基于形態(tài)變換的圖像增強(qiáng)方法研究

1、基于形態(tài)變換的圖像增強(qiáng)方法研究    摘 要 基于數(shù)學(xué)形態(tài)變換理論與方法，針對(duì)低信噪比的小目標(biāo)、點(diǎn)目標(biāo)圖像，通過膨脹、腐蝕、開、閉等基本形態(tài)變換及其組合變換，實(shí)現(xiàn)低信噪比的圖像的濾波，去除噪聲；提取信號(hào)峰值，實(shí)現(xiàn)微弱信號(hào)的放大和增強(qiáng)，提高圖像的識(shí)別特征。理論分析和試驗(yàn)結(jié)果表明該算法對(duì)低信噪比的熒光圖像有很強(qiáng)的適應(yīng)性，可用于生物醫(yī)學(xué)熒光圖像的處理。     關(guān)鍵字 圖像處理，濾波，形態(tài)學(xué)      0  引言     在同一幅圖像中，如果

2、存在低信噪比的小目標(biāo)、點(diǎn)目標(biāo)，不同目標(biāo)的灰度值跨越很大，使得圖像的分割算法變復(fù)雜1-4。如能有效增強(qiáng)圖像中的信號(hào)強(qiáng)度，提高圖像的對(duì)比度，則圖像的分割變得簡(jiǎn)單，可以更容易地識(shí)別信號(hào)與背景。     本文基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法，利用膨脹、腐蝕、開、閉等基本形態(tài)變換運(yùn)算的特點(diǎn)5，討論利用這些基本變換提取圖像中的信號(hào)強(qiáng)度極值的原理，提出了基于形態(tài)基本變換的圖像濾波、增強(qiáng)處理方法，該方法簡(jiǎn)單、直觀；試驗(yàn)結(jié)果表明該方法的有效性。 1  數(shù)學(xué)形態(tài)變換原理     根據(jù)數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)理論，對(duì)數(shù)字圖像f (x )和結(jié)構(gòu)元素B，有以下論述6： 

3、0;   設(shè)f 為一幅數(shù)字灰度圖像，f : D f T f ，D f Z2 ，T f Z，Z2為二維離散空間。圖像 f = f(x) 表示 x = (i, j)處的灰度，結(jié)構(gòu)元素B為Z2上的一個(gè)有限子集，關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱。在此基礎(chǔ)上可定義對(duì)f 關(guān)于結(jié)構(gòu)元素B 的形態(tài)腐蝕運(yùn)算，記為B                          

4、                        (c) B ( f ) 圖1        膨脹、腐蝕形態(tài)變換是極值替換運(yùn)算，是在結(jié)構(gòu)元素范圍內(nèi)按灰度極大值、極小值進(jìn)行替換：取結(jié)構(gòu)元素內(nèi)像素的灰度最大、最小值，將該范圍內(nèi)所有像素灰度替換為該極大、極小值；對(duì)膨脹而言，是極大值替換，對(duì)腐蝕而言，是極小值

5、替換。從上述運(yùn)算定義來看，其實(shí)質(zhì)是一種極值濾波運(yùn)算，它們的組合運(yùn)算開、閉運(yùn)算也必然具有濾波功效。 2 基于形態(tài)變換的圖像增強(qiáng) 2.1 圖像濾波     形態(tài)開、閉運(yùn)算的性質(zhì)表明：這兩種運(yùn)算具有極值濾波功能，開運(yùn)算對(duì)信號(hào)平滑；閉運(yùn)算去除谷底值。選擇合適的結(jié)構(gòu)元素，依次對(duì)被處理對(duì)象開、閉運(yùn)算，能實(shí)現(xiàn)濾波。開運(yùn)算可消除散點(diǎn)和毛刺，對(duì)信號(hào)平滑；閉運(yùn)算通過選擇適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)元素，可將兩個(gè)臨近目標(biāo)連接起來，或者得到某些外部輪廓線。開運(yùn)算增大了谷值，擴(kuò)展了峰頂；閉運(yùn)算減少了峰值，加寬了谷域；前者是極大值濾波，后者是極小值濾波，結(jié)構(gòu)元素B相當(dāng)于濾波窗口。  （一）我國(guó)商業(yè)銀

