導(dǎo)語：如何才能寫好一篇計(jì)算機(jī)視覺的原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

一、公立醫(yī)院的會(huì)計(jì)核算現(xiàn)狀分析

目前，我國大部分公立醫(yī)院普遍存在著財(cái)務(wù)管理意識(shí)較淡薄、會(huì)計(jì)核算內(nèi)容不完整、會(huì)計(jì)核算方法不夠科學(xué)、執(zhí)行能力較差等問題。會(huì)計(jì)核算是國家與相關(guān)部門利用嚴(yán)格的會(huì)計(jì)制度來規(guī)范企事業(yè)單位的會(huì)計(jì)核算行為。所以，即使是作為管理者和財(cái)務(wù)人員，也無權(quán)更改會(huì)計(jì)核算的內(nèi)容和準(zhǔn)則。管理者和會(huì)計(jì)人員對(duì)于會(huì)計(jì)核算必須嚴(yán)格執(zhí)行國家制定的會(huì)計(jì)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(huì)計(jì)報(bào)表、會(huì)計(jì)賬本，更不得隨意增減會(huì)計(jì)核算科目。

會(huì)計(jì)核算是以貨幣為主要計(jì)量單位，對(duì)會(huì)計(jì)主體的資金進(jìn)行全面、完整的反應(yīng)，真實(shí)合理地進(jìn)行會(huì)計(jì)核算是做好財(cái)務(wù)工作的重要前提。對(duì)于保證會(huì)計(jì)核算工作的真實(shí)完整性、提高會(huì)計(jì)核算的效率。及時(shí)準(zhǔn)確地編制財(cái)務(wù)報(bào)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(huì)計(jì)核算中存在的問題

會(huì)計(jì)核算的結(jié)果可以全面、完整的反應(yīng)該醫(yī)院的財(cái)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(duì)醫(yī)療服務(wù)方面也有了更高的要求。網(wǎng)絡(luò)時(shí)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(shí)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(duì)醫(yī)院會(huì)計(jì)核算的不重視，都會(huì)導(dǎo)致會(huì)計(jì)核算失去其真正

意義。

（一）公立醫(yī)院對(duì)會(huì)計(jì)核算的管理不科學(xué)

在現(xiàn)有條件下，醫(yī)院財(cái)務(wù)管理的核心就是會(huì)計(jì)核算方面。但通過對(duì)一些公立醫(yī)院的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，很多醫(yī)院在會(huì)計(jì)核算方面都存在較大的問題，會(huì)計(jì)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(duì)醫(yī)療設(shè)備及藥品進(jìn)行核算，而其他方面則忽略不計(jì)，這樣對(duì)于財(cái)務(wù)管理來說，也就失去了會(huì)計(jì)核算真正的意義。不僅如此，大部分公立醫(yī)院在對(duì)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(duì)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(huì)計(jì)核算方面的壞賬，但大部分醫(yī)院卻對(duì)這一方面的虧損預(yù)估過低，這些虧損經(jīng)過常年累計(jì)又由于醫(yī)院預(yù)估較低，則會(huì)在會(huì)計(jì)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(jì)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(huì)提前存儲(chǔ)大量物質(zhì)，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)狀況下，提前存儲(chǔ)的這些物資很有可能會(huì)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(jià)格也相對(duì)來說也會(huì)較高。而醫(yī)院未規(guī)定計(jì)提減值準(zhǔn)備，其財(cái)務(wù)報(bào)表反映的資產(chǎn)現(xiàn)狀就是不真實(shí)的，也不具有實(shí)際意義。

