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1、3110101779 谢文刚颜色信息技术的应用与发展 摘要: 我们生活在这个信息化的时代，什么东西都是非常先进的。手边的手机、电视、电脑等都可以让我们轻松获取各种信息，而其中最重要的信息就是图片和视频，现在科技让我们的图像收集、处理、传递、显示能够做的非常好，从而得到惟妙惟肖的图片数据信息，并且已经扩展到了3d图像技术。随着科学的研究，我们对颜色信息的了解也取得了飞速的发展，在颜色的度量、分析、复原方面也有了显著的提高。在这里，我将基于各种先进的技术对图片处理显示做出一个大致的阐述。我们知道现在基于颜色工程的图片技术已经相当成熟，在我们的航空航天、生物医学、信息通信、工程工业以及每个人的日常生
2、活中都有非常广泛的应用。关键字：图像处理 颜色度量 图像显示技术 3D图像技术 发展与应用对身边的五颜六色的事物，我们眼睛可以直接采集到，通过视网膜将信息传递到大脑，而我们图像处理技术也是一个采集再现过程。现在的图像处理(image processing)就是用计算机对图像进行分析，以达到所需结果的技术。又称影像处理。基本内容：图像处理一般指数字图像处理。数字图像是指用数字摄像机、扫描仪等设备经过采样和数字化得到的一个大的二维数组，该数组的元素称为像素，其值为一整数，称为灰度值。图像处理技术的主要内容包括图像压缩，增强和复原，匹配、描述和识别3个部分。常见的处理有图像数字化、图像编码、图像增强
3、、图像复原、图像分割和图像分析等。图像处理一般指数字图像处理。一：国内外发展现状近年来，数字图像处理科学发展有越来越大的进步，在20世纪60年代随着计算机技术以及VL的发展而产生，发展至今已取得了巨大的成就，以前只是对一些简单图像的收集再现，而如今对改善图像质量从而改善人们的视觉效果上做出了比较多的努力，也得到了明显的提升。图像的增强、复原、编码、压缩等每一个步骤都有了极大的改善。所以在各个领域也有了非常大的影响，如拍摄宇宙空间照片、遥感、生物医学、军事领域等。而如今现在的图像处理不仅仅在简单的图像收集处理传递了，而且现在在人脸识别、指纹识别方面也是利用了图像处理技术。 在色彩表现方面，现在主
4、要是LCD的显示技术。LCD重要的当然是的色彩表现度。我们知道自然界的任何一种色彩都是由红、绿、蓝三种基本色组成的。LCD面板上是由1024768个像素点组成显像的，每个独立的像素色彩是由红、绿、蓝(R、G、B)三种基本色来控制。大部分厂商生产出来的液晶显示器，每个基本色(R、G、B)达到6位，即64种表现度，那么每个独立的像素就有646464=262144种色彩。也有不少厂商使用了所谓的FRC(Frame Rate Control)技术以仿真的方式来表现出全彩的画面，也就是每个基本色(R、G、B)能达到8位，即256种表现度，那么每个独立的像素就有高达256256256=16777216种色
5、彩了。二：发展应用与前沿技术和技术动态如今我们在电影院可以戴上3D眼镜享受更加真实的3D电影，就好像自己身临其境一样，3D照片也是随处可见，3D图像就是利用人眼双眼视觉，分别采集左眼和右眼的图像信息，然后通过3D软件合成，观察者再戴上3D眼镜就可以清楚直观的观察3D影像了。3D眼镜分别有3D红绿眼镜、3D偏振眼镜来达到透光目的，现在技术已经十分成熟。人脸识别技术是基于人的脸部特征，对输入的人脸图象或者视频流，首先判断其是否存在人脸 , 如果存在人脸，则进一步的给出每个脸的位置、大小和各个主要面部器官的位置信息。并依据这些信息，进一步提取每个人脸中所蕴涵的身份特征，并将其与已知的人脸进行对比，从
6、而识别每个人脸的身份。人脸的识别过程一般分三步：(1)首先建立人脸的面像档案。即用摄像机采集单位人员的人脸的面像文件或取他们的照片形成面像文件，并将这些面像文件生成面纹(Faceprint)编码贮存起来。(2)获取当前的人体面像。即用摄像机捕捉的当前出入人员的面像，或取照片输入，并将当前的面像文件生成面纹编码。(3)用当前的面纹编码与档案库存的比对。即将当前的面像的面纹编码与档案库存中的面纹编码进行检索比对。上述的“面纹编码”方式是根据人脸脸部的本质特征和开头来工作的。这种面纹编码可以抵抗光线、皮肤色调、面部毛发、发型、眼镜、表情和姿态的变化，具有强大的可靠性，从而使它可以从百万人中精确地辩认
