光学图像信息处理技术仿真分析

满宪金

（枣庄科技职业学院 山东省枣庄市 277500）

现阶段，光学图像信息处理技术在我国的图像处理工作中占据着十分重要的位置，该技术发挥着不可替代的优势作用。光学图像信息处理技术相较于数字信息处理技术而言在很多方面都具有优势，其优势主要以便捷性，时效性强以及完善程度高为主。现阶段我国图像信息处理技术的主要工作是以研究光学图像信息处理技术为中心开展的。光学图像信息处理技术研究工作的推进不仅可以推进仿真技术研究的发展，还有利于我国光学图像信息处理技术的进一步提升。

1 光学图像信息处理技术基本概念与发展现状

1.1 概念

光学信息处理是以傅里叶变换的透镜效应作为基础，在傅里叶透镜的焦平面对所获得的光学图像进行滤波处理，然后从处理的图像信息中提取自身所需要的有用信息，在提取有用信息的时候可以将无用或者是不需要的信息进行过滤以及抑制，然后再进行图像信息的处理。光学信息处理技术是在傅里叶光学理论的基础上发展起来的，是以傅里叶光学理论作为发展的前提及核心，利用透镜的傅里叶转换产生相应二维图像的空间频谱，进而对光信号进行处理。光学信息处理技术是近几年来才发展起来的一项信息处理技术，发展的时间较为短暂，但其应用范围还是比较广泛。光学信息处理技术在对二维图像的识别、增强以及复原等方面的工作，与此同时，光学信息处理技术还具有许多图像处理功能来帮助人们进行图像识别。白光信息处理技术需要在适当的空间上引入光栅，进而提升空间的相干性，该技术主要是利用微小的光源尺寸来进行提升空间，该项技术在运用过程中既延续原来相干光信息处理系统运算振幅的能力，又不存在相干噪声，灵活性极好。相干光信息处理技术需要以光学频谱作为分析基础对图像信息进行相关的处理，然后综合利用相应的光学理论来进行整体的信息探析。到目前为止，相干光信息处理技术被重点运用在图片边缘的提升等工作事务上。

1.2 光学图像信息处理技术的发展现状

近年来随着光学图像信息提取技术相关的新的理论的引入，光学图像信息技术已逐步成为图像信息提取技术发展领域的热点研究对象，再加之现代科技实力的迅速提升，各大领域对图像信息提取的重视度以及需求度都有所提升，种种方面的提升都将促进图像信息提取技术的进一步发展。而具有较大优势的光学图像信息提取技术也会在此情况下成为各大领域重加利用的对象。光学体系自伽利略望远镜的发明以来一直以成像工具的形象存在，直到纯位相物理观察实验的成功才使人们对光学在图像信息处理中的作用得到了进一步的深入了解。例如，孔径雷达采用光学图像信息处理技术将图像进行处理，转变为信号后向地球进行信息传递，然后再将其转变为图像后呈现在人们的眼前。光学图像信息处理技术具有高时效等优势，与此同时，还可以代替人们去完成一些像自动签名这样类似的工作。

2 光学图像信息处理技术的仿真意义

随着科技水平的提高与发展，世界各国对光学信息处理技术的认识以及研究能力都有了很大的提升，现下的研究人员在前人研究发现的基础上提出了新的研究理论：三维物体识别。与此同时，Alam等研究者提出了傅里叶转换，进而输出相关的图像信息。与此同时，官玖提出了相移技术，该技术在识别图像方便具备极强的性能优势。但是该相移技术在噪声较强的工作环境下，其光能工作效率就会被削弱，与此同时其所具备的优良性能也会受到影响。

3 光学图像信息处理技术的应用

3.1 图像边缘加强

图像边缘加强后会在一定程度上增强图像信息的表达效果，是图像信息更为清晰具体地呈现出来，进而保证人们在看图时可以更加精准地获取图像所要表达的内容，帮助人们更好的读图、识图以及分析图片，图像信息加强现阶段已被广泛地应用于医疗诊断以及军事侦察等多个领域。图像边缘加强技术的基础条件是图像纹理工作的顺利开展。现阶段的图像边缘加强技术在进行图像边缘加强时具有多种方法，目前最为常用的是光栅光学微分以及光学小波转换等方式，采取此类方法来实现对于图像边缘的增强。

