《1 前言》
1 前言
图像是各种观测系统以不同形式和手段去感知客观世界而获得的、可以直接或间接作用于人的视觉系统的实体
本文给出图像工程新学科的较全面定义, 并通过对其内涵外延的较系统阐述, 对其理论和应用的较科学分类, 以进一步建立和推动它的发展。另外本文结合5年来对我国图像工程方面有关文献统计的综述系列
《2 图像工程的定义和内容》
2 图像工程的定义和内容
图像工程是一个系统地研究运用整个图像领域各种理论, 技术和设备的交叉学科。根据抽象程度和研究方法等的不同, 图像工程目前主要可分成紧密联系又有区别的三个层次:图像处理, 图像分析和图像理解
图像工程是一个系统地研究各种图像理论、技术和应用的新的交叉学科;它的研究方法与数学、物理学、生理学、心理学、电子学、计算机科学等学科密切相关, 它的研究范围与计算机图形学、模式识别、计算机视觉等专业学科, 它的研究进展与人工智能、神经网络、遗传算法、模糊逻辑等理论技术, 有着不可分割的联系且覆盖面也有所重合
图1首先进一步点明了图像工程三个层次各自不同的输入输出内容, 其次图示了与计算机图形学, 模式识别, 计算机视觉等相关学科的关系。以上各学科都得到了包括人工智能, 神经网络, 遗传算法, 模糊逻辑等新理论新技术的支持。
《3 图像工程理论和技术的分类》
3 图像工程理论和技术的分类
图像工程覆盖了图像领域的各种理论和技术, 它的三个层次每个都包含不同的内容, 它的技术应用也可分成多个方面。表1给出图像工程理论和技术的详细分类方案
《4 国内图像工程文献统计》
4 国内图像工程文献统计
近五年来, 从图像工程分类的角度出发对我国一些重要的相关期刊中有关图像工程文献发表的情况逐年进行了统计和综述
表2给出对近5年文献进行选取和分大类的结果, 其中综述评论 (SA) 指概括图像处理/分析/理解, 或综合新技术类的论文, 这是根据文献特点
Table 1 Detailed classification of theories and techniques in image engineering
《表1》
| 大 类 | 小 类 |
| IP:图像处理 | P1:图像采集、获取及存储 |
| P2:图像重建 | |
| P3:图像滤波、增强、恢复 | |
| P4:图像压缩编码 | |
| IA:图像分析 | A1:边缘检测、图像分割 |
| A2:目标表达、描述、测量 | |
| A3:目标分析 | |
| A4:目标检测、识别和分类 | |
| IU:图像理解 | U1:图像配准、匹配和融合 |
| U2:3-D 表示、建模、场景恢复 | |
| U3:图像解释、推理 | |
| TA:技术应用 | T1:系统、硬件 |
| T2:通信、视频 | |
| T3:文档 (文字, 数字, 符号等) | |
| T4:生物、医学 | |
| T5:遥感、测绘 | |
| T6:其它 (不在以上各应用类) |
Table 2 Selection and classification of image engineering publications for the last five years
《表2》
| 年度 | 论文总数 | 选取总数 | 选取率/% | 图像处理 | 图像分析 | 图像理解 | 技术应用 | 综述评论 |
| 1995 | 997 | 147 | 14.7 | 35 (23.8%) | 52 (35.4%) | 14 (9.52%) | 46 (31.3%) | |
| 1996 | 1 205 | 212 | 17.6 | 52 (24.5%) | 72 (34.0%) | 30 (14.2%) | 55 (25.9%) | 3 (1.42%) |
| 1997 | 1 438 | 280 | 19.5 | 104 (37.1%) | 76 (27.1%) | 36 (12.9%) | 60 (21.4%) | 4 (1.43%) |
| 1998 | 1 477 | 306 | 20.7 | 108 (35.3%) | 96 (31.4%) | 28 (9.15%) | 71 (23.2%) | 3 (0.98%) |
| 1999 | 2 048 | 388 | 18.95 | 132 (34.0%) | 137 (35.3%) | 42 (10.8%) | 73 (18.8%) | 4 (1.03%) |
| 小计 | 7 165 | 1 333 | 431 (32.3%) | 433 (32.5%) | 150 (11.3%) | 305 (22.9%) | 14 (1.05%) | |
| 平均 | 1 433 | 267 | 18.60 | 86 | 87 | 30 | 61 | 2.8 |
所设的。另外分类栏中括号内为该类文献数量在总选取文献数量中所占的比例。
从表2的统计数据可以看出:
a.五年来无论是这些刊物上的论文总数还是有关图像工程的论文选取总数都是逐年增长的。这既表明这些刊物近年来在不断发展, 也表明图像工程的研究和应用在我国不断发展。
