圖像信息系統

圖像信息系統是指以圖像信息為對象的一種控制和管理系統。圖像信息系統的目的是控制和管理圖像輸入設備、圖像處理器、圖像輸出設備、圖像存儲系統和圖像通信接口，以提供一個能為廣大用戶方便使用的圖像數據集合。

基本介紹

• 中文名：圖像信息系統
• 外文名：Image information system 
• 起源時間：20世紀90年代
• 組成：圖像輸入設備、圖像處理器等
• 套用：辦公室信息系統、醫學信息系統等
• 涉及領域：計算機科學

發展歷程

圖像信息系統隨著技術的進步經歷了三代。

1.模擬時代(第一代)

模擬時代的視頻是以模擬方式進行模擬處理的。

2.半數字時代(第二代)

半數字時代的視頻是以模擬方式採用同軸電纜進行傳輸由多媒體控制主機或硬碟錄像主機(DVR)進行數字處理與存儲。

3.全數字時代(第三代)

全數字時代的視頻是頻從前端圖像採集設備輸出時即為數位訊號，並以網路為傳輸媒介，基於網路TCP/IP協定，採用流媒體技術實現視頻在網上的多路復用傳輸，並通過設在網上的網路虛擬(數字)矩陣控制主機(IPM)來實現對整個監控系統的指揮、調度、存儲、授權控制等功能。此外報警、門禁、巡更等前端設備輸出的數位訊號也可由多網合一的方式通過網路復用進行傳輸並在同一平台上進行管理與控制。

現今圖像信息系統已經步入了全數字時代。這將徹底打破“閉路電視系統”模擬方式的結構，從根本上改變了圖像信息系統從信息採集、傳輸處理、系統控制的方式和結構形式。

工作原理

首先把想要告訴對方的視覺信息客觀化(符號化)，然後把符號變換成物理存在的信號並按後續的通信線路便於處理的形式編碼(信號化)，例如用攝像管把光像轉換成電信號等。圖像信號再經過廣義通信線路(諸如傳輸、記錄、處理信號的裝置)處理後送往接收端。在接收端，通過解碼把信號作為可視的空間圖像來顯示，進而引起接受者的感覺和知覺。最後收信者(資訊理論稱其為信宿)把引起的感覺、知覺和過去的學習、記憶相對照，從而認識信息源的內容或者刺激情緒。

組成

像信息系統研究方面的新進展是在各種新技術的推動下取得的，其中新型的硬體設備包括下述幾種。

(1)圖像輸入設備

高解析度掃描器，其解析度自每英寸①數百線到每英寸一二千線，而且還有不少價格低廉的輸入設備，如檔案掃描器、電視攝像數位化器等，它們可與小型機和微型機連線。

圖像信息系統方框圖

(2)圖像處理器

自成系統的圖像處理器，本身包括有微處理器和陣列處理器，而且可以與大多數小型機連線，它們的處理功能包括逐象素處理、空問卷積、變焦、旋轉、浮點矢量/陣列處理、平滑、增強等。這些價格低廉的圖像處理器意味著以前需用大量計算時問的圖像處理和信號處理的任務，可以放到這些處理器上，以較有效的方式完成，而且可採用體系結構上的高度並行化來進一步提高運行速度。

(3)圖像輸出設備

高解析度的彩色圖形光柵顯示，色彩多而可調，能滿足高質量的圖像圖形輸出的要求。高分辨雷射印表機和繪圖儀則可用於產生硬拷貝。

(4)圖像存儲系統

錄像盤技術提供了建立和維持不可擦除的圖像資料庫的手段，使用縮微膠片存儲和檢索大量圖像的研究又重新興起。用小型機存儲縮微膠片的地址和關鍵描述，以控制對某一特定檔案的檢索，這樣的電子檔案系統也可以用以建立和維持圖像資料庫系統。

(5)計算機通信網路

除上述硬體和系統之外，在數據通信方面的最新進展，特別要提到寬頻局部地區網路，它提供了連線多個工作站進行多介質(語言、數據和圖像)通信的手段。

由於這些技術上的進展，現在有可能以不太昂貴的價格集成一個圖像信息系統。

性能要求

一個理想圖像信息系統的主要特性如下。

1)圖像輸入。攝取或數位化光學圖像的方法，圖像可以在紙上或膠片上，也可以通過照相機輸入。

2)圖像編輯。改變數字圖像內容的方法，以及以人機互動的方式或自動的方式生成新圖像，去除舊圖像。

3)圖像處理。圖像增強、邊緣檢測、紋理分析、分割和模式識別，以及以數字或光學手段進行圖像變換。

4)圖像存儲。圖像的格式化、編碼和解碼、數據結構化、索引等，以便把圖像數據存儲在給定的存儲介質中。

5)圖像檢索。使用索引或更靈活的相似檢索技術，或以某種查詢語言來從圖像資料庫中檢索圖像。

6)圖像輸出。顯示圖像，獲得圖像硬拷貝，可能的話獲得合成圖像和部分圖像。

7)圖像通信。將圖像傳輸到另一個地方的計算機中或另一個工作站去。

套用領域

1．第五代計算機系統

第五代計算機系統是知識信息處理系統，它以一系列新的理論和技術作為基礎，以期克服傳統計算機所固有的技術限制。在這些系統中，機器智慧型將有很大的進展，人機互動將更接近人類之間的互動。智慧型用戶接口的功能包括理解語音、圖像和自然語言等能力，同時在很多諸如實時符號語言理解等新的套用領域，還是很需要能進行圖像通信和圖像理解的智慧型用戶接口。

2．辦公室信息系統

絕大多數辦公室自動化系統，都能處理檔案和表格。檔案和表格的某些部分，例如簽字、照片、特殊符號等，需要用自然圖像的表示方式。由於檔案經常包括文字和圖形，有些時候，將它作為圖像來處理更為合適。這些檔案圖像需要產生、編碼、編輯、存儲、檢索和傳輸。辦公信息系統是使用局部地區網路的分散式系統，在該系統中，圖像通信和多介質通信處於一種非常重要的地位。

3．計算機輔助設計系統

計算機輔助設計系統是一個重要的圖像資料庫套用領域。計算機輔助設計和計算機輔助製造中資料庫的設計與圖像資料庫設計緊密相關，因此日益引起人們的重視。

4．圖像理解系統

圖像理解系統一直受到與防務有關的工業界的重視。近來，重視圖像理解系統的工業已不僅是防務，而且擴展到了諸如航天工業、半導體工業等其他工業部門，對於一個完善的圖像理解系統，在設計時應綜合圖像理解、知識庫和圖像信息操縱這3部分。

5．計算機集成生產系統

圖像資料庫的有用之處在於不僅因為它有套用需求，而且它也可以作為描述其他資料庫的工具。

6．醫學信息系統

醫學信息系統是發展最迅速的套用領域之一。它集局部地區網路、先進的工作站和先進的圖像處理器之大成，提供服務於醫院或醫療服務所的一體化環境。醫學圖像檔案和通信系統要求設計具有靈活的用戶接口和圖像通信能力的一個完善的圖像信息系統。