3.2 图像增减

图像增减技术在实际的工作运用中是以检测相似图片中的差异性为主要工作目的，以此来帮助研究者掌握自身所研究事物之间的差异，该项技术不仅在工件加工领域发挥着重要的作用，还对医学中的某些病理变化的研究起着重要作用。与此同时，还可以帮助人们进一步加强对自然灾害等问题的了解。相干光学图像信息处理技术主要采用全息法以及散斑法来进行图像的增减。光学图像信息处理技术无论方法怎样不同，其处理图像的本质都是大致相同，其作用都在于促使人们进一步了解光学图像信息处理技术仿真方面的信息，以此来帮助研究者更好的展开研究，促使其在实验中不断完善实验步骤进而提升实验的精准性以及说服力。

3.3 图像识别

图像识别技术是对图像中所要传达的元素进行分析和识别，进而获得图像中所要表达的信息。图像识别技术在我们的日常生活中应用十分广泛，主要应用于人脸识别以及指纹识别，人脸识别技术以及指纹识别技术在各门禁系统中都是很常见的存在。相干光学识别技术是综合利用匹配滤波识别与联合转换识别方面的识别方法来共同完成的图像识别。图像识别技术在保障人们的账户以及隐私安全方面发挥着巨大的作用。

3.4 反差技术调整

反差技术调整主要被应用于对过大或过小图片进行调整，该项技术需要技术人员拥有较强的技术以及工作经验，技术人员在进行工作时需要对感光材料的选取进行高质量地完成 对于使用药剂的药剂量也要高精度的控制，然后在进行添置，从而保证该项技术可以顺利的应用。只有高精度地完成光感材料以及加工药液的配置，才能进一步完善反差调整技术，进而促进相关掩膜技术在仿真试验中的应用。但若想确保反差调整技术能够广泛地开展应用，仍需要技术人员进行反复调整图像反差，测定后确定膜片差。与此同时技术人员加强对于加工药液的配制以及感观材料的调整，在此基础上得到反差图像。

3.5 图像恢复与假彩色编码

图像恢复就是对已经模糊或者完整度不高的图片进行修整，也就是所谓的图片复原，图像复原则是利用相关退化过程的先验知识，去恢复已经模糊退化的图像，将其完整地再现出来。导致图像模糊的原因有很多：其一是由于图片的形成技术过差，导致图片在形成的过程中就不够清晰。其二是由于图像的内容运行与该图片的底片出现了一致的情况；其三则是受到自然条件的制约，例如在进行图片择取的过程中受到了大气干扰。其四就是成像系统内部在进行函数传递的过程中出现了问题。人们最常用的图像复原方法是逆滤波与解卷积的方式来进行图像恢复。例如，人的眼睛对于色彩图片的分辨能力就相较于黑白图像要高出很多，可以直接从15～20个等级的黑白图像中的灰度变化的分辨度提升至几百个等级的分辨度，因此，对于图像的识别，为了保证人们可以更好地识别图像中所提供的信息，技术人员就要将黑白图像进行转化，将其转化为彩色图像，以此方式来使图像呈现出更加具体明确的信息特征，具体的特征的呈现可以帮助工作人员更好地进行信息的提取进而保证信息衔接的精准度更高。对于假彩色编码就是指工作人员将黑白图像以编码的形式转化为彩色图像的具体编制过程，假彩色编码在实际的生活应用中主要被用于军事识别以及工作的分析之中。彩色编码则是利用编码的方法将黑白图像的灰度图像不同彩色色调转换的一个过程，该技术属于一种色彩加强技术，主要是为了加强人们眼睛的目视判读效果，其中最为常见的技术当属目视分割技术。

