導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇計算機(jī)視覺的原理，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

目前，我國大部分公立醫(yī)院普遍存在著財務(wù)管理意識較淡薄、會計核算內(nèi)容不完整、會計核算方法不夠科學(xué)、執(zhí)行能力較差等問題。會計核算是國家與相關(guān)部門利用嚴(yán)格的會計制度來規(guī)范企事業(yè)單位的會計核算行為。所以，即使是作為管理者和財務(wù)人員，也無權(quán)更改會計核算的內(nèi)容和準(zhǔn)則。管理者和會計人員對于會計核算必須嚴(yán)格執(zhí)行國家制定的會計核算制度和政策。更不能因本醫(yī)院的特殊情況而隨意更改會計報表、會計賬本，更不得隨意增減會計核算科目。

會計核算是以貨幣為主要計量單位，對會計主體的資金進(jìn)行全面、完整的反應(yīng)，真實合理地進(jìn)行會計核算是做好財務(wù)工作的重要前提。對于保證會計核算工作的真實完整性、提高會計核算的效率。及時準(zhǔn)確地編制財務(wù)報表、滿足其資料使用者的需求具有重要意義。

二、公立醫(yī)院會計核算中存在的問題

會計核算的結(jié)果可以全面、完整的反應(yīng)該醫(yī)院的財務(wù)成果和經(jīng)營狀況，是不可忽略的一部分。隨著人民生活水平的提高，人們對醫(yī)療服務(wù)方面也有了更高的要求。網(wǎng)絡(luò)時代，我國在各方面的發(fā)展都越來越國際化，人們通過和一些西方國家的醫(yī)療服務(wù)水平相比，我??的醫(yī)院確實存在很多問題需要解決。例如公立醫(yī)院在管理決策方面的不合理，對醫(yī)院會計核算的不重視，都會導(dǎo)致會計核算失去其真正

意義。

（一）公立醫(yī)院對會計核算的管理不科學(xué)

在現(xiàn)有條件下，醫(yī)院財務(wù)管理的核心就是會計核算方面。但通過對一些公立醫(yī)院的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，很多醫(yī)院在會計核算方面都存在較大的問題，會計核算管理方法不科學(xué)，管理制度不嚴(yán)謹(jǐn)。正常來說，支出應(yīng)該納入醫(yī)院的成本核算中進(jìn)行統(tǒng)一核算，可調(diào)查顯示，大部分公立醫(yī)院卻只對醫(yī)療設(shè)備及藥品進(jìn)行核算，而其他方面則忽略不計，這樣對于財務(wù)管理來說，也就失去了會計核算真正的意義。不僅如此，大部分公立醫(yī)院在對壞賬處理方面也存在著較大的弊端，在醫(yī)院的日常經(jīng)營過程中，由于藥品的保質(zhì)期失效而對醫(yī)院造成的虧損則是不可避免的，長此以往，這些虧損就形成了醫(yī)院會計核算方面的壞賬，但大部分醫(yī)院卻對這一方面的虧損預(yù)估過低，這些虧損經(jīng)過常年累計又由于醫(yī)院預(yù)估較低，則會在會計核算方面形成較大誤差。調(diào)查結(jié)果顯示，大部分公立醫(yī)院未明確規(guī)定計提減值準(zhǔn)備，醫(yī)院為了一些突況和臨床急救的需要，往往會提前存儲大量物質(zhì)，在市場經(jīng)濟(jì)狀況下，提前存儲的這些物資很有可能會貶值，而且，公立醫(yī)院的大部分設(shè)備設(shè)施都是技術(shù)含量較高，所以其價格也相對來說也會較高。而醫(yī)院未規(guī)定計提減值準(zhǔn)備，其財務(wù)報表反映的資產(chǎn)現(xiàn)狀就是不真實的，也不具有實際意義。

（二）公立醫(yī)院對會計核算方面認(rèn)識不足

市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展越來越快，出現(xiàn)了一大批民營醫(yī)院與公立醫(yī)院并駕齊驅(qū)，但是相關(guān)部門在對公立醫(yī)院會計核算方面的想法卻嚴(yán)重的落后，這種落后的想法也嚴(yán)重的影響了公立醫(yī)院未來的發(fā)展。而一些小型公立醫(yī)院，從費用的支出方面考慮，也不肯在會計核算方面做出過多的投入，這就直接導(dǎo)致了醫(yī)院在會計核算方面的不完整，甚至在會計核算方面做出錯誤的決定。同時，大部分醫(yī)院存在核算人員的業(yè)務(wù)能力和素質(zhì)普遍不高，很多醫(yī)院的會計核算人員還只是剛剛畢業(yè)不久的大學(xué)生，工作經(jīng)驗更是少之又少，在工作中也較容易犯錯，一些專業(yè)能力不高的會計人員根本不了解醫(yī)院會計核算的標(biāo)準(zhǔn)和制度，甚至有一些從未接觸過這一行業(yè)的人員也在從事著這一工作，這樣就不可避免的會犯一些工作中的錯誤。這些因素都嚴(yán)重的影響了會計核算的準(zhǔn)確性和真實性，甚至?xí)?dǎo)致公立醫(yī)院的管理者做出一些錯誤的決策和判斷。

（三）會計核算內(nèi)容不完整

近年來，隨著人民生活水平的不斷提高，對醫(yī)療服務(wù)方面的需求也越來越高，很多大型公立醫(yī)院在新設(shè)備和新技術(shù)方面投入較大，醫(yī)院將大部分資金都用于基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)方面。久而久之，資金短缺、入不敷出等問題較為嚴(yán)重。調(diào)查結(jié)果顯示，針對這一問題，大部分公立醫(yī)院并沒有及時進(jìn)行資金的籌集活動，給資金管理方面帶來了一定的風(fēng)險，也沒有進(jìn)行準(zhǔn)確的資本預(yù)算，沒有對新設(shè)備和新技術(shù)的預(yù)期收益進(jìn)行合理分析，管理過程中的一些漏洞也會導(dǎo)致部分設(shè)施和技術(shù)的閑置，沒有達(dá)到一定的利用率。

大部分公立醫(yī)院也沒有深入了解和分析醫(yī)院各個部門和各個科室的具體財務(wù)情況，在預(yù)算編制方面較為模糊，并沒有做詳細(xì)預(yù)算和分析，造成這一結(jié)果主要因為大部分公立醫(yī)院沒有較為完整的監(jiān)督體制和管理體制。

三、公立醫(yī)院會計核算的解決措施

（一）建立健全完整的會計核算體系

公立醫(yī)院應(yīng)根據(jù)自身的實際情況以及所在省市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，對以往的會計核算制度進(jìn)行調(diào)整和完善，建立一個合適的會計核算體系，而不應(yīng)該一味地模仿一些大型醫(yī)院的會計制度。在目前的市場經(jīng)濟(jì)狀況下，醫(yī)院未來的發(fā)展也應(yīng)該呈現(xiàn)多樣化趨勢。

（二）加強(qiáng)醫(yī)院管理人員對會計核算方面的重視

大部分醫(yī)院的管理人員對財務(wù)核算方面都沒有很好的重視起來，只有從根本上改變管理人員對會計核算的看法和了解，才能更有效的實施財務(wù)管理政策、才能體現(xiàn)會計核算的真正意義。比如之前提到的由于藥品過期從而導(dǎo)致的壞賬問題，在會計核算中是較為重要的一部分，大部分公立醫(yī)院的管理者并沒有真正的重視這一問題，醫(yī)院應(yīng)根據(jù)自身情況重新對壞賬計提這一部分做出調(diào)整，及時修改和完善其政策和制度，嚴(yán)格確定其標(biāo)準(zhǔn)。這樣才能保證財務(wù)人員對壞賬部分做出正確處理，不影響醫(yī)院的正常運營，不失去會計核算的真正意義。

（三）加強(qiáng)教育和學(xué)習(xí)

篇2

中圖分類號：TP37 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）03-0242-02

計算機(jī)人工智能技術(shù)中的一項重要技術(shù)就是計算機(jī)視覺技術(shù)，這種技術(shù)主要是讓計算機(jī)利用圖像來實現(xiàn)認(rèn)知環(huán)境信息的目的，這一目的的實現(xiàn)需要用到多種高尖端技術(shù)。近年來隨著計算機(jī)技術(shù)以及計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的普及與發(fā)展，計算機(jī)視覺技術(shù)也得到了較快發(fā)展，并且在實際生產(chǎn)與生活中的應(yīng)用也越來越廣泛。

1 計算機(jī)視覺技術(shù)概述

1.1 基本概念

計算機(jī)視覺技術(shù)主要研究計算機(jī)認(rèn)知能力的一門技術(shù)，其具體主要是通過用攝像機(jī)代替人的眼睛，用電腦代替人的大腦，最終使計算機(jī)具備類似于人類的識別、判斷以及記憶目標(biāo)的功能，代替人類進(jìn)行部分生產(chǎn)作業(yè)。人們目前研究的人工智能技術(shù)中的一項重要內(nèi)容就是計算機(jī)視覺技術(shù)，通過研究計算機(jī)視覺技術(shù)可以讓計算機(jī)擁有利用二維圖像認(rèn)知三維環(huán)境的功能?？偟膩碚f，計算機(jī)視覺技術(shù)是在圖像與信號處理技術(shù)、概率分析統(tǒng)計、網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)技術(shù)以及信息處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用計算機(jī)來分析、處理視覺信息的技術(shù)，它是現(xiàn)代社會新興起的一門高新技術(shù)。

1.2 工作原理

在亮度滿足要求的情況下，首先使用攝像機(jī)對具體事物的圖像信息進(jìn)行采集，利用網(wǎng)絡(luò)把采集到的圖像信息向計算機(jī)內(nèi)部輸送，然后在計算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部處理加工圖像信息會把事物的原始圖像得到，隨后利用圖像處理技術(shù)進(jìn)一步處理原始圖像，獲得優(yōu)化質(zhì)量效果之后的圖像，分類與整理圖像中有特征價值的信息，通過智能識別技術(shù)識別與描述提取到的圖像信息特征，最后把得到的高層次的抽象信息存儲起來，在進(jìn)行識別事務(wù)時分析對比這些儲存信息就可以實現(xiàn)事物的識別，這樣視覺系統(tǒng)的基本任務(wù)也就完成了。其具體視覺系統(tǒng)如圖1所示：

1.3理論框架

人類研究視覺技術(shù)雖然起步比較早，但取得較大進(jìn)步是在20世紀(jì)80年代初伴隨著視覺計算理論的出現(xiàn)。它的出現(xiàn)把研究視覺理論的策略問題解決了，視覺技術(shù)是一項特別復(fù)雜的信息處理過程，要想對視覺的本質(zhì)準(zhǔn)確完整的理解，必須從不同角度與層次研究與分析視覺本質(zhì)。視覺計算理論研究層次大致可分為：計算機(jī)理論、算法以及實際執(zhí)行。站在計算機(jī)理論的角度分析視覺技術(shù)，我們可知必須用要素圖、維圖、以及三維模型表像來描述視覺信息。

所以，可以把計算機(jī)視覺技術(shù)當(dāng)做從三維環(huán)境圖像中抽取、描述與解釋信息的過程，其主要分析步驟可分為感覺、處理、描述、識別、解釋等。若依據(jù)上述各過程實現(xiàn)需用到的方法與技術(shù)的復(fù)雜性劃分層次，可大致把計算機(jī)視覺技術(shù)劃分為：低層視覺處理、中層視覺處理、高層視覺處理三個層次。

2 計算機(jī)視覺技術(shù)在自動化中的應(yīng)用

2.1 農(nóng)業(yè)自動化中計算機(jī)視覺技術(shù)的應(yīng)用

在農(nóng)業(yè)自動化中應(yīng)用計算機(jī)視覺技術(shù)可以全天候?qū)崟r監(jiān)測農(nóng)作物的生長狀況，便于科學(xué)管理農(nóng)作物。還可以應(yīng)用計算機(jī)視覺技術(shù)來檢測農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，例如可以應(yīng)用計算機(jī)監(jiān)測技術(shù)來監(jiān)測大多數(shù)蔬菜的質(zhì)量，傳統(tǒng)的人工檢測蔬菜質(zhì)量的方法，不僅費時費力，而且檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性也不能很好的保證，在實際人工檢測過程中還容易傷害蔬菜，可以通過利用計算機(jī)視覺技術(shù)來感應(yīng)蔬菜自身釋放的紅外線、紫外線以及其他可見光的能量大小，然后和質(zhì)量達(dá)標(biāo)蔬菜的光線能量大小進(jìn)行對比，根據(jù)這些對比結(jié)果可以把蔬菜質(zhì)量的好壞準(zhǔn)確判斷出來，在蔬菜質(zhì)量檢測過程中應(yīng)用計算機(jī)視覺技術(shù)，把傳統(tǒng)的蔬菜檢測方法完全顛覆了，極大的方便了農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量檢測，由此可見，計算機(jī)視覺技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有很高的使用與推廣價值。

2.2 在工業(yè)自動化中計算機(jī)視覺技術(shù)的應(yīng)用

計算機(jī)視覺技術(shù)在工業(yè)自動化應(yīng)用的一個重要領(lǐng)域就是可以精密測量零件尺寸，其測量與被測對象的原理如圖2所示。

光學(xué)系統(tǒng)、計算機(jī)處理系統(tǒng)以及CCD攝像頭，是計算機(jī)檢測系統(tǒng)的主要組成，被測物體由光源發(fā)出的平行光束進(jìn)行照射，利用顯微光學(xué)鏡把待檢測部位的輪廓圖像呈現(xiàn)在攝像機(jī)的面陣CCD上，然后再通過計算機(jī)處理這些圖像，進(jìn)而把被測部位的輪廓位置信息獲取下來，若被測對象是出現(xiàn)位移時，可通過兩次重復(fù)測量，利用兩次測量的位置差就可以得出，被測物體的位移量。

此外計算機(jī)視覺技術(shù)還可以應(yīng)用于逆向工程中，應(yīng)用3D數(shù)字化測量儀可以快速準(zhǔn)確的測出現(xiàn)有工件輪廓的坐標(biāo)值，同時還能構(gòu)建曲面，保存成CAD或CAM圖像，把這些圖像送入CNC制作中心加工，便可制作出產(chǎn)品，這也就是所謂的逆向工程。由上述分析我們可知逆向工程要想實現(xiàn)，最關(guān)鍵的一環(huán)就是如何通過精密測量系統(tǒng)來測量樣品的三圍尺寸，獲得各部位數(shù)據(jù)，進(jìn)而做曲面處理進(jìn)而加工生產(chǎn)。對于這一難題我可以通過利用線結(jié)構(gòu)光測量物體表面輪廓技術(shù)來實現(xiàn)，器具體輪廓結(jié)構(gòu)示意圖如下圖3所示。