（二）公立醫(yī)院對(duì)會(huì)計(jì)核算方面認(rèn)識(shí)不足

市場(chǎng)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(duì)公立醫(yī)院會(huì)計(jì)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(fèi)用的支出方面考慮，也不肯在會(huì)計(jì)核算方面做出過多的投入，這就直接導(dǎo)致了醫(yī)院在會(huì)計(jì)核算方面的不完整，甚至在會(huì)計(jì)核算方面做出錯(cuò)誤的決定。同時(shí)，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(huì)計(jì)核算人員還只是剛剛畢業(yè)不久的大學(xué)生，工作經(jīng)驗(yàn)更是少之又少，在工作中也較容易犯錯(cuò)，一些專業(yè)能力不高的會(huì)計(jì)人員根本不了解醫(yī)院會(huì)計(jì)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(huì)犯一些工作中的錯(cuò)誤。這些因素都嚴(yán)重的影響了會(huì)計(jì)核算的準(zhǔn)確性和真實(shí)性，甚至?xí)?dǎo)致公立醫(yī)院的管理者做出一些錯(cuò)誤的決策和判斷。

（三）會(huì)計(jì)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(duì)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(duì)這一問題，大部分公立醫(yī)院并沒有及時(shí)進(jìn)行資金的籌集活動(dòng)，給資金管理方面帶來了一定的風(fēng)險(xiǎn)，也沒有進(jìn)行準(zhǔn)確的資本預(yù)算，沒有對(duì)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(huì)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(gè)部門和各個(gè)科室的具體財(cái)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?yàn)榇蟛糠止⑨t(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(huì)計(jì)核算的解決措施

（一）建立健全完整的會(huì)計(jì)核算體系

公立醫(yī)院應(yīng)根據(jù)自身的實(shí)際情況以及所在省市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，對(duì)以往的會(huì)計(jì)核算制度進(jìn)行調(diào)整和完善，建立一個(gè)合適的會(huì)計(jì)核算體系，而不應(yīng)該一味地模仿一些大型醫(yī)院的會(huì)計(jì)制度。在目前的市場(chǎng)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(shì)。

（二）加強(qiáng)醫(yī)院管理人員對(duì)會(huì)計(jì)核算方面的重視

大部分醫(yī)院的管理人員對(duì)財(cái)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(duì)會(huì)計(jì)核算的看法和了解，才能更有效的實(shí)施財(cái)務(wù)管理政策、才能體現(xiàn)會(huì)計(jì)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(huì)計(jì)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(duì)壞賬計(jì)提這一部分做出調(diào)整，及時(shí)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(cái)務(wù)人員對(duì)壞賬部分做出正確處理，不影響醫(yī)院的正常運(yùn)營，不失去會(huì)計(jì)核算的真正意義。

（三）加強(qiáng)教育和學(xué)習(xí)

財(cái)務(wù)管理制度能否有效的執(zhí)行與醫(yī)院財(cái)務(wù)人員的專業(yè)水平有著較大的關(guān)系，近年來，國家對(duì)醫(yī)院的投入力度也在不斷加強(qiáng)，不斷引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備和人才，這樣的做法也是提高醫(yī)療科學(xué)水平的必經(jīng)之路。所以，公立醫(yī)院應(yīng)不斷加強(qiáng)財(cái)務(wù)人員的專業(yè)素質(zhì)。及時(shí)組織財(cái)務(wù)人員進(jìn)行教育培訓(xùn)，當(dāng)有新的財(cái)務(wù)政策出現(xiàn)時(shí)，單位應(yīng)邀請(qǐng)相關(guān)學(xué)者或?qū)＜壹皶r(shí)講解，使財(cái)務(wù)人員在自身教育方面上不落后，培養(yǎng)高素質(zhì)的財(cái)務(wù)人員。公立醫(yī)院想要在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中穩(wěn)定發(fā)展，就必須通過各種渠道不斷學(xué)習(xí)，不斷提高自身的文化素質(zhì)，不斷豐富和完善自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)，這樣才能夠不被市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)所淘汰。學(xué)習(xí)新的財(cái)務(wù)知識(shí)和內(nèi)容也能夠創(chuàng)新工作方法，提高工作效率。同時(shí)，會(huì)計(jì)核算人員應(yīng)提高會(huì)計(jì)核算效率，節(jié)約整個(gè)團(tuán)隊(duì)的人力成本，避免因?yàn)榱思訌?qiáng)教育和學(xué)習(xí)而給醫(yī)院帶來費(fèi)用上的超支，從而得不償失。醫(yī)院也可適時(shí)的建立一些獎(jiǎng)懲制度，提高財(cái)務(wù)人員工作的積極性和主動(dòng)性。對(duì)于一些工作效率較高的、工作方法創(chuàng)新的員工，應(yīng)提出獎(jiǎng)勵(lì)制度。