4 彩色增强技术

4.1 多光谱彩色合成

将两张或者两张以上的影像进行叠加进而将其合二为一或者合多为一的过程被称为多光谱彩色图像合成，该技术主要是将不同波段的影像进行合成。多光谱彩色合成主要包含了以下几种方法：其一为仪器合成，仪器合成顾名思义就是利用相应的合成仪器对所要加工的图片进行合成；其二为分层曝光彩色合成。该方法主要是通过将颜色（红、蓝、绿）多光谱负片放置于彩色放大机上然后对其进行分次（三次）曝光；其三为染印法彩色合成。该方法的实现途径是通过彩色减色的方法来完成彩色合成。该技术主要采用黄、品、青三种染料以多光谱负片拷贝为基础，然后在此基础上对图片进行染色最终促使图像的形成。

仪器合成：采用仪器合成的图像主要是通过光谱彩色合成技术，该技术分为加法合成与减法合成两个类别，其中的加法合成则是需要技术人员采取同步的方法对图像进行彩色合成，减法合成则是将不同波段的黑白透明单片按照先后的顺序依次放置于投影仪，然后在不同颜色的滤光片的配合下完成彩色合成。

分层曝光彩色合成法：因为要保证三个不同滤光的影像在图像彩色获取的进度可以保持一致，所以该技术的应用对技术操作人员的专业知识素养的标准极高，只有技术操控人员的专业素养具备充分才能保证彩色合成的顺利进行。

染印法彩色合成：该技术主要是通过利用多光谱彩色合成技术中的减法合成技术合成。

4.2 彩色密度分割法

彩色密度分割法主要是将单波段的黑白遥感图像在彩色分割仪器的作用下将其依照其亮度层次划分出等级，将不同亮度级赋予不同的等级层次后将其表达出来进而形成彩色图像。但是密度分割法中的彩色多是人为地设定，并且具有较高的可变度，因此其图片颜色与真实的物象颜色之间存在着较大的差距，其图像中的色彩被称为图片色，意思就是颜色仅存于图片中，现实中真实的实物颜色与图片中是不相符的。因此密度分割法下所呈现的颜色被称为伪彩色变换。伪彩色变换的图像中所呈现的颜色多为人为设定，因此该转换下所呈现的图片会带有一定的人为主观的判断。

5 光学图像信息处理技术仿真的未来趋向

随着社会的进步以及我国科技实力的不断增强，光学图像信息处理技术的应用范围也越加广泛，与人们的生活实际中的关联也越加紧密。例如，在进行银行卡绑定的时候，就会出现人脸识别这一到程序，以此来保障用户的账户安全。到目前为止，现实生活中最为常见的光学图像信息扫描技术为摄影光学系统与计算机的图像传输。综上而言，虽然现阶段光学图像信息处理技术已经被广泛地应用于人们日常生活的多个领域，但是计算机系统储量过大的问题仍然对图像信息识别的速度以及图像识别的精准度等方面有着较大的影响。因此，人们只有不断的引入先进的科学技术，并不断地对现有的光学图像信息处理技术进行改进，逐步克服计算机系统储量过大的问题。只有克服了光学图像信息处理过程中的种种问题，才能保证光学信息处理的图像信息处理的精准度以及时效性，才能推进光学图像信息处理技术的进一步发展。

光学信息处理技术现已成为图像信息处理技术中不可或缺的重要图像提取手段，该技术相较于其他的图像信息处理技术拥有着并行高速等多方面不可替代的优势作用，因此，该技术在未来的信息提取中将会拥有良好的发展前景，其发展的态势是非常可观的。

6 总结语

综上所述，光学信息处理技术处理图像信息的方法具有多样性的特点，也因此涉及到了人们实际日常生活以及工作中的各个领域。光学图像信息处理技术在医学、军事以及我国其他的重要领域的应用也是十分重要的，并且发展前景也十分不错。但是计算机系统等方面的问题仍对我国光学信息处理技术处理图像信息的时效性以及精准度有着较大的影响，因此，研究者只有不断的完善计算机的处理系统并提高相关识别技术，并采取光学的方式对其加以补偿，才能克服计算机所带来的问题。由此可见，光学图像信息技术的处理的发展仍需要研究者不断的进行努力，不断的引入先进的科学技术来提升光学图像信息处理技术。只有对该技术进行不断地研究，才能推进光学图像信息处理技术在仿真这一方面的进步。