這種測量方法的工作原理為：利用激光穿越平行、等距的振幅光柵組件，或直接采用干涉儀發(fā)出的干涉條紋，形成平面條紋結(jié)構(gòu)光，再向物體表面投射，由于物體各表面的深度與曲率的不同，條紋會自動出現(xiàn)變化，然后再通過使用CCD攝像機(jī)對變形條紋進(jìn)行拍攝。這樣就可以把物體表面輪廓的變化情況分析出來。攝像機(jī)在拍攝圖像的過程中，把圖像信號轉(zhuǎn)化為模擬信號，再轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，然后經(jīng)過傳送再還原信號到圖形處理系統(tǒng)，就得到三維輪廓圖像。

在工業(yè)自動化中計算機(jī)視覺技術(shù)的深入廣泛應(yīng)用，不但使工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量得到了保障，而且跨越式的提高了工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)速度。如計算機(jī)視覺技術(shù)可以很好的檢測產(chǎn)品包裝質(zhì)量，封口質(zhì)量以及印刷質(zhì)量等等，如我國重點指定的印刷造幣機(jī)器的南京造幣廠，由于貨幣制造印刷是由印刷造幣機(jī)器來實現(xiàn)的，所以要嚴(yán)格要求其生產(chǎn)工藝，一絲一毫的生產(chǎn)差錯都不允許存在，為了保障印刷制造出來的造幣機(jī)器質(zhì)量完全達(dá)標(biāo)，必須嚴(yán)格精確檢測生產(chǎn)出來的成品。在印刷造幣機(jī)器的過程中要求要有非常高的計算機(jī)視覺技術(shù)，隨著計算機(jī)視覺技術(shù)的不斷進(jìn)步，計算機(jī)視覺技術(shù)已經(jīng)對印刷造幣機(jī)器的需求完全滿足了，實際的應(yīng)用效果也非常理想，印刷造幣機(jī)器在實際生產(chǎn)的過程中，南京造幣廠把計算機(jī)視覺技術(shù)應(yīng)用在了每個應(yīng)刷造幣機(jī)器最后的生產(chǎn)工序上，硬幣受到重力下落的瞬間，計算機(jī)視覺技術(shù)可以瞬間采集圖像的信息，準(zhǔn)確拍攝硬幣在下落過程中的圖像，通過高速光纖傳感器可以把硬幣圖像向計算機(jī)系統(tǒng)快速傳輸，利用計算機(jī)系統(tǒng)處理信息與識別信息的超強(qiáng)能力，可以及時識別硬幣質(zhì)量，經(jīng)大量實踐研究得出，在印刷造幣機(jī)器上應(yīng)用計算機(jī)視覺技術(shù)已經(jīng)幾乎沒有檢查差錯現(xiàn)象的發(fā)生，由此可知，在工業(yè)自動化中計算機(jī)視覺技術(shù)的應(yīng)用不但可行，而且發(fā)展空間還很大。

2.3 在醫(yī)學(xué)自動化中計算機(jī)視覺技術(shù)的應(yīng)用

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域計算機(jī)視覺技術(shù)也得到了廣泛應(yīng)用，如醫(yī)學(xué)中經(jīng)常用到的CT圖像以及X射線圖都用到了計算機(jī)視覺技術(shù)，這些技術(shù)的廣泛應(yīng)用很大程度上方便了醫(yī)生準(zhǔn)確判斷病人病情，另外，在生產(chǎn)藥品的過程中，應(yīng)用計算機(jī)視覺技術(shù)可以高效檢測藥品包裝的合格與否，其基本流程是：傳送裝置先準(zhǔn)確運輸藥品到指定位置，傳送裝置自身又可分為檢測與分離兩個區(qū)域，在傳送藥品的過程中藥品的圖像信息會被特定的攝像機(jī)采集，采集完成后向計算機(jī)系統(tǒng)傳遞采集信息，然后計算機(jī)系統(tǒng)會分析與處理這些信息，把沒有包裝好的藥品自動識別出來，并且向分離區(qū)傳遞識別信息，分離區(qū)的自動裝置會依據(jù)傳輸?shù)姆蛛x信息，隔離開沒有包裝好的藥品，這樣就可以有效分類包裝好的藥品與沒有包裝好的藥品，在藥品包裝檢測方面應(yīng)用計算機(jī)視覺技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工檢測，不但可以實現(xiàn)藥品準(zhǔn)確無誤的檢測，而且還可以大大提高檢測藥品包裝質(zhì)量的效率，完善了藥品生產(chǎn)的自動化，由此可見，在醫(yī)學(xué)自動化中應(yīng)用計算機(jī)視覺技術(shù)可以積極促進(jìn)醫(yī)學(xué)自動化的發(fā)展。

3 結(jié)束語

總之，計算機(jī)視覺技術(shù)是一門研究計算機(jī)識別能力的高新技術(shù)，它涵蓋了很多其他技術(shù)，具有一定復(fù)雜性。要想使其在自動化生產(chǎn)中得到更好地推廣與應(yīng)用，我們必須在明白其基本概念、工作原理以及理論框架的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際生產(chǎn)情況，不斷進(jìn)行深入研究，只有這樣才能使計算機(jī)視覺技術(shù)得到更好地推廣與應(yīng)用，才能使這項現(xiàn)代化的高新技術(shù)更好的服務(wù)于社會，服務(wù)于人類。

參考文獻(xiàn)：

[1] 龔超，羅毅，涂光瑜.計算機(jī)視覺技術(shù)及其在電力系統(tǒng)自動化中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動化，2003（1）.

篇3

在現(xiàn)代城市的建設(shè)中離不開測量的運用，對于測量而言需要精確的數(shù)值來表達(dá)建筑物、地形地貌等特征及高度。在以往的測量中無法精準(zhǔn)的進(jìn)行計算及在施工中無法精準(zhǔn)的達(dá)到設(shè)計要求。本文就計算機(jī)視覺圖像精密測量進(jìn)行分析，并對其關(guān)鍵技術(shù)做以簡析。

1 概論

1.1 什么是計算機(jī)視覺圖像精密測量

計算機(jī)視覺精密測量從定義上來講是一種新型的、非接觸性測量。它是集計算機(jī)視覺技術(shù)、圖像處理技術(shù)及測量技術(shù)于一體的高精度測量技術(shù)，且將光學(xué)測量的技術(shù)融入當(dāng)中。這樣讓它具備了快速、精準(zhǔn)、智能等方面的優(yōu)勢及特性。這種測量方法在現(xiàn)代測量中被廣泛使用。

1.2 計算機(jī)視覺圖像精密測量的工作原理

計算機(jī)視覺圖像精密測量的工作原理類似于測量儀器中的全站儀。它們具有相同的特點及特性，主要還是通過微電腦進(jìn)行快速的計算處理得到使用者需要的測量數(shù)據(jù)。其原理簡單分為以下幾步：

（1）對被測量物體進(jìn)行圖像掃描，在對圖像進(jìn)行掃描時需注意外借環(huán)境及光線因素，特別注意光線對于儀器掃描的影響。

（2）形成比例的原始圖，在對于物體進(jìn)行掃描后得到與現(xiàn)實原狀相同的圖像，在個步驟與相機(jī)的拍照原理幾乎相同。

（3）提取特征，通過微電子計算機(jī)對掃描形成的原始圖進(jìn)行特征的提取，在設(shè)置程序后，儀器會自動進(jìn)行相應(yīng)特征部分的關(guān)鍵提取。

（4）分類整理，對圖像特征進(jìn)行有效的分類整理，主要對于操作人員所需求的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分類。

（5）形成數(shù)據(jù)文件，在完成以上四個步驟后微計算機(jī)會對于整理分類出的特征進(jìn)行數(shù)據(jù)分析存儲。對于計算機(jī)視覺圖像精密測量的工作原理就進(jìn)行以上分析。

1.3 主要影響

從施工測量及測繪角度分析，對于計算機(jī)視覺圖像精密測量的影響在于環(huán)境的影響。其主要分為地形影響和氣候影響。地形影響對于計算機(jī)視覺圖像精密測量是有限的，基本對于計算機(jī)視覺圖像精密測量的影響不是很大，但還是存在一定的影響。主要體現(xiàn)在遮擋物對于掃描成像的影響，如果掃描成像質(zhì)量較差，會直接影響到對于特征物的提取及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。還存在氣候影響，氣候影響的因素主要在于大風(fēng)及光線影響。大風(fēng)對于掃描儀器的穩(wěn)定性具有一定的考驗，如有稍微抖動就會出現(xiàn)誤差不能準(zhǔn)確的進(jìn)行精密測量。光線的影響在于光照的強(qiáng)度上，主要還是表現(xiàn)在基礎(chǔ)的成像，成像結(jié)果會直接導(dǎo)致數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2 計算機(jī)視覺圖像精密測量下的關(guān)鍵技術(shù)

計算機(jī)視覺圖像精密測量下的關(guān)鍵技術(shù)主要分為以下幾種：

2.1 自動進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲

在對計算機(jī)視覺圖像精密測量的原理分析，參照計算機(jī)視覺圖像精密測量的工作原理，對設(shè)備的質(zhì)量要求很高，計算機(jī)視覺圖像精密測量儀器主要還是通過計算機(jī)來進(jìn)行數(shù)據(jù)的計算處理，如果遇到計算機(jī)系統(tǒng)老舊或處理數(shù)據(jù)量較大，會導(dǎo)致計算機(jī)系統(tǒng)崩潰，導(dǎo)致計算結(jié)果無法進(jìn)行正常的存儲。為了避免這種情況的發(fā)生，需要對于測量成果技術(shù)進(jìn)行有效的存儲。將測量數(shù)據(jù)成果存儲在固定、安全的存儲媒介中，保證數(shù)據(jù)的安全性。如果遇到計算機(jī)系統(tǒng)崩潰等無法正常運行的情況時，應(yīng)及時將數(shù)據(jù)進(jìn)行備份存儲，快速還原數(shù)據(jù)。在對于前期測量數(shù)據(jù)再次進(jìn)行測量或多次測量，系統(tǒng)會對于這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一對比，如果出現(xiàn)多次測量結(jié)果有所出入，系統(tǒng)會進(jìn)行提示。這樣就可以避免數(shù)據(jù)存在較大的誤差。

2.2 減小誤差概率

在進(jìn)行計算機(jī)視覺圖像精密測量時往往會出現(xiàn)誤差，而導(dǎo)致這些誤差的原因主要存在于操作人員與機(jī)器系統(tǒng)故障，在進(jìn)行操作前操作員應(yīng)對于儀器進(jìn)行系統(tǒng)性的檢查，再次使用儀器中的自檢系統(tǒng)，保證儀器的硬件與軟件的正常運行，如果硬軟件出現(xiàn)問題會導(dǎo)致測量精度的誤差，從而影響工作的進(jìn)度。人員操作也會導(dǎo)致誤差，人員操作的誤差在某些方面來說是不可避免的。這主要是對操作人員工作的熟練程度的一種考驗，主要是對于儀器的架設(shè)及觀測的方式。減少人員操作中的誤差，就要做好人員的技術(shù)技能培訓(xùn)工作。讓操作人員有過硬過強(qiáng)的操作技術(shù)，在這些基礎(chǔ)上再建立完善的體制制度。利用多方面進(jìn)行全面控制誤差。

2.3 方便便攜

在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的今天我們在生活當(dāng)中運用到東西逐漸在形狀、外觀上發(fā)生巨大的變大。近年來，對于各種儀器設(shè)備的便攜性提出了很高的要求，在計算機(jī)視覺圖像精密測量中對設(shè)備的外形體積要求、系統(tǒng)要求更為重要，其主要在于人員方便攜帶可在大范圍及野外進(jìn)行測量，不受環(huán)境等特殊情況的限制。

3 計算機(jī)視覺圖像精密測量發(fā)展趨勢

目前我國國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我們對于精密測量的要求越來越來高，特別是近年我國科技技術(shù)的快速發(fā)展及需要，很多工程及工業(yè)方面已經(jīng)超出我們所能測試的范圍。在這樣的前景下，我們對于計算機(jī)視覺圖像精密測量的發(fā)展趨勢進(jìn)行一個預(yù)估，其主要發(fā)展趨勢有以下幾方面：

3.1 測量精度

在我們?nèi)粘Ｉ钪?，我們常用的長度單位基本在毫米級別，但在現(xiàn)在生活中，毫米級別已經(jīng)不能滿足工業(yè)方面的要求，如航天航空方面。所以提高測量精度也是計算機(jī)視覺圖像精密測量發(fā)展趨勢的重要方向，主要在于提高測量精度，在向微米級及納米級別發(fā)展，同時提高成像圖像方面的分辨率，進(jìn)而達(dá)到我們預(yù)測的目的。

3.2 圖像技術(shù)

計算機(jī)的普遍對于各行各業(yè)的發(fā)展都具有時代性的意義，在計算機(jī)視覺圖像精密測量中運用圖像技術(shù)也是非常重要的，在提高圖像處理技術(shù)做以提高。同時工程方面遙感測量的技術(shù)也是對于精密測量的一種推廣。

4 結(jié)束語

在科技發(fā)展的現(xiàn)在，測量是生活中不可缺少的一部分，測量同時也影響著我們的衣食住行，在測量技術(shù)中加入計算機(jī)視覺圖像技術(shù)是對測量技術(shù)的一種革新。在融入這種技術(shù)后，我相信在未來的工業(yè)及航天事業(yè)中計算機(jī)視覺圖像技g能發(fā)揮出最大限度的作用，為改變?nèi)藗兊纳钭龀鼋艹龅呢暙I(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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[2]馬玉真.程殿彬.范文兵，計算機(jī)視覺檢測技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用研究[J].濟(jì)南大學(xué)學(xué)報，2014，18（23）：222-227.