7、出某个人。人脸的识别过程，利用普通的图像处理设备就能自动、连续、实时地完成。如今人脸识别的成功率已经是非常的高了。指纹识别也是和人脸识别一样，都是属于生物特征识别利用图像处理技术与生物统计学原理于一体，利用计算机图像处理技术从视频中提取人像特征点，利用生物统计学的原理进行分析建立数学模型,即人脸特征模板。利用已建成的人脸特征模板与被测者的人的面像进行特征分析，根据分析的结果来给出一个相似值。通过这个值即可确定是否为同一人。，是现在研究的一大热门。LCD液晶显示技术在最近十年内成为了市场中的主流，LCD （ Liquid Crystal Display 的简称）液晶显示器。LCD 的构造是在两片
8、平行的玻璃基板当中放置液晶盒，下基板玻璃上设置TFT（薄膜晶体管），上基板玻璃上设置彩色滤光片，通过TFT上的信号与电压改变来控制液晶分子的转动方向，从而达到控制每个像素点偏振光出射与否而达到显示目的。它已经完全代替了传统的CRT显像管技术，并且在平板电视、桌面及商用大屏显示器、手机平板电脑、数码相机等诸多设备中都能够看到液晶屏幕的身影。而在这数十年的时间中，液晶显示技术自身也在不断升级，不论是液晶面板还是IC芯片部分都有了很多改善，尤其是在如今智能手机与平板电脑盛行的今天，这类小尺寸液晶面板由于对制造工艺与成本的要求相对更低，因此它们也是新型显示技术的实验场，如下一代显示技术OLED最初就是
9、在手机中实现大规模量产，随后才开始出现在平板电视中。OLED，即有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode），又称为有机电激光显示（Organic Electroluminesence Display, OELD）。OLED显示技术具有自发光的特性，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光，而且OLED显示屏幕可视角度大，并且能够显著节省电能，从2003年开始这种显示设备在MP3播放器上得到了广泛应用，OLED屏幕具备了许多LED不可比拟的优势，因此它也一直被业内人士所看好。现在很火的谷歌眼镜，它的续航是一个问题，一般只有5个小时左
10、右，在一直工作情况下也最多能达到5小时，OLED在显示与节能方面可能会给谷歌眼镜带来更好的改进。 显示技术的分辨率也是一个极为激烈的战场。超高清分辨率成为了最热门的技术，在苹果iPhone4手机的高分辨率“Retina”显示屏问世后，各大厂商开始不断提升屏幕的分辨率，而战火也一直延续到了今年。不论是手机、平板电脑、显示器还是平板电视，它们的屏幕分辨率都在不断提升，其中在电视领域4K2K超高清分辨率已经开始逐渐普及，而在手机中搭载2K超高清屏幕的产品已经发布，不过这些小尺寸移动应用产品液晶显示面板的制造其实在很多方面都比大尺寸液晶显示面板制造更具挑战，如何保证更高的良品率和可靠性是液晶面板厂需要
11、面对的问题。 图像处理的关键是特征提取。比较常见的基本特征包括：1. 亮度：研究的已经十分成熟，发展空间不大。2. 色彩：主要是色彩恒常性问题，即如何在不同的光照条件保持色彩的不变性。目前很多研究将目光转向人的视网膜和视觉皮层对色彩的感知机理。3. 形状：轮廓在几何变化中的不变性特征，目前仿射不变性基本解决，但三维视角下的形状变化仍然是个瓶颈。4. 纹理：局部特征与全局表征之间的结合，SIFT，SURF，各种wavelet对于局部特征的描述能力已经足够强，但如何将他们组合在一起保证对整体目标的表征能力仍然有待解决。三：研究难点与问题如今在成像速度上有比较明显的滞后，在比较大型复杂的电路中，速度
12、的提高是比较大的挑战，我们使用相机拍照可以感觉到明显的滞后现象。对光线的要求也有些高，在夜晚使用一般照相机也可以观察到一些较为明显的斑点。在人脸识别技术方面，基于算法的图像处理，采集的人脸可能因为所处的环境不一样，而导致不能正确识别也是有一定的几率的。这些都是现在显示技术面临的问题与挑战。四：个人小结现在基于颜色信息工程而发展的技术越来越快，身处这个信息化的时代，我们的生活完全离不开身边的信息，在几百年前或者几十年前看上去完全绝对不可能的事情在今天都发生了，我们身处异地都能和亲人朋友见面聊天，在任何一个角落就能得到来自世界的图像信息。而且现在的发展让这种信息是十分的逼真，基于颜色学科的各种技术发展，早已成为我们必须努力研究的方向。我们只有精益求精，不断的探索新的领域，解决新的困难，以后也会达到另外一个现在想都不敢想的世界。或许在几十年后，我们现在的视频通话可以换成3d立体通话，我可以就在我面前看到一个几乎接近真实的远在异地的朋友，虽然无法触摸到他，想想就觉得十分的激动。但是这些颜色图像技术还需要我们的努力与不断探索的精神。参考文献：1、数字图像处理技术现状与展望 刘中合，王瑞雪，王锋德2、人脸识别技术3、2014年显示技术趋势