6、行創(chuàng)新內(nèi)審制度和模式的意義 1.有利于我國(guó)商業(yè)銀行盡快與國(guó)際商業(yè)銀行的慣例接軌?？v觀國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家的商業(yè)銀行無不具有一個(gè)相對(duì)獨(dú)立、較高權(quán)威、強(qiáng)有力的內(nèi)部審計(jì)監(jiān)督體系。加入WTO后，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)更加規(guī)范也更加激烈。商業(yè)銀行作為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的主體，欲在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地，務(wù)必要加強(qiáng)企業(yè)管理，特別是隨著2006年我國(guó)入世承諾期結(jié)束的臨近，各級(jí)商業(yè)銀行為了逐步與國(guó)際慣例接軌，提升核心競(jìng)爭(zhēng)力，關(guān)鍵就是要建立健全銀行公司治理，而強(qiáng)化商業(yè)銀行內(nèi)部審計(jì)管理與控制、發(fā)揮內(nèi)審增值作用是其中一個(gè)很重要的因素。 2.有利于加強(qiáng)商業(yè)銀行內(nèi)部營(yíng)運(yùn)資金管理。風(fēng)險(xiǎn)和收益是商業(yè)銀行經(jīng)營(yíng)管理面臨的最主要問題，高風(fēng)險(xiǎn)高收益、低風(fēng)險(xiǎn)低收

7、益，商業(yè)銀行要取得高收益，就必須面對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)，而能否承擔(dān)高風(fēng)險(xiǎn)則取決于風(fēng)險(xiǎn)管理能力。巴塞爾ll的核心內(nèi)容是全面提高風(fēng)險(xiǎn)管理水平，即準(zhǔn)確地識(shí)別、計(jì)量和控制風(fēng)險(xiǎn)，反映了當(dāng)今世界先進(jìn)的風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)和監(jiān)管理念與實(shí)踐，風(fēng)險(xiǎn)管理在商業(yè)銀行居于十分重要的地位。因此，開展以風(fēng)險(xiǎn)為導(dǎo)向的內(nèi)部增值型審計(jì)，是現(xiàn)代商業(yè)銀行經(jīng)營(yíng)管理中內(nèi)在的必然要求，也是推動(dòng)和促進(jìn)商業(yè)銀行不斷提高經(jīng)營(yíng)管理水平的有效手段。 3.有利于提高商業(yè)銀行的經(jīng)濟(jì)效益。市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的激烈競(jìng)爭(zhēng)促使銀行向管理要效益。世界上先進(jìn)的現(xiàn)代內(nèi)部審計(jì)增值型審計(jì)，主要是對(duì)商業(yè)銀行經(jīng)營(yíng)管理各方面的政策、規(guī)定的完善性和有效性進(jìn)行評(píng)價(jià)，包括預(yù)測(cè)與決策、計(jì)劃與組織、協(xié)調(diào)與調(diào)整、拓

8、展與創(chuàng)新、監(jiān)督與考核等多項(xiàng)內(nèi)容，并針對(duì)管理中的薄弱環(huán)節(jié)提出具有針對(duì)性、建設(shè)性的意見和建議，目的是確保利潤(rùn)的最大化，使商業(yè)銀行的資源得到最經(jīng)濟(jì)和最高效使用。因此，內(nèi)部增值型審計(jì)對(duì)于商業(yè)銀行降低成本、挖掘內(nèi)部潛力、提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要的促進(jìn)作用。 （二）內(nèi)審制度和模式創(chuàng)新的具體實(shí)現(xiàn)途徑 由上可知，商業(yè)銀行內(nèi)部審計(jì)工作是商業(yè)銀行改革和發(fā)展取得順利進(jìn)行的重要保障，是整個(gè)商業(yè)銀行工作必不可少的組成部分，對(duì)商業(yè)銀行各項(xiàng)業(yè)務(wù)正常發(fā)展具有重要的意義。隨著商業(yè)銀行業(yè)務(wù)逐步向多功能、立體化方向發(fā)展，傳統(tǒng)業(yè)務(wù)、新興業(yè)務(wù)齊驅(qū)并進(jìn)，內(nèi)部審計(jì)的范圍不斷擴(kuò)大，需要審計(jì)的工作量不斷增加，審計(jì)質(zhì)量要求更高。因此，必須創(chuàng)新我國(guó)商