篇4

利用計算機(jī)所具有的視覺藝術(shù)，大眾僅僅利用需要實施身體動作來直接性的操作以及控制，根本就不需要學(xué)習(xí)就能夠啟動以及進(jìn)行一定的操作，這樣更加方便老年人以及兒童的實際操作。在數(shù)字媒體當(dāng)中，應(yīng)該對計算機(jī)視覺藝術(shù)進(jìn)行充分利用，更加方便人們的實際操作，同時還能夠保證其更好的感受藝術(shù)方面所具有的魅力，讓群眾在足夠放松的時刻能夠?qū)?chuàng)作者的實際思想以及意圖進(jìn)行充分的了解以及掌握，對藝術(shù)價值進(jìn)行充分發(fā)揮，進(jìn)而來有效提升藝術(shù)人文的實際價值。

1對計算機(jī)視覺原理進(jìn)行分析

通常來講，計算機(jī)視覺還稱為機(jī)械視覺，屬于是機(jī)械來對人類視覺進(jìn)行一定的模仿的光學(xué)識別系統(tǒng)，利用光學(xué)系統(tǒng)、感應(yīng)器、光源等來實現(xiàn)物體定位、動作的追蹤以及視線的判斷等相關(guān)的功能。一般情況下，工程技術(shù)所運用的基本都是計算機(jī)視覺，當(dāng)有著一定的環(huán)境以及模式時，計算機(jī)視覺在進(jìn)行持續(xù)性的工作時，能夠有效保證持續(xù)工作有著非常高的正確性以及準(zhǔn)確性，還能夠?qū)θ斯げ豢梢酝瓿傻娜蝿?wù)進(jìn)行很好的完成。當(dāng)計算機(jī)視覺在進(jìn)行實際的工作過程中，最為基本的條件是先對映像進(jìn)行處理，之后輸入模擬訊號，對數(shù)字影像進(jìn)行一定的處理以及分析。實際的工作流程是：影像在攝入之后，應(yīng)該對其進(jìn)行一定的強(qiáng)化，除去噪聲，之后對圖像特征進(jìn)行一定的壓縮以及獲取。在對數(shù)據(jù)庫樣本進(jìn)行一定的對比之后，對程序進(jìn)行有效的分析以及判斷，做出有效的指令。

2對數(shù)字媒體當(dāng)中計算機(jī)視覺藝術(shù)的實際應(yīng)用進(jìn)行分析

2.1藝術(shù)與計算機(jī)進(jìn)行一定的融合時，應(yīng)該對動畫、聲音以及圖像等因素進(jìn)行有效結(jié)合，在對藝術(shù)語言表現(xiàn)形式進(jìn)行豐富的同時，應(yīng)該提高作品的感染力

在有些結(jié)合視覺藝術(shù)以及數(shù)字媒體時，應(yīng)該保證在對畫面進(jìn)行觀看時，應(yīng)該有效的欣賞畫面，還可以有效的感受到聲色等。利用高度仿真的聽覺、觸覺以及視覺，保證大眾在進(jìn)行玩游戲時，可以對虛擬世界進(jìn)行真實的感受，還能夠利用動作以及肢體語言等來和計算機(jī)實現(xiàn)有效的交流。保證大眾不是對電影單獨的進(jìn)行欣賞，還應(yīng)該更好的參與到其中，體會藝術(shù)的表演。

2.2在數(shù)字媒體當(dāng)中運用計算機(jī)視覺藝術(shù)能夠?qū)λ囆g(shù)的實際表達(dá)形式進(jìn)行有效的豐富

隨著交互技術(shù)的逐漸成熟以及發(fā)展，讓該技術(shù)得到了有效的拓展以及廣泛的運用。運用交互技術(shù)，應(yīng)該讓人們不受到被動的欣賞，應(yīng)該積極的參與到視覺藝術(shù)當(dāng)中，保證大眾的積極參與以及做出判斷，同能夠利用各種選擇來呈現(xiàn)出過程以及解決，對觀眾的興趣進(jìn)行充分的調(diào)動，進(jìn)而來有效提高大眾的參與積極性。

2.3在電子游戲當(dāng)中，運用計算機(jī)視覺藝術(shù)，應(yīng)該在相對比較大型的電子游戲當(dāng)中進(jìn)行計算機(jī)視覺技術(shù)的運用

在實際的游戲過程當(dāng)中，大部分的玩家基本上不再是僅僅運用鍵盤以及鼠標(biāo)來實施游戲，大部分都是利用身體行動來移動。通常情況下，機(jī)器利用攝像機(jī)部來對玩家的具體身體動作進(jìn)行一定的捕捉，玩家能夠與機(jī)器相連接的手槍進(jìn)行有效的操作，射中屏幕當(dāng)中的對象。同時，手機(jī)上的相對比較小型的電子游戲，僅僅需要手指來滑動屏幕，就能夠?qū)崿F(xiàn)實物的運動以及跳躍等，進(jìn)而來躲避障礙。除此之外，僅僅需要稍微的傾斜一些收集，就能夠?qū)崿F(xiàn)人物兩側(cè)的奔跑，同時還能夠保證聲光效果，實現(xiàn)互動，具有非常大的震撼力，會在很大程度上促進(jìn)大眾參與的積極性。

2.4分析數(shù)字媒體中計算機(jī)視覺技術(shù)的應(yīng)用，保證數(shù)字媒體技術(shù)有效表現(xiàn)藝術(shù)

同時在實用藝術(shù)以及純藝術(shù)當(dāng)中，也會運用到數(shù)字媒體，該技術(shù)能夠讓相對比較單純的個人視覺實現(xiàn)有效的創(chuàng)造，同時還能夠把藝術(shù)箱社會性視覺產(chǎn)品進(jìn)行轉(zhuǎn)化，并得到一定的經(jīng)濟(jì)效益。同時，大眾能夠通過剪切以及拷貝等相關(guān)的方式來有效獲取視覺技術(shù)，之后有效的轉(zhuǎn)化藝術(shù)資源，有效奠定了創(chuàng)作視覺藝術(shù)的基礎(chǔ)?，F(xiàn)階段，大眾對于個性化以及獨特性有著逐漸提高的需求，在對相對比較獨特的視覺技術(shù)進(jìn)行追求時，在一定程度上提高了評價視覺作品的標(biāo)準(zhǔn)。在數(shù)字媒體當(dāng)中運用計算機(jī)視覺技術(shù)，會在很大程度上提高大眾對美的享受，保證大眾能夠充分感受到舒適以及愉快的感覺，同時還能夠得到審美方面的評價，在該過程當(dāng)中，不能夠參雜任何的因素，應(yīng)該讓計算機(jī)視覺因素僅僅對視覺美感以及視覺形式進(jìn)行充分的追求，可以有效體現(xiàn)藝術(shù)的本質(zhì)。同時，數(shù)字媒體有著美方面的品格，有效結(jié)合計算機(jī)視覺藝術(shù)，保證數(shù)字媒體藝術(shù)的美以及真。這個實際的運用過程能夠有效提升審美方面的機(jī)制，更好的領(lǐng)悟視覺藝術(shù)當(dāng)中所存在的美。

3結(jié)語

綜上所述，在數(shù)字媒體當(dāng)中，計算機(jī)視覺技術(shù)的運用，應(yīng)該有效結(jié)合圖像、動畫、聲音以及文本等多個因素，在對語言表現(xiàn)的具體形式進(jìn)行一定的豐富時，應(yīng)該讓作品具有更大的感染力。除此之外，還應(yīng)該保證視覺技術(shù)有何足夠的光聲效果，利用一定的互動，會具有非常大的震撼能力，積極促進(jìn)大眾的參與程度。還可以在很大程度上滿足大眾對于美方面的追求，進(jìn)而對其所具有的藝術(shù)價值進(jìn)行充分發(fā)揮，有效提升藝術(shù)所具有的人文價值。

參考文獻(xiàn)

[1]劉曉,王會霞.計算機(jī)視覺藝術(shù)在數(shù)字媒體領(lǐng)域的應(yīng)用研究[J].互聯(lián)網(wǎng)天地,2015,07:21-24.

篇5

中圖分類號： TN948.64?34； TP216 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2016）22?0067?0

0 引 言

隨著自動化測試技術(shù)的發(fā)展，采用智能測試和計算機(jī)視覺方法進(jìn)行液位檢測和監(jiān)控，借助的物理場有超聲波、微波雷達(dá)、射線及激光等，能實現(xiàn)高低位報警功能，在工業(yè)控制場合中，固定位置處的液位監(jiān)控是保障工業(yè)控制安全的重要技術(shù)，特別是在危險光車的運輸過程中，需要對危險氣體罐車的液位進(jìn)行實時監(jiān)控和識別，通過感應(yīng)元件實現(xiàn)對液位的準(zhǔn)確檢測，通過檢測發(fā)射和接收的時延來確定液位的高度。隨著計算機(jī)視覺處理技術(shù)的發(fā)展，以及圖像處理技術(shù)的應(yīng)用，采用計算機(jī)視覺部監(jiān)控方法進(jìn)行危險氣體罐車的液位監(jiān)控識別成為未來實現(xiàn)液位準(zhǔn)確監(jiān)測和定位的重要發(fā)展方向，研究基于計算機(jī)視覺的危險罐車的液位檢測監(jiān)控報警系統(tǒng)，在保障危險罐車運輸安全方面具有重要意義，相關(guān)的系統(tǒng)設(shè)計方法受到人們的重視[1?3]。

目前，對液位的檢測方法按照測量液位的感應(yīng)元件與被測液體是否接觸，其可分為接觸型和非接觸型兩大類。通過人工檢尺法[4?6]，加裝浮子測量裝置進(jìn)行液位檢測，微波雷達(dá)、射線及激光主要是應(yīng)用在檢測罐體為危險物質(zhì)，將微波發(fā)射器和接收器安裝在罐頂，利用超聲技術(shù)并結(jié)合數(shù)字信號處理算法進(jìn)行液位檢測[7?9]。但是，上述設(shè)計方案因無法找到超聲信號為零的位置，所以考慮使用靈敏度相同的另一液位檢測傳感器作為參考通道進(jìn)行自適應(yīng)噪聲抵消，參考液位檢測傳感器應(yīng)放置在對目標(biāo)反射信號較小，更多的反映液位反射的超聲信號的位置，但是對電磁波、光波等超聲無法穿過的介質(zhì)，液位檢測的精度不高[10]，難以實現(xiàn)有效的監(jiān)控識別和報警。針對上述問題，本文進(jìn)行危險氣體罐車液位監(jiān)控識別報警系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計，首先進(jìn)行了液位檢測原理分析，構(gòu)建系統(tǒng)裝置的總體結(jié)構(gòu)模型，然后進(jìn)行了危險氣體罐車液位計算機(jī)視覺監(jiān)控識別報警系統(tǒng)的硬件模塊化設(shè)計和軟件設(shè)計，最后通過實驗分析驗證了本文設(shè)計的液位監(jiān)控識別報警系統(tǒng)的優(yōu)越性能，得出有效性結(jié)論。

1 液位計算機(jī)視覺監(jiān)控識別報警系統(tǒng)的總體設(shè)計

根據(jù)上述液位檢測弊端分析，進(jìn)行危險氣體罐車液位計算機(jī)視覺監(jiān)控識別報警系統(tǒng)設(shè)計，首先分析系統(tǒng)設(shè)計的總體架構(gòu)模型，系統(tǒng)設(shè)計包括了系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計部分。硬件設(shè)計中，主要是在計算機(jī)視覺環(huán)境下完成液位視覺特征的獲取，并對接收到的視覺特征進(jìn)行相應(yīng)的處理。本系統(tǒng)的硬件部分主要是數(shù)據(jù)采集和數(shù)字信號處理。接收探頭采集的視覺特征通過信號采集電路進(jìn)行高分辨率的A/D采樣，液位視覺的差異性可以通過對分辨率和采樣率的大小來判斷。在對液位檢測的超聲信號檢測的基礎(chǔ)上，設(shè)計自適應(yīng)濾波器進(jìn)行信號濾波，通過自適應(yīng)均衡方法得到基于視覺傳感器的液位檢測特征，為系統(tǒng)設(shè)計提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。因此，采集電路的設(shè)計必須采用高分辨率，硬件電路設(shè)計中，包括確定DSP處理器型號、Visual DSP++集成開發(fā)環(huán)境、器件以及連接關(guān)系。根據(jù)I/O設(shè)備的數(shù)據(jù)采集量確定液位監(jiān)控識別系統(tǒng)的分辨率和基線恢復(fù)性能，采用ADI公司的ADSP21160處理器系統(tǒng)作為計算機(jī)視覺監(jiān)控識別的主控芯片，數(shù)字信號處理器主要完成對整個硬件系統(tǒng)的電路控制，根據(jù)設(shè)計的功能指標(biāo)得到本文設(shè)計的監(jiān)控系統(tǒng)的計算機(jī)視覺的像素值的系統(tǒng)最低采樣率為1 024 MHz， 則DSP的最低速度應(yīng)大于[25×20=500 MHz]。

在進(jìn)行罐體液位監(jiān)控中，研究的罐體的厚度分別為5 mm平面罐體，20 mm平面罐體。由于本文構(gòu)建的系統(tǒng)是一個高采樣率的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在進(jìn)行液位監(jiān)控識別報警中，需要利用C8051F處理器發(fā)射頻率為120 kHz左右的脈沖序列，作為原始聲信號數(shù)據(jù)存入計算機(jī)系統(tǒng)，以此進(jìn)行監(jiān)控識別，根據(jù)上述描述，得到系統(tǒng)設(shè)計的模塊構(gòu)架如圖1所示。

2 系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

2.1 硬件電路設(shè)計的指標(biāo)分析

在上述進(jìn)行了危險氣體罐車液位計算機(jī)視覺監(jiān)控識別報警系統(tǒng)的液位檢測原理分析和系統(tǒng)設(shè)計總體構(gòu)建描述的基礎(chǔ)上，進(jìn)行系統(tǒng)的硬件設(shè)計，系統(tǒng)的硬件模塊主要包括了超聲信號A/D采樣電路、時鐘電路、濾波電路、程序加載電路和電源電路等。系統(tǒng)的設(shè)計指標(biāo)描述如下：

（1） 危險氣體罐車液位計算機(jī)視覺監(jiān)控識別報警系統(tǒng)的輸出信號幅度

（2） 監(jiān)控系統(tǒng)的整體功耗

（3） 計算機(jī)視覺監(jiān)控接收機(jī)采樣率不低于12 MHz；

（4） CAN總線對無液狀態(tài)采集數(shù)據(jù)采樣分辨率不低于8位；

（5） 有液狀態(tài)采集數(shù)據(jù)中具有高壓控制功能；

（6） 具有基線恢復(fù)功能。

根據(jù)上述設(shè)計的指標(biāo)，進(jìn)行硬件模塊化設(shè)計。

2.2 系統(tǒng)硬件模塊化設(shè)計與電路實現(xiàn)

