检索出相关的博士研究论文394篇，其中2013—2017年检索到的论文共123篇。在CNKI学术期刊论文库中，以“红外成像+导弹”为主题，检索出相关的文献621篇，以“图像处理+导弹”检索出相关文献363篇。从以上相关数字统计可以看出，红外成像或者说红外成像系统中的图像处理，在导弹武器装备的研究中，是必不可少的，是导弹发展制导方式的重点技术之一。

6总结

本论文以CNKI论文数据库和万方硕博士论文数据库为依托，统计图像处理相关研究的基本信息。通过统计发现，在博士研究阶段主要针对图像处理的新算法，算法的改进等理论研究比较多，把新算法、改进的算法进一步工程实现化的较少；而在硕士研究生阶段，针对一般算法的具体实现和博士研究相比有所增加，而其中又以FPGA为硬件平台的实现算法为主；在视觉导航领域，视觉机器人的定位、目标检测和路径规划等相关都和图像处理有着一定联系；在武器装备上，以导弹为例，由于红外成像制导技术的突出优势，红外图像处理在导弹装备领域也是非常热门的一项研究课题。

【参考文献】

[1]霍雷刚.图像处理中的块先验理论和应用研究[D].西安电子科技大学.

[2]康牧.图像处理中几个关键算法的研究[D].西安电子科技大学.

[3]陈龙.辅助视觉中的图像处理关键技术研究[D].西安电子科技大学.

[4]路罗朋.基于图像处理技术的自动调焦方法研究[D].中国科学院研究生院.

[5]刘雪超.基于数字图像处理的自动调焦技术研究[D].中国科学院研究生院.

作者：王红云 赵慎 高伟伟 单位：河北省石家庄市和平西路陆军工程大学石家庄校区四系