9、業(yè)銀行內(nèi)部審計(jì)制度和模式，其具體實(shí)現(xiàn)途徑如下： 1.通過創(chuàng)新內(nèi)審理念，提升商業(yè)銀行內(nèi)審價(jià)值。應(yīng)當(dāng)在有關(guān)法律中對(duì)內(nèi)部審計(jì)進(jìn)行明確規(guī)定，使人們對(duì)公司治理的關(guān)注從治理結(jié)構(gòu)上升到公司治理的實(shí)質(zhì)內(nèi)容，認(rèn)識(shí)到內(nèi)部審計(jì)是公司治理的重要措施，使內(nèi)部審計(jì)機(jī)構(gòu)和人員得到銀行應(yīng)有的重視，使內(nèi)部審計(jì)的效用得以充分發(fā)揮，使內(nèi)部審計(jì)參與到公司治理中，幫助銀行改進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)管理體系，促進(jìn)內(nèi)部控制的改善，與董事會(huì)、高級(jí)管理層、外部審計(jì)師一起構(gòu)成有效公司治理的四大基石之一。商業(yè)銀行內(nèi)部審計(jì)作為置身銀行內(nèi)部的一個(gè)部門，有著外部監(jiān)管和審計(jì)無法替代的優(yōu)勢(shì)，既可對(duì)銀行各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)進(jìn)行事前、事中和事后的全面審查，又可對(duì)有關(guān)問題進(jìn)行經(jīng)常、連續(xù)、

10、系統(tǒng)深入的了解，從而為銀行提供有價(jià)值的經(jīng)營(yíng)管理信息，幫助銀行實(shí)現(xiàn)增值目標(biāo)；同時(shí)，內(nèi)部審計(jì)還可以通過完善自身管理機(jī)制，更新審計(jì)手段等改革措施，提高審計(jì)質(zhì)量，節(jié)減審計(jì)成本，為銀行增加價(jià)值。因此，傳統(tǒng)的銀行內(nèi)審理念已不能完全滿足銀行經(jīng)營(yíng)管理的需要，應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，創(chuàng)新內(nèi)審理念，樹立由“財(cái)務(wù)型審計(jì)”向“增值型審計(jì)”轉(zhuǎn)變的觀念，內(nèi)審工作的重點(diǎn)應(yīng)逐步由合規(guī)、真實(shí)性審計(jì)向效益、風(fēng)險(xiǎn)性審計(jì)發(fā)展，在原來財(cái)務(wù)收支審計(jì)糾錯(cuò)防弊的同時(shí)，應(yīng)更加側(cè)重于經(jīng)營(yíng)管理審計(jì)和經(jīng)濟(jì)效益審計(jì)，由原來事后審計(jì)變?yōu)槭虑翱刂?、事中監(jiān)督，全方位、多層次的動(dòng)態(tài)審計(jì)，將內(nèi)部審計(jì)滲透到商業(yè)銀行管理的全過程。充分認(rèn)識(shí)內(nèi)部審計(jì)在風(fēng)險(xiǎn)管理、控制和治理程序中的

11、評(píng)價(jià)和改進(jìn)作用，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部審計(jì)的增值目標(biāo)。具體來說： （1）內(nèi)部審計(jì)部門可以通過對(duì)銀行風(fēng)險(xiǎn)管理過程的充分性和有效性進(jìn)行檢查、評(píng)估和報(bào)告，幫助銀行管理者發(fā)現(xiàn)并評(píng)價(jià)重要的風(fēng)險(xiǎn)因素，指出其控制缺陷，并提出改進(jìn)意見，提供風(fēng)險(xiǎn)管理的有效方法和控制措施，幫助銀行改進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)管理與控制體系，規(guī)避經(jīng)營(yíng)過程中可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)損失，從而為銀行增加價(jià)值（注：如德國(guó)聯(lián)邦銀行監(jiān)管當(dāng)局明確要求，內(nèi)部審計(jì)部門一旦發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)高的業(yè)務(wù)領(lǐng)域時(shí)，應(yīng)及時(shí)反饋給董事會(huì)；新產(chǎn)品在正式推向市場(chǎng)前，必須經(jīng)過一段時(shí)間的試用，由內(nèi)審部門對(duì)業(yè)務(wù)流程及風(fēng)險(xiǎn)因素評(píng)估以后報(bào)董事會(huì)，并經(jīng)全體董事會(huì)成員同意后方可投入市場(chǎng)）。 （2）內(nèi)部審計(jì)部門可以通過評(píng)價(jià)銀行內(nèi)部控