首先設(shè)計圖像信號A/D采樣電路，A/D采樣電路是實現(xiàn)罐車液位計算機(jī)視覺監(jiān)控識別報警系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)，通過A/D采樣電路上傳圖譜數(shù)據(jù)，使用AD公司一款高性能A/D芯片AD9225對上一個緩沖區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行峰值檢測，利用A/D芯片內(nèi)的采樣保持器和參考電壓進(jìn)行計算機(jī)視覺特征監(jiān)測和液位脈沖數(shù)據(jù)采樣，結(jié)合視覺特征在危險氣體罐車中傳播可以進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換，通過A/D采樣電路轉(zhuǎn)化為計算機(jī)視覺監(jiān)控系統(tǒng)能識別的數(shù)字信號，A/D芯片通過時鐘把脈沖信息輸入到罐體液位監(jiān)測系統(tǒng)的中央處理單元，數(shù)字輸出包括12位數(shù)字輸出和一個溢出指示位，采用多樣化的數(shù)據(jù)捕捉和傳送模式，罐車液位計算機(jī)視覺監(jiān)控識別報警系統(tǒng)的PPI的所有操作與A/D、D/A轉(zhuǎn)換器、視頻編碼/解碼器進(jìn)行并行串口通信，由此實現(xiàn)控制信號的無幀同步、內(nèi)部觸發(fā)。根據(jù)上述設(shè)計，得到罐車液位計算機(jī)視覺監(jiān)控識別報警系統(tǒng)A/D采樣的時序邏輯如圖2所示。

罐車液位計算機(jī)視覺監(jiān)控識別報警系統(tǒng)的輸入超聲信號采用的是單端輸入，耦合方式可以是交流耦合，通過上述邏輯結(jié)構(gòu)，構(gòu)建A/D采樣電路如圖3所示。

圖4中，WDO引腳產(chǎn)生的超聲波將發(fā)生反射縱波（或橫波），利用多層介質(zhì)中超聲波的傳播規(guī)律進(jìn)行計算機(jī)視覺監(jiān)控識別，實現(xiàn)對罐體液位狀態(tài)的檢測。

2.3 軟件算法的設(shè)計

由于是單峰液位突變特征，因此，可結(jié)合角點檢測的特點，利用Harris角點檢測方法能夠?qū)崿F(xiàn)丙烯聚合過程中非正常液位的檢測和識別。角點能夠描述液位圖像中兩個邊緣的相交點，Harris角點檢測方法主要通過液位圖像中的特征點形狀進(jìn)行非正常液位的檢測和識別，即使液位的顏色發(fā)生變化仍能進(jìn)行有效的檢測。

設(shè)置液位圖像[I（x，y）]，對其進(jìn)行平移[（Δx，Δy）]后圖像具有自相似性，這種自相似性能夠用自相關(guān)函數(shù)進(jìn)行評價，其公式如下：

[c（x，y；Δx，Δy）=（u，v）∈W（x，y）ω（u，v）[I（u，v）-I（u+Δx，v+Δy）]2] （1）

式中：[W（x，y）]為以[（x，y）]為中心模板的窗口；[ω（u，v）]為加權(quán)函數(shù)，可以將其設(shè)置為常數(shù)或者高斯函數(shù)。對泰勒公式進(jìn)行展開，能夠得到：

[I（u+Δx，v+Δy）≈I（u，v）+Ix（u，v）Δx+Iy（u，v）Δy =I（u，v）+[Ix（u，v）Iy（u，v）]ΔxΔy] （2）

則：

[c（x，y；Δx，Δy）=ω（u，v）[I（u，v）-I（u+Δx，v+Δy）]2 ≈[Ix（u，v）Iy（u，v）]ΔxΔy2ω（u，v） =[Δx，Δy]M（x，y）ΔxΔyω（u，v）]（3）式中：

[M（x，y）=Ix（u，v）2Ix（u，v）Iy（u，v）Ix（u，v）Iy（u，v）Iy（u，v）2=ACCB] （4）

因此，對液位圖像進(jìn)行平移后得到的自相關(guān)函數(shù)能夠近似于下述二次項函數(shù)：

[c（x，y；Δx，Δy）≈[Δx，Δy]M（x，y）ΔxΔy] （5）

進(jìn)而能夠得到丙烯聚合過程中液位的視覺方程：

[Δx，ΔyM（x，y）ΔxΔy=1] （6）

圖像中液位圖像的尺寸是由[M]矩陣的特征值決定的，特征值能描述液位圖像中灰度變化的速度和方向。Harris角點法無需對[M]的特征值進(jìn)行計算，只要計算出一個角點的響應(yīng)即可，其計算公式如下：

[R=detM-α（traceM）2] （7）

式中，[α]為經(jīng)驗參數(shù)，通常取值為0.04～0.06。利用上述方法取得的全部Harris角點，計算全部的角點縱坐標(biāo)的均值進(jìn)行計算即可得到實際的液位高度，從而實現(xiàn)丙烯聚合過程中非正常液位的準(zhǔn)確檢測與識別。

3 系統(tǒng)軟件開發(fā)仿真環(huán)境描述和系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果分析

危險氣體罐車液位計算機(jī)視覺監(jiān)控識別報警系統(tǒng)的軟件開發(fā)建立在嵌入式Linux開發(fā)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，系統(tǒng)軟件需要實現(xiàn)的功能包括危險氣體罐車液位超聲采集、能譜測量、計算機(jī)視覺圖像控制、CAN通信以及A/D采樣E2PROM燒寫。SPI E2PROM AT25HP512用于DSP的程序加載，正確配置DSP的SPI寄存器，采用DIP封裝實現(xiàn)程序加載，根據(jù)上述軟件開發(fā)環(huán)境，發(fā)送WREN指令直接通過燒寫器燒寫，進(jìn)行危險氣體罐車液位計算機(jī)視覺監(jiān)控識別報警系統(tǒng)的仿真測試。首先采用層次聚類方法在計算機(jī)視覺環(huán)境下進(jìn)行液位狀態(tài)數(shù)據(jù)采集，然后進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換，得到有液狀態(tài)和無液狀態(tài)下的采集結(jié)果如圖5所示。

對上述原始數(shù)據(jù)進(jìn)行信號處理，采用自適應(yīng)濾波電路進(jìn)行有用信息提取，得到提取結(jié)果如圖6所示。

監(jiān)控識別，由圖6可見，采用本文設(shè)計的系統(tǒng)進(jìn)行危險氣體罐車的液位檢測，在計算機(jī)視覺下能實時準(zhǔn)確檢測液位值，實現(xiàn)準(zhǔn)確的監(jiān)控識別和報警，性能可靠穩(wěn)定。

4 結(jié) 語

本文進(jìn)行了危險氣體罐車液位計算機(jī)視覺監(jiān)控識別報警系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計，利用不同液位狀態(tài)下聲波在不同罐體環(huán)境中的傳播特征的差異性，進(jìn)行聲波在不同罐體環(huán)境中的傳播的差異性特征提取，判定液位狀態(tài)。進(jìn)行系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，包括A/D采樣電路、時鐘電路、濾波電路、程序加載電路和電源電路等。通過危險氣體罐車液位檢測系統(tǒng)輸入的參考信號對有液和無液的狀態(tài)進(jìn)行區(qū)別檢測，采用計算機(jī)視覺監(jiān)測方法，進(jìn)行危險氣體罐車液位內(nèi)部狀態(tài)特征的視覺監(jiān)測。研究表明，該系統(tǒng)具有較好的液位檢測性能，實現(xiàn)危險氣體罐車液位的有效監(jiān)控識別報警，具有較好的應(yīng)用價值。

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篇6

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）05-1211-02

新型計算機(jī)視覺圖像精密測量是一種基于計算機(jī)程序設(shè)計以及圖像顯示的高精度的關(guān)鍵技術(shù)，它廣泛用于測量的領(lǐng)域，對于測量的準(zhǔn)確性有很好的保證。這種關(guān)鍵技術(shù)是幾何了光學(xué)的特性，發(fā)揮了圖像學(xué)的顯影性，把普通的測量技術(shù)瞬間提升到了一個新的高度。在這項關(guān)鍵技術(shù)中包含了物理學(xué)中光的效應(yīng)，圖像中的傳感器以及計算機(jī)中的編程軟件，這還不完全，還有一些其他科學(xué)領(lǐng)域知識的輔助，可以說這項關(guān)鍵技術(shù)是一個非常有技術(shù)含量的技術(shù)，很值得學(xué)者進(jìn)行研究。

1 計算機(jī)視覺圖像精密測量的關(guān)鍵技術(shù)的具體形式

在以往的測量中，選擇的測量方式還是完全采用機(jī)械的形式，但是在使用了計算機(jī)視覺圖像精密測量后，完成了許多以往技術(shù)所不能達(dá)到的任務(wù)。在我們的研究中，計算機(jī)視覺圖像測量的原理是通過攝像機(jī)將被處理的對象采集進(jìn)行影像采集，在多個控制點的數(shù)據(jù)采集完成后，系統(tǒng)會自動將這些圖像進(jìn)行整合，得出相關(guān)的幾何多變參數(shù)，再在計算機(jī)上以具體的數(shù)據(jù)顯示出來，以供技術(shù)人員使用參照。

在上面所說的攝像機(jī)并不是我們通常意義上生活中使用的攝像機(jī)。它是一種可視化較強(qiáng)，表針比較敏感的測試儀?？梢詫⒁曈X中的二維形態(tài)通過顯影，記錄在機(jī)械的光譜儀上，再將這種的二維圖像做數(shù)學(xué)處理，有二階矩陣轉(zhuǎn)換為三階矩陣，通過播放儀呈現(xiàn)出三維的影像。這時的圖像變?yōu)榱Ⅲw化，更有層次感，效果上也有了明顯的變化，這是一種顯示方法。此外還有一種造價較高的儀器，我們不常使用，就是圖像提取器。同樣是采集控制點的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)整合在系統(tǒng)之內(nèi)，然后對于原始的圖像進(jìn)行預(yù)處理，不再經(jīng)過有曝光這個程序，將圖像中關(guān)鍵點的坐標(biāo)在整個內(nèi)部軸面上體現(xiàn)出來，提取數(shù)據(jù)幀數(shù)，再運用機(jī)器的智能識別系統(tǒng)，對控制點的坐標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，自動生成圖形，這也可以用于精密測量。它的優(yōu)點就是使用上極其的方面，基本只要架立儀器和打開開關(guān)，其他的工作機(jī)械系統(tǒng)都會自動的完成。使用的困難就是造價極其的高，不適合一般企業(yè)使用。在基于計算機(jī)視覺圖像測量中使用上的原理如下：

1） 計算出觀察控制點到計算機(jī)視覺圖像測量儀器的有效距離；

2） 得出觀察點到目標(biāo)控制點之間的三維的運動幾何參數(shù)；

3） 推斷出目標(biāo)控制點在整個平面上的表面特征（ 大多時候要求形成立體視覺）；

4） 還通過觀察可以判斷出目標(biāo)物體的幾何坐標(biāo)方位。

在整個計算機(jī)視覺圖像精密測量的關(guān)鍵技術(shù)中最關(guān)鍵的元件就是壓力應(yīng)變電阻儀，這也是傳感器的一部分。壓力應(yīng)變電阻儀的使用方式是將應(yīng)力片粘貼在控制點位上，事先在物體表面打磨平整，清理干凈后，涂抹丙酮試劑，在液體完全風(fēng)干后就可以黏貼應(yīng)力片，通過導(dǎo)線的聯(lián)接，形成了一小段閉合的電路，時刻讓計算機(jī)視覺圖像系統(tǒng)可以感應(yīng)到并作跟蹤觀察。因受到來自不同方面諧波的影響后，應(yīng)力片會產(chǎn)生一定數(shù)值的電阻，在電路中，這些電阻會轉(zhuǎn)化為電流，視覺圖像系統(tǒng)接收到了電流后就會顯示在儀表盤上相應(yīng)的數(shù)據(jù)，我們就可以根據(jù)儀表盤中的數(shù)據(jù)記錄測量中的數(shù)據(jù)，很好的解決了原始機(jī)械在使用過程中大量的做無用功所消耗資源的現(xiàn)象。傳感器對每個應(yīng)點都進(jìn)行動態(tài)的測量，將數(shù)據(jù)模轉(zhuǎn)換成現(xiàn)實中的圖像，精確的成像可以測算出控制點的位置，用計算機(jī)視覺圖像精密測量結(jié)合數(shù)據(jù)方面的相關(guān)的分析，得出施工中的可行性報告分析，減低了施工中的成本，將施工的預(yù)算控制在一個合理的范圍之內(nèi)。

當(dāng)無法觀察到控制點是，計算機(jī)視覺圖像精密測量可以通過接收信號或是相關(guān)的頻率波段來收集數(shù)據(jù)，不會因為以往測量的環(huán)境不好，距離太遠(yuǎn)，誤差太大的影響。

2 計算機(jī)視覺圖像精密測量的關(guān)鍵技術(shù)分析

在計算機(jī)視覺圖像精密測量的關(guān)鍵技術(shù)中解決了很多以往很難完成的任務(wù)，但是在使用過程中還是發(fā)生了很多的問題。尤其在視覺圖像的選擇中，無法使用高幀數(shù)的圖片顯示，無法將計算機(jī)視覺圖像精密測量的關(guān)鍵技術(shù)的優(yōu)點發(fā)揮出來。我們就計算機(jī)視覺圖像精密測量的關(guān)鍵技術(shù)中常見的問題進(jìn)行討論。

2.1 降低失誤的概率

在很多的數(shù)據(jù)誤差中，有一部分是出現(xiàn)在人為的因素上面。對于機(jī)器的不熟悉和操作中的疏忽都會在一定程度上對圖像的視覺感模擬帶來麻煩。對于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置上，要經(jīng)常性的學(xué)習(xí)，將配置在可能的情況下設(shè)置的更加合理和使用，保證網(wǎng)絡(luò)連接系統(tǒng)的安全性。為防止更多因操作帶來的誤差，選用系統(tǒng)登入的制度，用戶在通過識別后進(jìn)入系統(tǒng)，在采集數(shù)據(jù)后，確定最終數(shù)據(jù)上又相關(guān)的再次確定的標(biāo)識，系統(tǒng)對本身有的登錄服務(wù)器和路由器有相關(guān)的資料解釋，記錄好實用操作的時間，及時備份。