b.这十五种刊物 (见表3) 分属许多学会, 专业覆盖面是非常宽的, 有关图像工程的文献选取率接近1/5表明图像工程的研究和图像技术的应用已得到了广泛的重视。
c.从各大类文献五年平均数量来看, 图像处理和图像分析各占30%多, 它们是图像工程目前发展的主体。相对来说, 图像理解方面的研究还有待加强。
表3给出对各刊五年来图像工程文献的刊载情况和分大类统计结果, 表3中各刊的选取比例是该刊与图像工程有关论文数在该刊所发表论文总数中所占的比例, 而各刊的论文比例为该刊与图像工程有关论文数在所有十五种期刊发表的图像工程论文总数中所占的比例。
Table 3 List of image engineering publications for different journals
《表3》
| 期刊名称 | 选取 | 论文 | 选取 | 选取比例 | 分类 | 论文比例 | ||||||
| 期数 | 总数 | 数量 | / % | 排序 | IP | IA | IU | TA | SR | / % | 排序 | |
| CT理论与应用研究 | 20 | 229 | 22 | 9.61 | 12 | 18 | 1 | 3 | 1.65 | 15 | ||
| 测绘学报 | 20 | 271 | 37 | 13.65 | 8 | 8 | 19 | 4 | 6 | 2.78 | 12 | |
| 电子测量和仪器学报 | 20 | 256 | 23 | 8.98 | 14 | 6 | 4 | 13 | 1.73 | 14 | ||
| 电子科学学刊 | 30 | 662 | 69 | 10.42 | 10 | 29 | 21 | 5 | 14 | 5.18 | 8 | |
| 电子学报 | 28 | 967 | 145 | 14.99 | 7 | 61 | 49 | 17 | 18 | 10.88 | 3 | |
| 计算机学报 | 60 | 836 | 104 | 12.44 | 9 | 29 | 40 | 20 | 15 | 7.80 | 4 | |
| 模式识别与人工智能 | 21 | 347 | 148 | 42.65 | 2 | 20 | 75 | 23 | 29 | 1 | 11.10 | 2 |
| 数据采集与处理 | 20 | 437 | 75 | 17.16 | 6 | 26 | 16 | 8 | 24 | 1 | 5.63 | 7 |
| 通信学报 | 46 | 775 | 79 | 10.19 | 11 | 42 | 8 | 1 | 28 | 5.93 | 5 | |
| 信号处理 | 20 | 317 | 79 | 24.92 | 3 | 29 | 26 | 3 | 21 | 5.93 | 5 | |
| 遥感学报 | 20 | 242 | 49 | 20.25 | 4 | 9 | 7 | 3 | 30 | 3.68 | 10 | |
| 中国生物医学工程学报 | 20 | 329 | 30 | 9.12 | 13 | 11 | 2 | 17 | 2.25 | 13 | ||
| 中国体视学和图象分析 | 16 | 218 | 40 | 18.35 | 5 | 6 | 17 | 3 | 13 | 1 | 3.00 | 11 |
| 中国图象图形学报 | 42 | 563 | 369 | 65.54 | 1 | 124 | 125 | 44 | 65 | 11 | 27.68 | 1 |
| 自动化学报 | 30 | 716 | 64 | 8.94 | 15 | 13 | 23 | 19 | 9 | 4.80 | 9 | |
从表3的统计数据可以看出:
a.各刊的选取比例代表了刊内有关文献的相对频度, 即有关文献数量与总文献数量的比率, 它在一定程度上反映了翻阅该刊可能获得有用信息的概率。由表中的选取比例和排序可见, 《中国图象图形学报》的选取比例最大 (达到约2/3, 即登3篇文章有2篇与图像工程有关) , 接下来是《模式识别与人工智能》, 其选取比例接近1/2。
b.各刊的论文比例代表了刊间有关文献的相对集中度, 即该刊上登载的有关文献数量与所有十五种刊物上有关文献总数量的比率, 它在一定程度上体现了该刊对图像工程的贡献。由表3中各刊的论文比例可见, 排在前三位的《中国图象图形学报》, 《模式识别与人工智能》和《电子学报》合起来就占了全部文献的1/2。这种分布与文献离散律
《5 结束语》
5 结束语
本文对图像工程这一个新学科的内涵外延给予了较全面的阐述, 对它与其它相近学科的关系进行了讨论。本文在对图像工程理论和技术分类的基础上, 结合近5年对我国图像工程的逐年综述, 介绍了图像工程在我国发展的动态和有关文献的分布。这给出了图像工程在中国不断发展前进的“图像”, 对制定发展方向和策略提供了有用的信息和依据。
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