12、制狀況，衡量?jī)?nèi)部控制體系的建立程度和有效性，尋找內(nèi)部控制薄弱環(huán)節(jié)，向銀行管理層和相關(guān)部門提出強(qiáng)化內(nèi)部控制建設(shè)的措施，以防范和化解經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，提高經(jīng)營(yíng)管理水平，從而為銀行增加價(jià)值。 （3）內(nèi)部審計(jì)人員以其公認(rèn)的道德操守和良好的職業(yè)技術(shù)，通過對(duì)銀行治理程序的完整性、有效性、合法性等做出結(jié)論，并提請(qǐng)銀行負(fù)責(zé)人、管理人員和全體員工遵守法律、法規(guī)、道德和社會(huì)責(zé)任，推進(jìn)銀行依法管理經(jīng)營(yíng)，幫助銀行完成各項(xiàng)治理目標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)“增加價(jià)值”。內(nèi)部審計(jì)部門還通過定期評(píng)價(jià)銀行的道德氛圍及其戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)、信息流通和為了實(shí)現(xiàn)期望的遵紀(jì)守法水平而采取的其他過程的有效性，披露銀行內(nèi)部違反道德規(guī)范、政策和其他不正當(dāng)行為的嫌疑，規(guī)避

13、道德和法律風(fēng)險(xiǎn)，從而為銀行增加價(jià)值。 2.通過創(chuàng)新內(nèi)審體制，為銀行增加價(jià)值。內(nèi)部審計(jì)隸屬于誰，即受誰的領(lǐng)導(dǎo)，這在很大程度上決定了內(nèi)部審計(jì)組織的獨(dú)立性和權(quán)威性。一般地說，內(nèi)部審計(jì)所隸屬的層次越高，其權(quán)威性和獨(dú)立性就越強(qiáng)，反之就越低。西方商業(yè)銀行內(nèi)部審計(jì)主要有受董事會(huì)（或監(jiān)事會(huì)）領(lǐng)導(dǎo)或其下設(shè)的審計(jì)委員會(huì)領(lǐng)導(dǎo)等形式。近幾年來，我國(guó)商業(yè)銀行也進(jìn)行了內(nèi)部審計(jì)體制改革的探索，應(yīng)當(dāng)肯定，改革的方向與目標(biāo)是正確的，都有利于提高內(nèi)審部門的獨(dú)立性與權(quán)威性；但是，大多數(shù)商業(yè)銀行的內(nèi)部審計(jì)仍然是在行長(zhǎng)領(lǐng)導(dǎo)下開展工作并直接對(duì)行長(zhǎng)負(fù)責(zé)，形式上處于較高地位，但實(shí)際上陷入了自己監(jiān)督自己的怪圈，沒有實(shí)現(xiàn)真正意義上的獨(dú)立，究其主

14、要原因是良好有效的公司治理結(jié)構(gòu)這個(gè)大前提沒有解決。因此，必須按照良好有效公司治理機(jī)制的要求，進(jìn)一步改革我國(guó)銀行現(xiàn)有的內(nèi)審體制。應(yīng)當(dāng)在商業(yè)銀行中成立名副其實(shí)的能真正發(fā)揮其應(yīng)有職能的董事會(huì)。在董事會(huì)設(shè)立之后，還應(yīng)當(dāng)改變內(nèi)審部門的負(fù)責(zé)對(duì)象，使內(nèi)審部門直接向董事會(huì)而不向總行行長(zhǎng)負(fù)責(zé)（注：美國(guó)花旗銀行、美洲銀行和紐約銀行等國(guó)際著名銀行都是采取這種模式，這些銀行的內(nèi)審部門甚至不向行長(zhǎng)提供內(nèi)審報(bào)告）。在具體操作上，可以在董事會(huì)中設(shè)立常設(shè)機(jī)構(gòu)審計(jì)委員會(huì)，來代表董事會(huì)履行相關(guān)的職能。將內(nèi)審部門的人事與財(cái)務(wù)管理權(quán)全部賦予董事會(huì)或它的審計(jì)委員會(huì)。在機(jī)構(gòu)設(shè)置上，應(yīng)全面上收各分支行設(shè)置內(nèi)審機(jī)構(gòu)的權(quán)力，將目前“金字塔”型