2.2 對于權(quán)限的控制

權(quán)限控制是針對測量關(guān)鍵所提出的一種安全保護(hù)措施，它是在使用計算機(jī)視覺圖像精密測量的關(guān)鍵技術(shù)中對用戶和用戶組賦予一定的權(quán)限，可以限制用戶和用戶組對目錄、子目錄、文件、打印機(jī)和其他共享資源的瀏覽和更改。圖像中的運行服務(wù)器在停止的情況下可以做出不應(yīng)答的操作指令，立刻關(guān)閉當(dāng)前不適用的界面，加快系統(tǒng)的運行速度，對于每天的日志文件實時監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)問題及時解決。對于數(shù)據(jù)終端的數(shù)據(jù)可采用可三維加密的方法，定時進(jìn)行安全檢測等手段來進(jìn)一步加強(qiáng)系統(tǒng)的安全性。如果通過了加密通道，系統(tǒng)可以將數(shù)據(jù)自動的保存和轉(zhuǎn)換為視圖模式，對于數(shù)據(jù)的審計和運行可以同時進(jìn)行，這樣就可以很好的保證大地測量中的圖像數(shù)據(jù)安全，利用防護(hù)墻將采集中廢棄的數(shù)據(jù)革除在外，避免數(shù)值之間發(fā)生紊亂的現(xiàn)象，進(jìn)一步改善計算機(jī)視覺圖像精密測量的關(guān)鍵技術(shù)。

2.3 開啟自動建立備份系統(tǒng)

計算機(jī)視覺圖像精密測量的關(guān)鍵技術(shù)的完善中會常遇到系統(tǒng)突然崩潰或是圖像受到嚴(yán)重干擾導(dǎo)致無法轉(zhuǎn)換的一系列情況，發(fā)生這種情況最大的可能性就是系統(tǒng)在處理多組數(shù)據(jù)后無法重新還原成進(jìn)入界面。這時為保證圖片轉(zhuǎn)換成數(shù)字的系統(tǒng)數(shù)據(jù)不丟失，我們對系統(tǒng)進(jìn)行備份。選定固定的磁盤保存數(shù)據(jù)，定期將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)（轉(zhuǎn)換前的圖像和轉(zhuǎn)換后的數(shù)值）導(dǎo)出，保證程序的正常運行。當(dāng)系統(tǒng)一旦發(fā)生錯誤，可以盡快的恢復(fù)數(shù)據(jù)的初始狀態(tài)，為測量任務(wù)的完成爭取更多的時間。我們還要減少信號源周圍的干擾，定期的更新系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，保持?jǐn)?shù)據(jù)采集的穩(wěn)定性，把攝像機(jī)記錄出的數(shù)據(jù)節(jié)點保存在相應(yīng)的技術(shù)圖紙上，用這樣的方式來知道測量工作。系統(tǒng)備份的數(shù)據(jù)還可以用于數(shù)據(jù)的對比，重復(fù)測量后得出的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會自動也備份的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，發(fā)現(xiàn)誤差值在規(guī)定以外，就會做出相應(yīng)的預(yù)警，這樣也能在工作中降低出現(xiàn)誤差的概率。

3 計算機(jī)視覺圖像精密測量的關(guān)鍵技術(shù)遇到的困難和使用前景

計算機(jī)視覺圖像精密測量的關(guān)鍵技術(shù)作為一種新興技術(shù)在使用時間上不過十幾年，其使用的程度已經(jīng)無法估算。正是因為它的簡單、使用、精度高以及自動化能力卓越的特點受到了測量單位的廣泛青睞。在測量方面的這些可靠性和穩(wěn)定性也是有目共睹的。在土木和機(jī)械測量的行業(yè)計算機(jī)視覺圖像精密測量的關(guān)鍵技術(shù)都會有廣泛和良好的使用，前景也是十分的廣闊。但是不容忽視該技術(shù)也有一些弊端。這項關(guān)鍵技術(shù)中涵蓋的學(xué)科非常的多，涉及到的知識也很全面，一旦出現(xiàn)了機(jī)器的故障，在維修上還是一個很大的問題，如何很好的解決計算機(jī)視覺圖像技術(shù)的相關(guān)核心問題就是當(dāng)下亟待解決的。

我們都知道，人的眼睛是可以受到吱聲的控制，想要完成觀測是十分簡單的，但是在計算機(jī)視覺圖像技術(shù)中，畢竟是采取攝像機(jī)取景的模式，在取得的點位有的時候不是特別的有代表性，很難將這些問題具體化、形象化。達(dá)不到我們設(shè)計時的初衷。所以在這些模型的構(gòu)建中和數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換上必須有嚴(yán)格的規(guī)定和要求，切不可盲目的實施測量，每項技術(shù)操作都要按規(guī)程來實施。

上文中也談到了，計算機(jī)視覺圖像精密測量的關(guān)鍵技術(shù)中最主要的構(gòu)建是傳感器，一個合理的傳感器是體統(tǒng)的“心臟”，我們在儀器的操作中，不能時時刻刻對傳感器進(jìn)行檢查，甚至這種高精度的元件在檢查上也并不是一件簡單的事情，通過不斷的研究，將傳感器的等級和使用方法上進(jìn)行一定的創(chuàng)新也是一項科研任務(wù)。

4 結(jié)束語

在測量工程發(fā)展的今天，很多的測量技術(shù)已經(jīng)離不了計算機(jī)視覺圖像技術(shù)的輔助，該文中詳細(xì)的談到了基于計算機(jī)視覺圖像精密測量的關(guān)鍵技術(shù)方面的研究，對于之中可能出現(xiàn)的一些問題也提出了相應(yīng)的解決方案。測量工程中計算機(jī)視覺圖像精密測量的關(guān)鍵技術(shù)可以很好的解決和完善測量中遇到的一些問題，但是也暴露出了很多的問題。

將基于計算機(jī)視覺圖像精密測量的關(guān)鍵技術(shù)引入到測量工程中來，也是加強(qiáng)了工程建設(shè)的信息化水平。可以預(yù)見的是，在未來使用計算機(jī)視覺圖像技術(shù)建立的測量模型會得到更多、更好的應(yīng)用。但作為一個長期復(fù)雜的技術(shù)工程，在這個建設(shè)過程中定會有一些困難的出現(xiàn)。希望通過不斷的發(fā)現(xiàn)問題、總結(jié)經(jīng)驗，讓計算機(jī)視覺圖像精密測量的關(guān)鍵技術(shù)在測量中作用發(fā)揮的更好。

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篇7

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）30-0137-02

21世紀(jì)是國際計算機(jī)技術(shù)高度發(fā)展的時代，人們生活中的每個角落都可以看到計算機(jī)技術(shù)的身影，尤其是現(xiàn)代計算機(jī)視覺技術(shù)和圖像處理功能發(fā)展更加迅猛，各技術(shù)分支也逐漸趨于成熟。計算機(jī)視覺技術(shù)主要指的就是利用智能計算機(jī)系統(tǒng)來代替人類的眼睛對現(xiàn)實三維世界進(jìn)行辨識和理解，整個過程均是計算機(jī)自我學(xué)習(xí)的過程，而隨著這項技術(shù)研究的不斷深入，其不再僅僅包含計算機(jī)技術(shù)科學(xué)，同時還涉獵了包括生理學(xué)、神經(jīng)學(xué)、物理學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)等多門學(xué)科，為人類科技的進(jìn)步提供了有效的動力。

1 計算機(jī)對視頻中運動物體檢測的原理概述

在現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)下，對視頻當(dāng)中的運動物體檢測原理主要包括兩種，分別是從微觀和宏觀的角度出發(fā)。其中宏觀檢測技術(shù)指的是當(dāng)計算機(jī)截取了視頻中的某一個圖像，其以整幅圖像為對象進(jìn)行檢測；微觀檢測技術(shù)是指在截取圖像后，根據(jù)實際需求對某一區(qū)域內(nèi)的圖像內(nèi)容進(jìn)行檢測。在計算機(jī)視覺技術(shù)實際應(yīng)用時，其第一步就是對圖像的采集，第二步是對已經(jīng)采集的圖像進(jìn)行預(yù)分析處理，如果采用宏觀檢測技術(shù)則對圖像整體進(jìn)行分析；如果采用微觀檢測技術(shù)則首先將圖像進(jìn)行分割，然后對分割后各圖像內(nèi)容中出現(xiàn)的運動物體影像進(jìn)行分析。在圖像數(shù)據(jù)獲取過程中應(yīng)用的是背景差分法，這一技術(shù)主要是將背景和運動物體進(jìn)行分離提取，以獲取沒有背景圖像的運動物體影像數(shù)據(jù)。還可以利用幀間差分法，這種方法主要是對一個視頻圖像的逐幀畫面進(jìn)行差別比較，從而獲得各幀圖像上的差值，而將這些差值幀圖結(jié)合起來就是一個物體在計算機(jī)視覺下的運動軌跡。現(xiàn)代研究者更傾向于將背景和幀間差分法進(jìn)行結(jié)合運用，這樣可以獲得無背景下的運動物體軌跡，進(jìn)而提升計算機(jī)視覺系統(tǒng)捕捉數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2 OpenCV的應(yīng)用概述

OpenCV是現(xiàn)代計算機(jī)視覺技術(shù)當(dāng)中具有開源性的視覺庫，其最早是由俄羅斯Intel分公司所研發(fā)，不僅高效，而且具有兼容的優(yōu)勢。同時與傳統(tǒng)IPL圖像處理系統(tǒng)相比，OpenCV所處理的圖像數(shù)據(jù)等級更高，例如在對運動物體進(jìn)行特征跟蹤、目標(biāo)分割、運動軌跡分析以及三維模型重建等方面都有著巨大的優(yōu)勢。

OpenCV本身編輯的源代碼是開放式的，編寫過程簡潔且方便，并且程序中大多數(shù)函數(shù)已經(jīng)通過了匯編的最優(yōu)化，使其能夠更加高效地被應(yīng)用。在使用OpenCV的攝像機(jī)標(biāo)定模塊已經(jīng)為用戶設(shè)計了實用性較強(qiáng)的接口，并且能夠支持Windows界面的操作平臺，使得這一技術(shù)的操作更加簡便。這一技術(shù)本身操作簡便，對于編程人員和檢驗人員個人技能素質(zhì)要求并不高，視覺技術(shù)系統(tǒng)研發(fā)人員可以利用簡便的操作來檢驗其設(shè)想是否能夠?qū)崿F(xiàn)，這就使得現(xiàn)代計算機(jī)視覺技術(shù)開發(fā)團(tuán)隊能夠形成更好的協(xié)作研發(fā)關(guān)系，進(jìn)一步提升技術(shù)研究效率。目前已知OpenCV編程系統(tǒng)在航空航天定位、衛(wèi)星地圖繪制、工廠大規(guī)模生產(chǎn)視覺檢測等方面得到了廣泛的應(yīng)用，同時對于無人飛行器的視覺捕捉技術(shù)也有極大的幫助。最為重要的是OpenCV編程語言的兼容性較強(qiáng)，編程人員可以根據(jù)自己的意愿對源代碼進(jìn)行披露，并且國內(nèi)也已經(jīng)形成了規(guī)模較大的交流社區(qū)，給更多同行業(yè)者提供答疑解惑的場所，進(jìn)一步擴(kuò)大了OpenCV的應(yīng)用范圍。

3 基于OpenCV的計算機(jī)視覺技術(shù)

3.1 基于OpenCV下的運動物體檢測技術(shù)

在常規(guī)運動物體檢測技術(shù)下，均是直接通過圖像背景和運動物體的區(qū)分來實現(xiàn)運動物體的捕捉。而基于OpenCV下的運動物體檢測技術(shù)則不僅能夠針對于圖像背景的分離實現(xiàn)運動物體的觀察，還可通過物體本身特定的信息來進(jìn)行檢測，主要包括形狀、輪廓以及顏色等。這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)在復(fù)雜的背景當(dāng)中將特定的運動物體完整抽離出來。其基本流程包括：首先，對影像數(shù)據(jù)當(dāng)中某一時間點的圖像進(jìn)行捕捉，然后對這一視頻圖像的格式進(jìn)行轉(zhuǎn)化；其次，對轉(zhuǎn)化格式后的視頻圖像進(jìn)行早期處理，并將運動物體和復(fù)雜的背景區(qū)分開，降低周圍各環(huán)境因素對運動物體主體圖像的影響；第三，根據(jù)完成提取后的運動物體圖像進(jìn)行辨識，然后再從視頻當(dāng)中捕捉擁有相同特征的物體，并對該物體進(jìn)行跟蹤識別。而這一過程的實質(zhì)則在于先利用圖像捕捉技術(shù)對畫面進(jìn)行截取，然后同時利用背景差分法和幀間差分法對圖像進(jìn)行分割，逐幀地將運動物體完成提取出來，以供計算機(jī)進(jìn)行視覺跟蹤處理。

3.2 基于OpenCV的圖像預(yù)處理技術(shù)

一般情況下，計算機(jī)視覺處理技術(shù)應(yīng)用的環(huán)境情況較為復(fù)雜，大多數(shù)應(yīng)用環(huán)境當(dāng)中均有光照的變化，并且部分計算機(jī)視覺處理設(shè)備還需要在露天環(huán)境下進(jìn)行工作，此時周圍環(huán)境中的風(fēng)、溫度、光照、氣候以及運動物體數(shù)量等對視頻圖像的采集均有著極大的影響。環(huán)境因素會使圖像采集的質(zhì)量大幅度降低，同時圖像當(dāng)中的噪點問題也難以避免，而噪點是視覺捕捉和圖像處理當(dāng)中最大的影響因素。因此，在基于OpenCV下的計算機(jī)視覺技術(shù)在捕捉視頻圖像之后先對其進(jìn)行預(yù)處理，然后再由系統(tǒng)對運動物體進(jìn)行分離、檢測和跟蹤。一般的預(yù)處理過程主要包括平滑度濾波、圖像填充、背景實時更新等。

1）圖像的平滑度濾波預(yù)處理技術(shù)