15、的內(nèi)審體系向“倒金字塔”型轉(zhuǎn)變，總行內(nèi)審機(jī)構(gòu)陣容強(qiáng)大，可根據(jù)具體情況采取按業(yè)務(wù)品種或分布區(qū)域劃分設(shè)立或交叉運(yùn)用業(yè)務(wù)與區(qū)域兩種模式設(shè)立，下設(shè)機(jī)構(gòu)直接向總部?jī)?nèi)審部門負(fù)責(zé)并報(bào)告工作；總行以下的分支行一律不設(shè)內(nèi)審機(jī)構(gòu)，采取派出制或出于成本效益因素考慮可實(shí)行“內(nèi)審?fù)獍?。這種內(nèi)審體制模式實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部審計(jì)的全行統(tǒng)一垂直管理，提高了內(nèi)部審計(jì)的獨(dú)立性、權(quán)威性和科學(xué)性，有利于內(nèi)審部門從全行角度恰當(dāng)確定審計(jì)范圍、重點(diǎn)、時(shí)間和頻率，更有效、更合理地支配內(nèi)審資源。 3.通過創(chuàng)新內(nèi)審方法和手段，為銀行增加價(jià)值。銀行是高風(fēng)險(xiǎn)的行業(yè)，外部監(jiān)管、經(jīng)營(yíng)環(huán)節(jié)對(duì)銀行強(qiáng)化風(fēng)險(xiǎn)防范，提高內(nèi)控能力提出了全新的、更高的要求。入世后，我國(guó)的金

16、融業(yè)將融入國(guó)際金融體系，將面臨更大的風(fēng)險(xiǎn)。這就迫切要求商業(yè)銀行重視審計(jì)風(fēng)險(xiǎn)防范的研究，更新審計(jì)理念，增強(qiáng)審計(jì)人員的風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)和責(zé)任意識(shí)。 （1）將風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)向?qū)徲?jì)引入商業(yè)銀行內(nèi)部審計(jì)領(lǐng)域，提升審計(jì)質(zhì)量。風(fēng)險(xiǎn)審計(jì)是現(xiàn)代審計(jì)方法的最新發(fā)展，在商業(yè)銀行內(nèi)部審計(jì)領(lǐng)域的運(yùn)用，不僅可以有效地控制商業(yè)銀行的經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)內(nèi)控能力，而且能夠用來控制、降低審計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。通過對(duì)商業(yè)銀行管理行為、資產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)的分析和評(píng)價(jià)，全面把握被審主體的風(fēng)險(xiǎn)狀況，并找出高風(fēng)險(xiǎn)的領(lǐng)域，在此基礎(chǔ)上確定審計(jì)重點(diǎn)和審計(jì)頻率，以便集中力量對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)領(lǐng)域進(jìn)行控制和管理，幫助和促進(jìn)商業(yè)銀行各級(jí)管理層提高管理水平，做到科學(xué)決策，有效地進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制和管理。 （2

17、）全面開展增值型審計(jì)，需要更新審計(jì)手段。近幾年來，我國(guó)商業(yè)銀行電子信息技術(shù)應(yīng)用水平迅速提高，電子銀行業(yè)務(wù)也迅速發(fā)展，網(wǎng)上銀行業(yè)務(wù)交易量逐年增加，信息科技和電子銀行方面的風(fēng)險(xiǎn)控制越來越突出。因?yàn)樾畔⒖萍己碗娮鱼y行方面的風(fēng)險(xiǎn)是系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)，一旦出現(xiàn)問題將造成全局性的影響，對(duì)一個(gè)銀行的商譽(yù)和形象都將帶來極大損害，所以世界各國(guó)商業(yè)銀行都十分重視信息科技和電子銀行風(fēng)險(xiǎn)的控制，相應(yīng)地，電子銀行審計(jì)也越來越引起人們的重視。巴塞爾委員會(huì)專門制定了電子銀行風(fēng)險(xiǎn)管理原則，包括董事會(huì)和管理層的監(jiān)控、安全控制、法律和信譽(yù)風(fēng)險(xiǎn)三個(gè)方面。因此，我國(guó)商業(yè)銀行的內(nèi)部審計(jì)手段要向電子化、網(wǎng)絡(luò)化、實(shí)時(shí)化和規(guī)范化轉(zhuǎn)變。充分利用電子計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、信息等現(xiàn)代技術(shù)手段，替代原先傳統(tǒng)的手工操作辦法，加快內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，逐步建立內(nèi)部審計(jì)資料庫，積極探索利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行審計(jì)的途徑。通