由于在實際計算機(jī)視覺捕捉過程中圖像噪點是難以避免的問題，以此在對圖像中運動物體進(jìn)行檢測前，應(yīng)該相對這些噪點進(jìn)行預(yù)處理，降低環(huán)境噪聲對圖像的影響。圖像的平滑度濾波處理共分為兩種方式，分別為線性和非線性。其中線性處理方式就是通過計算機(jī)處理設(shè)備的簡單運算，對圖像當(dāng)中的噪點進(jìn)行直接清除，但這一技術(shù)使用后會造成截獲圖像模糊不清的情況，因此僅對噪點較少的圖像采用該處理方式；非線性濾波處理則是利用復(fù)雜的圖像處理運算，將截獲圖像當(dāng)中的噪點無限縮小，使其不對圖像整體造成影響，并且可以有效保證圖像的局部調(diào)整，但這種處理方式在運算時速度沒有線性濾波處理快，因此需應(yīng)用在噪點較多，圖像信息較復(fù)雜的處理當(dāng)中。

2）圖像的填充預(yù)處理技術(shù)

這一處理技術(shù)在使用過程中運算速度較慢，主要是由于其需要對逐幀的圖像均進(jìn)行處理，也包括兩種處理方式，分別為邊緣填充和腐蝕膨脹處理。其中邊緣填充處理主要指的是在確定運動物體之后，利用計算機(jī)系統(tǒng)自身的邊緣檢測處理技術(shù)，對物體的輪廓進(jìn)行辨識，并利用形態(tài)學(xué)上的漫水填充方式對運動物體周圍的噪點進(jìn)行顏色填充，減小其對畫面整體元素的影響。而腐蝕膨脹處理與邊緣填充處理原理相類似，但這種處理技術(shù)主要是針對于噪點進(jìn)行腐蝕和膨脹，使其在畫面當(dāng)中所占比例擴(kuò)大，但對運動物體本身不造成影響，這使運動物體和噪點之間的差異就會更加明顯，就可以將噪點的影響降到最低，但這種處理方法的效果和攝像機(jī)本身的性能、質(zhì)量等有著密切的關(guān)聯(lián)。

3）背景的實時更新預(yù)處理技術(shù)

在進(jìn)行運動物體和背景分離過程中，計算機(jī)系統(tǒng)需要對圖像上的背景元素進(jìn)行辨識，并對其開展初始化處理，這樣就能夠為后期實時背景圖像的差異進(jìn)行凸顯，以增加前景圖像的效果，降低噪點對圖像的影響。在運用這一技術(shù)時，首先要先對第一幀的圖像進(jìn)行確定，并將第一幀圖像當(dāng)中的背景圖像元素進(jìn)行辨識，然后在后期圖像更新和運動物體檢測過程中對背景進(jìn)行實時更新處理。在更新的過程中其流程主要包括：首先，系統(tǒng)要對所讀取的畫面進(jìn)行有效的判斷，了解該圖像是否為第一幀；其次，將Opencv處理的圖像轉(zhuǎn)變?yōu)閱瓮ǖ阑叶戎担坏谌?，對轉(zhuǎn)變后的圖像進(jìn)行高斯平滑度濾波處理，將圖像當(dāng)中的噪點進(jìn)行去除；第四，采用形態(tài)學(xué)噪點填充技術(shù)對圖像當(dāng)中的噪點進(jìn)行二次處理，以獲得所需要更新的背景圖像。

3.3 前景運動物體的提取技術(shù)

在計算機(jī)視覺技術(shù)進(jìn)行運動物體的檢測時，只有有效保障檢測流程的準(zhǔn)確度，才能夠有效保障對前景運動物體的跟蹤效果。其主要分為兩大步驟，其一是對二值化后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分割處理；其二是在圖像分析前對其進(jìn)行充分的填充處理，保證前景圖數(shù)據(jù)的完整性。同時，在前景圖像提取的過程中也分為多個步驟，其包括：首先，對所提出的前景圖像和背景圖像進(jìn)行差分處理；其次，將差分處理后的圖像二值化處理；第三，對背景當(dāng)中前景物體的輪廓或邊緣進(jìn)行辨識，根據(jù)前景圖像的輪廓對其進(jìn)行填充。由于在實際操作過程中，攝像頭所處環(huán)境的變化較大，并且會在不同場所內(nèi)的不同角度捕捉畫面，因此就需要在前景圖像提取時有效提高背景圖像實時更新的效果。

利用閥值二值化的分割方式能夠有效將前景圖像和背景圖像分離開，從而使目標(biāo)運動物體能夠呈現(xiàn)獨立化，并且閥值分割方式開展前要相對每個像素點進(jìn)行確定，判斷其是否位于灰度值的范圍內(nèi)。而將該圖像的像素灰度和閥值進(jìn)行對比后會出現(xiàn)兩種結(jié)果，分別是灰度值低于或高于閥值。在實際應(yīng)用過程中，有效確定圖像的分割閥值T，就能夠降低環(huán)境當(dāng)中光照因素對圖像質(zhì)量的影響。

4 計算機(jī)視覺技術(shù)當(dāng)中的三維重建技術(shù)

1）三維重建的視覺系統(tǒng)

計算機(jī)視覺技術(shù)在對圖像進(jìn)行捕捉時可以視為是對大量的圖像信息進(jìn)行處理，從攝像機(jī)的視覺角度出發(fā)，其所輸入的圖像一般為二維屬性，但輸出的信息確是三維數(shù)據(jù)，而這種三維空間數(shù)據(jù)能夠提升對運動物體所處空間位置、距離等描述的準(zhǔn)確性。在三維重建視覺系統(tǒng)工作過程中，其相對基本的圖像數(shù)據(jù)框架進(jìn)行確定，然后利用一個坐標(biāo)點建立2.5D圖像數(shù)據(jù)，即以此點為視角能夠觀察到的圖像數(shù)據(jù)，再將2.5D圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行整合從而建立三維圖像。

2）雙目視覺系統(tǒng)

當(dāng)人體利用雙眼在不同角度、同一時間內(nèi)觀察同一個物體時，就可以利用算法來測量該物體和人體之間的距離，而這種方法也被稱為雙目立體感，其應(yīng)用的原理主要是人體視覺差所帶來的影響。同時利用兩臺攝像機(jī)對同一圖像從不同角度進(jìn)行觀察，就能夠獲得人體雙目觀察后的效果，因此這一三維重建技術(shù)也被稱為“雙目視覺系統(tǒng)”。兩臺不同的攝像機(jī)即可代表人體雙眼，其對圖像進(jìn)行逐幀捕獲，但由于角度不同和環(huán)境影響因素的差異，因此造成了圖像差異，必須對其捕捉的圖像進(jìn)行預(yù)處理。

3）三維重構(gòu)算法

在計算機(jī)視覺技術(shù)中對于視頻流的采集主要依靠的是彩色攝像機(jī)、紅外攝像機(jī)、紅外接收攝像頭等設(shè)備。還可以利用微軟所提供的Kinect設(shè)備，在進(jìn)行運動物體檢測前能夠?qū)UI進(jìn)行初始化處理，將系統(tǒng)內(nèi)函數(shù)的參數(shù)設(shè)定為用戶信息深度圖、彩圖、骨骼追蹤圖等數(shù)據(jù)。在使用Kinect設(shè)備對視頻流進(jìn)行打開時，其可以遵循三個步驟，其一是彩色和深度數(shù)據(jù)的處理；其二是根據(jù)數(shù)據(jù)的索引添加顏色信息，并將其引入到深度圖數(shù)據(jù)當(dāng)中；其三是骨骼追蹤數(shù)據(jù)。

5 結(jié)束語

計算機(jī)視覺捕捉技術(shù)是現(xiàn)代計算機(jī)應(yīng)用當(dāng)中較為先進(jìn)的內(nèi)容，其應(yīng)用范圍較廣，對于運動物體的捕捉準(zhǔn)確度較高，能夠有效推進(jìn)現(xiàn)代計算機(jī)模擬技術(shù)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

篇8

計算機(jī)的視覺又叫做機(jī)器視覺，通過利用計算機(jī)或者是其他的一些機(jī)械設(shè)備來幫助人們視線事物到圖片的過程，從而進(jìn)行三維世界的感知活動。計算機(jī)的快速發(fā)展，離不開神經(jīng)心理學(xué)，心理學(xué)和認(rèn)知科學(xué)方面的研究和發(fā)展，計算機(jī)視覺檢測技術(shù)的發(fā)展方向就是對周圍的三維空間進(jìn)行感知和分析。一旦能夠擁有這種能力，計算機(jī)不僅能感知到周圍的總體環(huán)境，而且，還能夠具有對物體進(jìn)行描述，識別理解和儲存的能力。

二、計算機(jī)視覺檢測的基本原理

要實現(xiàn)人工智能對視覺的計算機(jī)處理是很重要的方面在計算機(jī)視覺應(yīng)用領(lǐng)域中如果要讓我們的計算機(jī)明白圖像的信息就必須經(jīng)過一系列的處理過程―――數(shù)字圖像處理.數(shù)字圖像的處理包括5個步驟：圖像預(yù)處理（去除噪聲）、分割處理分割后區(qū)域、測量、圖像判讀、圖像技術(shù).根據(jù)抽象程度和處理方法的不同圖像技術(shù)可分為三個層次：圖像處理、圖像分析和圖像理解.這三個層次的有機(jī)結(jié)合也稱為圖像工程.而計算機(jī)視覺（Computer vision）則是用計算機(jī)實現(xiàn)人的視覺功能對客觀世界三維場景的感知、識別和理解.視覺檢測按其所處理的數(shù)據(jù)類型又大致可分為二值圖像、灰度圖像、彩色圖像和深度圖像的視覺檢測.另外還有X射線檢測、超聲波檢測和紅外線檢測。

作為新興檢測技術(shù)計算機(jī)視覺檢測充分利用了計算機(jī)視覺研究成果采用像傳感器來實現(xiàn)對被測物體的尺寸及空間位置的三維測量能較好地滿足現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展需求.與一般意義上的圖像處理相比計算機(jī)視覺檢測更強(qiáng)調(diào)精度、速度和無損性以及工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境下的可靠性.例如基于三角法的主動視覺測量理具有抗干擾能力強(qiáng)、效率高、精度合適等優(yōu)點非常適合制造業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的在線、非接觸產(chǎn)品檢測及生產(chǎn)監(jiān)控.對人類視覺感知能力的計算機(jī)模擬促進(jìn)了計算機(jī)視覺技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展制造業(yè)上獲取這些信息的目的有：（1）計算出觀察點到目標(biāo)物體的距離；（2）得出觀察點到目標(biāo)物體的運動參數(shù)；（3）甚至可以判斷出目標(biāo)物體的內(nèi)部特性；（4）推斷出目標(biāo)物體的表面特征有時要求形成立體視覺。

三、亞像素檢測技術(shù)

隨著工業(yè)檢測等應(yīng)用對精度要求的不斷提高，像素級精度已經(jīng)不能滿足實際檢測的要求，因此需要更高精度的邊緣提取算法，即亞像素算法。亞像素級精度的算法是在經(jīng)典算法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，這些算法一般需要先用經(jīng)典算法找出邊緣像素的位置，然后使用周圍像素的灰度值作為判斷的補充信息，利用插值、擬合等方法，使邊緣定位于更加精確的位置?，F(xiàn)在的亞像素提取算法很多，如重心法、概率論法、解調(diào)測量法、多項式插值法、濾波重建法、矩法等。由于這些算法的精度、抗噪聲能力和運算量各不相同，他們的應(yīng)用場合也是各不相同的。

邊緣是圖像的基本特征，所謂邊緣是指圖像中灰度存在階躍或尖頂狀變化的像素的集合，邊緣廣泛存在于物體與物體、物體與背景之間。圖像測量是通過處理被測物體圖像中的邊緣而獲得物體的幾何參數(shù)的過程，邊緣的定位精度直接影響最終的測量結(jié)果。因此，圖像邊緣提取方法是檢測的基礎(chǔ)和關(guān)鍵之一。在視覺測量領(lǐng)域中，早期使用的都是像素級邊緣檢測方法，例如常用的梯度算子、Lapacian算子和門式算子等。以上的邊緣檢測方法的精度可以達(dá)到像素級精度，即可以判斷出邊緣位于某個像素內(nèi)，但不能確定邊緣在該像素內(nèi)的更精確的位置。如果一個像素對應(yīng)的實際長度較大，就會產(chǎn)生較大的誤差，傳統(tǒng)的整像素邊緣檢測方法就不再適用。

四、計算機(jī)視覺檢測技術(shù)在機(jī)加工零件檢測中的應(yīng)用要素與過程

（一）曲陣CCD相機(jī)

面陣CCD是本項目圖像采集系統(tǒng)中的主要設(shè)備之一，其主要功能是采集實驗圖像。該CCD相機(jī)主要由CCD感光芯片、驅(qū)動電路、信號處理路、電子接口電路和光學(xué)機(jī)械接口等構(gòu)成。

（二）工業(yè)定焦鏡頭

在圖像測量系統(tǒng)中，鏡頭的主要作用是將目標(biāo)聚焦在圖像傳感器的光敏面上。鏡頭的質(zhì)量直接影響到圖像測量系統(tǒng)的整體性能，合理選擇并安裝光學(xué)鏡頭是圖像測量系統(tǒng)設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。

（三）數(shù)字圖像采集卡

隨著數(shù)字信號處理技術(shù)和嵌入式處理器技術(shù)在圖像采集卡中的應(yīng)用，使得圖像采集卡向高速度、多功能和模塊化方向不斷發(fā)展。這類圖像采集卡不僅具有高速圖像采集功能，同時還具備部分圖像處理功能，因此又可以稱之為圖像處理卡。

（四）標(biāo)定板

為提高測量精度，需要進(jìn)行攝像機(jī)標(biāo)定。標(biāo)定過程中，采用NANO公司的CBC75mm}.0型高精度標(biāo)定板，外形尺寸為75mmx75mmx3.0mm，圖形為棋盤格，其尺寸為2.0mmx2.0mm，精度為1級，即圖形尺寸精度與圖形位置精度為。

（五）背光源

背光方式只顯示不透明物體的輪廓，所以這種方式用于被測物需要的信息可以從其輪廓得到的場合。因此，為精確提取軸的圖像中的邊緣特征，需采用背光源。為使圖像邊緣更銳利，光源顏色選擇紅色。

五、結(jié)語

隨著計算機(jī)技術(shù)和光電技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)了一種新的檢測技術(shù)―基于計算機(jī)視覺的檢測技術(shù)，利用CCD攝像機(jī)作為圖像傳感器，綜合運用圖像處理等技術(shù)進(jìn)行非接觸測量的方法，被廣泛地應(yīng)用于零件尺寸的精密測量中。本文以面陣CCD為傳感器，研究了零件在線測量的方法，實現(xiàn)了零件尺寸的圖像邊緣亞像素定位測量，對面陣CCD在高精度測量方面的應(yīng)用作了進(jìn)一步的探索和研究，為面陣CCD在復(fù)雜零件尺寸高精度測量的實現(xiàn)打下了基礎(chǔ)。

篇9

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-3973（2012）002-075-03

1 前言

自1825年世界第一條鐵路在英國出現(xiàn)以來，鐵路已經(jīng)成為人們不可或缺的交通工具，越來越多的人在使用鐵路出行，由于近年來鐵路事故頻頻發(fā)生，促使了計算機(jī)視覺技術(shù)在鐵路檢測上的廣泛使用并大力發(fā)展。

傳統(tǒng)的鐵路檢測一直是靠人工和靜態(tài)檢測，這種檢測缺乏實時性和準(zhǔn)確性，并且效率低下，根本無法滿足鐵路的發(fā)展。這就要求研究一種新的檢測方法來適應(yīng)環(huán)境的發(fā)展，人們就試圖將計算機(jī)視覺技術(shù)應(yīng)用于鐵路檢測上，并取得了很好的效果。將計算機(jī)視覺技術(shù)應(yīng)用在鐵路檢測上顯著提高了鐵路檢測的實時性、準(zhǔn)確性，有效的減輕了人工檢測中工作條件惡劣，工作量大等缺點。它能在列車行駛的過程中就能對鐵路和列車狀況進(jìn)行檢測，并及時的做出預(yù)警，防止安全事故的發(fā)生。目前有關(guān)鐵路檢測主要集中在鐵路信號檢測、軌道檢測、接觸網(wǎng)檢測、電力機(jī)車檢測及站臺環(huán)境監(jiān)測等五個方面。

2 計算機(jī)視覺技術(shù)

計算機(jī)視覺，也稱機(jī)器視覺。它是利用一個代替人眼的圖像傳感器獲取物體的圖像，將圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像，并利用計算機(jī)模擬人的判別準(zhǔn)則去理解和識別圖像，達(dá)到分析圖像和作出結(jié)論的目的。

計算機(jī)視覺是多學(xué)科的交叉和結(jié)合，涉及到數(shù)學(xué)、光學(xué)、人工智能、神經(jīng)生物學(xué)、心理物理學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、圖像處理、圖像理解、模式識別等多個領(lǐng)域。計算機(jī)視覺已有多年的發(fā)展歷程。隨著計算機(jī)、控制理論、模式識別、人工智能和生物技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)視覺在機(jī)器人、工業(yè)檢測、物體識別的應(yīng)用越來越廣，研究方向也從二維到三維，從串行到并行，從直接依賴于輸入信號的低層處理到依賴于特征、結(jié)構(gòu)、關(guān)系和知識的高層處理。

一般的計算機(jī)視覺系統(tǒng)是有CCD(電荷耦合器件)攝像機(jī)、裝備有圖像采集板的計算機(jī)、光照系統(tǒng)以及專用圖像處理軟件等組成。CCD攝像機(jī)將所要研究的對象和背景以圖像的形式記錄下來，這其實是一個光電傳感器，將光學(xué)信號轉(zhuǎn)成電信號，圖像采集板把采集的電信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號，即數(shù)字化，一般情況下在攝取圖像時都需要一個照明系統(tǒng)提供光照，然后再用專用的圖像處理軟件對圖像進(jìn)行處理，輸出分析結(jié)果。

3 計算機(jī)視覺技術(shù)在鐵路信號中的應(yīng)用

鐵路信號燈和現(xiàn)在的交通公路上的紅綠燈是一個功能，但鐵路和公路不同，鐵路有限定的道路，列車必須在限定的股道上行駛，所以一旦與其他車輛相遇的話根本沒有辦法避讓，如果發(fā)生車禍將會對國家和人民的生命和財產(chǎn)造成嚴(yán)重的損失，因此列車必須嚴(yán)格按照信號燈的指示行駛。

鐵路信號燈識別主要是利用了信號燈在不同情況下會發(fā)出特定色彩光的特點。文獻(xiàn)[1]在HSV空間中對S分量圖像邊緣檢測和膨脹等，結(jié)合各種信號燈色調(diào)H分量的取值范圍得到信號燈區(qū)域，然后多次腐蝕直到消除孤立點得到信號燈的邊緣，最后填充信號燈區(qū)域，從而實現(xiàn)了信號燈的識別。在文獻(xiàn)[2]也與此類似。文獻(xiàn)[3]將彩色圖像由RGB模式轉(zhuǎn)化為HSI模式，用彩色特征聚類分析法來對圖像進(jìn)行分割，文中提出了基于顏色和形狀相結(jié)合的復(fù)雜環(huán)境中目標(biāo)檢測與識別方法，用Hough變化來提取目標(biāo)邊界，從而提取出特定目標(biāo)，而后得到指示燈區(qū)域所有像素的H，S統(tǒng)計值確定信號燈的顏色。在文獻(xiàn)[4]提出一種基于改進(jìn)的Hough變化的吊車信號燈識別算法。Roberto將攝取的圖片轉(zhuǎn)換到HIS顏色空間，用基于形狀特征和模板匹配的方法探測到相關(guān)的鐵路標(biāo)志而放棄無關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施。

為了部分消除因為光照條件、背景和拍攝角度對目標(biāo)識別的影響，文獻(xiàn)[5]提出使用一種利用sift特征的方法，它首先建立已知樣本模型的特征集，然后將視頻流每幀灰度圖像的sift特征與之比較，從而實現(xiàn)對目標(biāo)的檢測或跟蹤。實驗表明該方法不僅能避免目標(biāo)的錯誤識別，而且也明顯優(yōu)于基于邊緣檢測的算法，在識別準(zhǔn)確率上達(dá)到了90%。

4 計算機(jī)視覺技術(shù)在軌道檢測中的應(yīng)用

隨著世界鐵路運營速度的不斷提高，列車在行駛時對軌道的撞擊、摩擦加劇，這就會造成軌道的變形、零件松動、磨損乃至缺失等，這些都會對列車的安全性造成嚴(yán)重影響，極有可能會造成鐵路安全事故的發(fā)生。因此軌道設(shè)備具備良好的狀態(tài)是鐵路運輸安全的重要保證。

隨著電子技術(shù)和檢測技術(shù)的發(fā)展，軌道檢測技術(shù)也經(jīng)歷了翻天覆地的變化，其中也有不少研究機(jī)構(gòu)將計算機(jī)視覺技術(shù)應(yīng)用于軌道檢測上，且取得了若干有效的檢測方法。

軌道表面缺陷對列車行駛的質(zhì)量和鐵路系統(tǒng)的安全性會造成嚴(yán)重的影響，文獻(xiàn)[7]提出了一種軌道表面缺陷檢測的實時視覺檢測系統(tǒng)。利用跟蹤提取算法分割出軌道的灰度圖像，然后用局部歸一化法增強(qiáng)軌道圖像的對比度，最后用基于投影輪廓的缺陷定位法檢測缺陷。該算法對噪聲有較強(qiáng)的魯棒性和計算速度快，在一定程度上克服了光照不均和軌道表面反射性質(zhì)不同對圖像的影響，但對局部歸一化過程中參數(shù)的選擇有待進(jìn)一步研究，以使該系統(tǒng)有更強(qiáng)的魯棒性。該系統(tǒng)在216km/h速度下能進(jìn)行實時檢測，但隨著檢測速度的提高檢測的準(zhǔn)確度會明顯下降且缺乏實時性。

文獻(xiàn)[8]利用一排結(jié)構(gòu)光視覺傳感器，將鋼軌輪廓的大圓周和小圓周的中心作為檢查點。首先結(jié)構(gòu)光視覺傳感器拍攝鐵軌側(cè)面并且將其標(biāo)記 在參考坐標(biāo)幀中，最后通過比較測量的鋼軌輪廓與參考輪廓的比較計算出鐵軌磨損程度。該方法簡單快速精確且不需要特殊的圖像處理設(shè)備，在列車較高速度時仍然能達(dá)到良好效果。

5 計算機(jī)視覺技術(shù)在接觸網(wǎng)檢測中的應(yīng)用

接觸網(wǎng)是沿鐵路線上空架設(shè)的向電力機(jī)車供電的特殊形式的輸電線路。其由接觸懸掛、支持裝置、定位裝置、支柱與基礎(chǔ)幾部分組成。它是軌道交通的主要組成部分，主要為機(jī)車提供動力，接觸網(wǎng)的連接件由于受外界因素的影響容易產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，嚴(yán)重時會導(dǎo)致供電中斷，引發(fā)列車停運事故。

我國的計算機(jī)視覺技術(shù)的接觸網(wǎng)檢測系統(tǒng)是基于德國相關(guān)技術(shù)而建立起來的，目前基于計算機(jī)視覺技術(shù)的接觸網(wǎng)磨耗檢測主要有兩種方案：(1)基于鏡面反射，激光照射接觸線，線性CCD照相機(jī)捕獲反射圖像；(2)基于漫反射原理和CMOS(互補金屬氧化物半導(dǎo)體)照相機(jī)。由于長期的頻繁摩擦，接觸網(wǎng)與受電弓接觸部分很少被空氣氧化，所以用光進(jìn)行照射時該部分光反射率明顯高于其他部分，因此這也為計算機(jī)視覺技術(shù)用于接觸網(wǎng)檢測提供了可能。

基于機(jī)器視覺的接觸網(wǎng)檢測系統(tǒng)主要是建立在圖像識別和圖像處理等視覺技術(shù)基礎(chǔ)之上的，檢測的內(nèi)容涵蓋接觸網(wǎng)的所有基本幾何參數(shù)。隨著鐵路的發(fā)展，原有的檢測系統(tǒng)已經(jīng)暴露出了一些問題，已無法滿足需求，所以研究人員在系統(tǒng)硬件設(shè)備不變的情況下提出了許多改進(jìn)的算法，如文獻(xiàn)[9]針對現(xiàn)行的接觸網(wǎng)定位器傾斜度檢測方法效率低下、精確度不高的缺點，提出了一種基于計算機(jī)視覺的接觸網(wǎng)定位器傾斜度自動測量裝置，應(yīng)用圖像分割、剔除干擾線、圖像細(xì)化等算法，對采集的圖像進(jìn)行處理，然后利用改進(jìn)的霍夫(Hough)變換檢測細(xì)化后的圖像，對相鄰的特征像素點進(jìn)行聚類并感知編組，最后用隨機(jī)Hough變換使感知編組后的每條線段更接近直線，進(jìn)而計算裝置中定位器的傾斜度，實驗證明該算法精度高、速度快。

6 計算機(jī)視覺技術(shù)在電力機(jī)車檢測中的應(yīng)用

在列車的行進(jìn)過程中，機(jī)車車輪與鋼軌接觸面不斷發(fā)生摩擦，也就是輪緣與踏面的摩擦。從而會造成踏面的擦傷或剝離，而剝離會嚴(yán)重影響列車運行的安全性和平穩(wěn)性以及軌道設(shè)施的使用壽命，因此需要對輪緣進(jìn)行定期的檢測和維修。

傳統(tǒng)的檢測方法需要人工逐項檢測，存在費時費力、工作量大、工作環(huán)境差、效率低等缺點，所以人們就提出了一種基于計算機(jī)視覺技術(shù)的檢測技術(shù)，該技術(shù)是一種非接觸式檢測方法，它能檢測出所有關(guān)于火車輪緣輪廓的幾何參數(shù)，從而計算出火車輪緣的磨損情況。這種檢測方法檢測速度快、準(zhǔn)確率高且大大減輕了勞動強(qiáng)度，在實驗中取得了滿意的效果，并且在實際檢測中也得到了廣泛的應(yīng)用。

文獻(xiàn)[10]中研發(fā)設(shè)計了一種利用CCD成像測量技術(shù)、圖像處理理論和計算機(jī)控制等相關(guān)技術(shù)，提出了一種非接觸式的在線測量系統(tǒng)。采用二元多項式方法對由于硬件裝置引起的誤差的圖像進(jìn)行幾何校正，用統(tǒng)計均值法對圖像進(jìn)行分割，從而求出車輪踏面的各項參數(shù)，通過在實驗室對標(biāo)準(zhǔn)物進(jìn)行測試實驗而得到的測量數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析而得出。此系統(tǒng)能夠完成對火車輪對幾何參數(shù)的測量，并且可得到相對準(zhǔn)確的測量結(jié)果。

為了解決檢測輪緣高度和寬度存在精度難以保證及穩(wěn)定性不高的問題，文獻(xiàn)[11]提出了一種基于三角法測量的在線監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)由CCD高速攝像機(jī)和結(jié)構(gòu)光發(fā)射器完成數(shù)據(jù)的采集，然后利用三角測量原理導(dǎo)出測量模型和計算模型，根據(jù)輪緣高度和寬度的定義完成對高度和寬度的測量，最終對輪緣磨損程度進(jìn)行量化，實驗表明該算法測量精度高，結(jié)果穩(wěn)定可靠。

7 計算機(jī)視覺技術(shù)在站臺環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

近年來鐵路交通事業(yè)發(fā)展迅速，鐵路客流量也不斷增大，如中國每年的春運期間都有上億人次通過火車返鄉(xiāng)，各種危害乘客安全的事故也時有發(fā)生，因此世界各國特別是中國站臺監(jiān)控就顯得越來越重要，目前的站臺監(jiān)控主要是依靠安裝在各個角落的閉路電視或?qū)I(yè)技術(shù)人員，這不僅需要專業(yè)技術(shù)知識還需要大量的人力物力。隨著計算機(jī)、圖像處理等技術(shù)的快速發(fā)展，對站臺的自動監(jiān)控也逐漸成為發(fā)展趨勢。

近年來人們做了許多關(guān)于站臺人群檢測的研究，這些研究大都使用鐵路站臺中的閉路電視（CCTV）系統(tǒng)，在現(xiàn)代的CCTV系統(tǒng)中基本上使用的是數(shù)字化圖像，在人群監(jiān)測過程中大量使用了數(shù)字圖像處理技術(shù)，如邊緣檢測、細(xì)化、像素計算等，通過圖像的處理可以輕易的得到想要的結(jié)果。

文獻(xiàn)[12]仍采用原有的CCTV監(jiān)控系統(tǒng)拍攝的灰度圖像作為處理對象，利用基于視覺的經(jīng)過最小二乘法和全局搜索的混合算法訓(xùn)練的工業(yè)的額神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來估算站臺的擁擠程度，該系統(tǒng)在實際的運行中獲得了較高的精確度，雖然不能計算人數(shù)但卻能實時的預(yù)測人群的密度。

文獻(xiàn)[13]所設(shè)計的系統(tǒng)就較為復(fù)雜，它利用多臺攝像頭對站臺進(jìn)行檢測。首先判斷站臺上列車的四種狀態(tài)，如：沒有列車、有列車、列車正在出站、列車正在入站等，然后對物體或行人檢測及跟蹤，最后對所檢測的結(jié)果綜合分析，做出合理的預(yù)警或警告。

8 計算機(jī)視覺技術(shù)在鐵路檢測上的發(fā)展趨勢

篇10

中圖分類號：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）01-0054-02

計算機(jī)圖形學(xué)、計算機(jī)視覺以及可視化技術(shù)三者均是計算機(jī)領(lǐng)域重要組成部分，要做好計算機(jī)知識，就要先學(xué)好計算機(jī)圖形學(xué)，但計算機(jī)圖形學(xué)學(xué)習(xí)相對枯燥，尤其是算法教學(xué)難以理解，為解決這一問題，計算機(jī)視覺與可視化技術(shù)被應(yīng)用到計算機(jī)圖形學(xué)中。可見，三者之間存在一定的聯(lián)系，因此，有必要對計算機(jī)圖形學(xué)、計算機(jī)視覺以及可視化技術(shù)展開研究。

1 計算機(jī)圖形學(xué)概述

1.1 計算機(jī)圖形學(xué)目的

所謂的計算機(jī)圖形學(xué)實際上就是怎樣利用計算機(jī)表示圖形，并利用計算機(jī)完成圖形計算與處理，而這一過程的實現(xiàn)需要得到相關(guān)算法的支持。學(xué)習(xí)計算機(jī)圖形學(xué)的目的是利用計算機(jī)技術(shù)為人們呈現(xiàn)既帶有美感又不缺真實的圖形（如下圖1所示），為實現(xiàn)這一目標(biāo)，就需要按照圖形的要求創(chuàng)設(shè)合適的場景，并在一些光照模型的作用下，做好光照效果設(shè)計，在這一過程中需要計算機(jī)圖形學(xué)能夠與其他計算機(jī)技術(shù)相配合。經(jīng)過計算機(jī)圖形學(xué)出來的圖像，多會以數(shù)字圖像的方式展示出來，總的來說，計算機(jī)圖形學(xué)與圖像處理之間存在著一定的聯(lián)系[1]。計算機(jī)圖形學(xué)的涉及范圍相對寬泛，不僅有圖形硬件設(shè)計，還包括動畫制作，虛擬現(xiàn)實等多個部分。此外，計算機(jī)圖形學(xué)在動畫制作中的應(yīng)用頻率也很高，如45分鐘一集的動畫影片中，85%的畫面都需要用算機(jī)圖形學(xué)來完成，由此可見，計算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用頻率極高，并在動畫制作中發(fā)揮著不可替代的作用。因此，應(yīng)重視計算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用。

1.2 計算機(jī)圖形學(xué)應(yīng)用

隨著計算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展，它被應(yīng)用到各個領(lǐng)域中，并發(fā)揮著重要作用。首先，在計算機(jī)輔助設(shè)計與制造中的應(yīng)用，這是計算機(jī)圖形學(xué)應(yīng)用最多的領(lǐng)域，在計算機(jī)圖形學(xué)被應(yīng)用以后，不僅可以設(shè)計出更精準(zhǔn)的圖形，還能做好人機(jī)交互設(shè)計，強(qiáng)化修改能力。計算機(jī)圖形學(xué)還被應(yīng)用到三維形體重建中，利用該技術(shù)可以將原理的二維信息轉(zhuǎn)化為三維信息，如在某次工程圖紙設(shè)計中就應(yīng)用了計算機(jī)圖形學(xué)，經(jīng)過一系列的處理以后，三維形體逐漸形成，最終實現(xiàn)了重建。其次，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。計算機(jī)圖形學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用多以計算可視化的形式展示出來，如在腦部手術(shù)中，醫(yī)生為看清患處真實情況，經(jīng)常需要利用在可視化技術(shù)的作用下將復(fù)雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖像，這時就體現(xiàn)了計算機(jī)圖形學(xué)在其中的應(yīng)用[2]。再者，在計算機(jī)動畫中的應(yīng)用，人們看到的動畫影片就是計算機(jī)圖形學(xué)作用的結(jié)果，以動畫人物的行走為例，為保證動畫人物的行走與自然人不存在過大差異，就需要應(yīng)用大量的計算機(jī)技術(shù)，并在計算機(jī)圖形學(xué)的作用下完成設(shè)計。最后，在計算機(jī)藝術(shù)中的應(yīng)用。計算機(jī)圖形學(xué)在計算機(jī)藝術(shù)中也有廣泛應(yīng)用，它不僅可以用于藝術(shù)制作，很多場景都是通過計算機(jī)圖形學(xué)來完成的，現(xiàn)階段，一些人正在利用計算機(jī)圖形學(xué)創(chuàng)設(shè)人體模擬系統(tǒng)，其目的是讓已故人士再次出現(xiàn)在熒屏上，這一目標(biāo)的實現(xiàn)就需要得到計算機(jī)圖形學(xué)的支持。

2 計算機(jī)視覺技術(shù)

2.1 計算機(jī)視覺技術(shù)含義

所謂的計算機(jī)視覺技術(shù)，實際上就是用計算機(jī)取代人眼做識別、跟蹤以及測量等，同時也兼顧圖形處理，其目的是讓圖像在計算機(jī)被處理以后更適于識別。對于計算機(jī)視覺技術(shù)來說，意在實現(xiàn)人工智能，主要是從圖像與多維數(shù)據(jù)等方面實現(xiàn)人工智能系統(tǒng)設(shè)計[3]。計算機(jī)視覺是一種在相關(guān)理論與模型基礎(chǔ)上發(fā)展起來的視覺系統(tǒng)，其主要構(gòu)成部分有以下幾種：

（1）程序控制，這一點主要體現(xiàn)在機(jī)器人設(shè)計上；（2）事件檢測，多體現(xiàn)在圖像監(jiān)測上；（3）信息組織，主要體現(xiàn)在圖像數(shù)據(jù)庫等方面。計算機(jī)視覺三個階段如圖2所示，通過觀察圖1可以發(fā)現(xiàn)，計算機(jī)視覺存在于圖像處理始終，從早期處理直到后期結(jié)束都存在，最終實現(xiàn)了3D描述，可見，計算機(jī)視覺具有十分重要的作用[4]。

2.2 計算機(jī)視覺技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)階段，現(xiàn)代社會已經(jīng)進(jìn)入信息化時代，計算機(jī)技術(shù)也被應(yīng)用到各個領(lǐng)域，并發(fā)揮著重要作用。計算機(jī)視覺的應(yīng)用促使計算機(jī)實現(xiàn)了智能化，在該技術(shù)的支持下，計算機(jī)可以像人一樣透過視覺看待世界萬物，且具有良好的適應(yīng)能力，但這一目標(biāo)的實現(xiàn)還需要很長時間，需要一系列的努力才能實現(xiàn)?，F(xiàn)階段，計算機(jī)視覺應(yīng)用最多的就是車輛視覺導(dǎo)航，然而，這種導(dǎo)航還沒有實現(xiàn)完全自主導(dǎo)航，這也是需要進(jìn)一步研究的地方。計算機(jī)視覺技術(shù)的適應(yīng)性較好，特別適合在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，即便是存在電子在干擾或溫度變化較大的地方都能很好的運行，其整體效果也不會受到影響，再者，計算機(jī)視覺技術(shù)的嵌入性較好，成本相對較低，尤其適合在PC方案中使用，同時，具有一定的非接觸能力，能夠獲取大量信息，且不受距離限制，總的來說，計算機(jī)視覺技術(shù)總體效果較好，適合利用在各種工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用，因此，應(yīng)重視計算機(jī)視覺技術(shù)的應(yīng)用[5]。同時計算機(jī)視覺還被應(yīng)用到移動機(jī)器人設(shè)計中，主要是利用小波模板展示人體形態(tài)，然后做圖像掃描，這樣就可以順利完成小波變換，進(jìn)而了解到人的存在。同樣，將計算機(jī)視覺應(yīng)用到機(jī)器人設(shè)計上，可以自動檢測出正在行動的人或車輛，而無法檢測到靜止的人，之所以會出現(xiàn)這樣情況，主要是由于其中采用率步態(tài)分析法。

3 可視化技術(shù)

3.1 可視化技術(shù)含義

可視化技術(shù)是一種綜合了計算機(jī)圖形學(xué)與圖像處理于一體的技術(shù)，它可以將復(fù)雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖像并在屏幕上展示出來。在可視化技術(shù)中，融合了以上兩種技術(shù)的特點，并在多個領(lǐng)域都有應(yīng)用，隨著可視化技術(shù)的應(yīng)用，不僅有效實現(xiàn)了數(shù)據(jù)表示，還強(qiáng)化了數(shù)據(jù)處理能力，更對數(shù)據(jù)決策分析有一定作用[6]?，F(xiàn)階段，虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)成為可視化技術(shù)主要發(fā)展方向。

3.2 可視化技術(shù)的應(yīng)用

首先，在計算機(jī)圖形學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，計算機(jī)圖形學(xué)相對枯燥，相關(guān)知識也很抽象，不便于學(xué)生理解，在計算機(jī)圖形學(xué)中最重要的部分是曲線曲面，而這些曲線曲面多是與數(shù)學(xué)模型有關(guān)，具有一定的抽象性，學(xué)生理解難度較大，以往教師只能通過一系列的公式演算幫助學(xué)生理解，盡管這樣依然難以讓學(xué)生掌握曲線變化情況，學(xué)生依舊無法正確理解。為減少這種情況的發(fā)生，可視化技術(shù)被應(yīng)用到計算機(jī)圖形學(xué)教學(xué)中，教師將抽象的知識用動畫的形式展示出來，學(xué)生只要觀看動畫，拖動一定的控制點就可以了解到曲線變化情況，這樣一來不僅增加了教學(xué)趣味性，學(xué)生也可以隨意變動曲線，讓復(fù)雜的知識變得簡單，深化學(xué)生對計算機(jī)圖形學(xué)知識的深度理解，同時，利用可視化技術(shù)在一定條件下，還可以完成代碼編譯，如在Actoin ScriPt中做編譯，這樣也可以增強(qiáng)學(xué)生的理解能力[7]。

其次，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)τ诳梢暬夹g(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在放射治療與矯正手術(shù)上。通過可視化技術(shù)可以屏幕上看到手術(shù)整個過程，并將原來細(xì)節(jié)部位放大，手術(shù)醫(yī)生觀察的更加細(xì)致，手術(shù)成功幾率也會大幅度提升，患者生命也能得到保證（如圖3所示）。如在對某名患者進(jìn)行身體檢查的過程中需要應(yīng)用到可視化技術(shù)，由于通過檢查會獲得大量數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)又相對復(fù)雜，但在可視化技術(shù)下就可以通過圖表、曲線圖或立柱圖的方式展示出來，經(jīng)過可視化技術(shù)的作用，了解到患者的血糖為5.6mmol/L，醫(yī)生可以根這一數(shù)據(jù)做出診斷，而不必再分析這些數(shù)據(jù)。據(jù)不完全統(tǒng)計，80%的醫(yī)療檢查工作都是需要利用可視化技術(shù)。

地質(zhì)勘探是我國最重要的工作之一，由于多數(shù)礦藏都深埋地下，即便使用探測儀受多種因素影響也無法了解到實際礦藏情況，這就需要應(yīng)用到可視化技術(shù)，在可視化技術(shù)的作用下，相關(guān)工作人員可以了解到地下有無礦藏，如果存在礦藏，相關(guān)工作人員也可以了解到礦藏所在位置與實際儲備量，進(jìn)而為礦藏開采奠定基礎(chǔ)。如在地質(zhì)勘探中，相關(guān)工作人員利用可視化技術(shù)做地形圖整理，然后從中提取地形數(shù)據(jù)，再用CATIA做導(dǎo)入，這樣就可以完成地形模型創(chuàng)建，這樣就完成了三維地質(zhì)模型創(chuàng)建工作，同時在相關(guān)工作臺的影響下，還可以完成地形數(shù)據(jù)導(dǎo)入，進(jìn)而生成一定的地形云點，如果其中存在錯誤，可視化技術(shù)也可以將其中的錯誤內(nèi)容刪除，這些都是可視化技術(shù)所帶來的好處[8]。由此可見，可視化技術(shù)已經(jīng)成為地質(zhì)勘探中不缺少的技術(shù)。

最后，在氣象預(yù)報中的應(yīng)用（如圖4所示）。利用可視化技術(shù)能夠?qū)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖像，通過觀察圖像就可以了解到云層變化情況，同時也能了解到實際風(fēng)力大小與風(fēng)走向等，氣象預(yù)報人員就可以根據(jù)圖像做出精準(zhǔn)分析，需要了解氣象變化的人也能了解到現(xiàn)實情況，如果氣象條件惡劣，相關(guān)工作人員也可以及時做出工作調(diào)整，減少危險事件的發(fā)生。據(jù)不完全統(tǒng)計，可視化技術(shù)在氣象預(yù)報中的應(yīng)用頻率高達(dá)100%，由此挽回的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)13.2億元，可見，可視化技術(shù)在氣象預(yù)報中的應(yīng)用十分有必要，因此，應(yīng)重視可視化技術(shù)在氣象預(yù)報中的應(yīng)用。

4 結(jié)語

通過以上研究得知，計算機(jī)圖形學(xué)、計算機(jī)視覺以及可視化技術(shù)三者各具特色，三者間也存在一定的關(guān)系，尤其是可視化技術(shù)綜合了前兩者的特點，并融合了其他技術(shù)，在很多領(lǐng)域中都有應(yīng)用?？梢暬夹g(shù)是現(xiàn)階段應(yīng)用最多的一種技術(shù)，在計算機(jī)圖形學(xué)教學(xué)中也有應(yīng)用，并發(fā)揮著不可替代的作用。本文分析了計算機(jī)圖形學(xué)、計算機(jī)視覺以及可視化技術(shù)的含義與應(yīng)用，希望能為相關(guān)人士帶來有效參考，正確利用這些技術(shù)。

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