篇2

關(guān)鍵詞：視覺原理；計(jì)算機(jī)視覺藝術(shù)；數(shù)字媒體；應(yīng)用

利用計(jì)算機(jī)所具有的視覺藝術(shù)，大眾僅僅利用需要實(shí)施身體動(dòng)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(dòng)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(shí)際操作。在數(shù)字媒體當(dāng)中，應(yīng)該對(duì)計(jì)算機(jī)視覺藝術(shù)進(jìn)行充分利用，更加方便人們的實(shí)際操作，同時(shí)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(shí)刻能夠?qū)?chuàng)作者的實(shí)際思想以及意圖進(jìn)行充分的了解以及掌握，對(duì)藝術(shù)價(jià)值進(jìn)行充分發(fā)揮，進(jìn)而來有效提升藝術(shù)人文的實(shí)際價(jià)值。

1對(duì)計(jì)算機(jī)視覺原理進(jìn)行分析

通常來講，計(jì)算機(jī)視覺還稱為機(jī)械視覺，屬于是機(jī)械來對(duì)人類視覺進(jìn)行一定的模仿的光學(xué)識(shí)別系統(tǒng)，利用光學(xué)系統(tǒng)、感應(yīng)器、光源等來實(shí)現(xiàn)物體定位、動(dòng)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(yùn)用的基本都是計(jì)算機(jī)視覺，當(dāng)有著一定的環(huán)境以及模式時(shí)，計(jì)算機(jī)視覺在進(jìn)行持續(xù)性的工作時(shí)，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(jì)算機(jī)視覺在進(jìn)行實(shí)際的工作過程中，最為基本的條件是先對(duì)映像進(jìn)行處理，之后輸入模擬訊號(hào)，對(duì)數(shù)字影像進(jìn)行一定的處理以及分析。實(shí)際的工作流程是：影像在攝入之后，應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行一定的強(qiáng)化，除去噪聲，之后對(duì)圖像特征進(jìn)行一定的壓縮以及獲取。在對(duì)數(shù)據(jù)庫樣本進(jìn)行一定的對(duì)比之后，對(duì)程序進(jìn)行有效的分析以及判斷，做出有效的指令。

2對(duì)數(shù)字媒體當(dāng)中計(jì)算機(jī)視覺藝術(shù)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析

2.1藝術(shù)與計(jì)算機(jī)進(jìn)行一定的融合時(shí)，應(yīng)該對(duì)動(dòng)畫、聲音以及圖像等因素進(jìn)行有效結(jié)合，在對(duì)藝術(shù)語言表現(xiàn)形式進(jìn)行豐富的同時(shí)，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(shí)，應(yīng)該保證在對(duì)畫面進(jìn)行觀看時(shí)，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(shí)，可以對(duì)虛擬世界進(jìn)行真實(shí)的感受，還能夠利用動(dòng)作以及肢體語言等來和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)有效的交流。保證大眾不是對(duì)電影單獨(dú)的進(jìn)行欣賞，還應(yīng)該更好的參與到其中，體會(huì)藝術(shù)的表演。

2.2在數(shù)字媒體當(dāng)中運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺藝術(shù)能夠?qū)λ囆g(shù)的實(shí)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(yùn)用。運(yùn)用交互技術(shù)，應(yīng)該讓人們不受到被動(dòng)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(duì)觀眾的興趣進(jìn)行充分的調(diào)動(dòng)，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(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺藝術(shù)，應(yīng)該在相對(duì)比較大型的電子游戲當(dāng)中進(jìn)行計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的運(yùn)用

在實(shí)際的游戲過程當(dāng)中，大部分的玩家基本上不再是僅僅運(yùn)用鍵盤以及鼠標(biāo)來實(shí)施游戲，大部分都是利用身體行動(dòng)來移動(dòng)。通常情況下，機(jī)器利用攝像機(jī)部來對(duì)玩家的具體身體動(dòng)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(duì)象。同時(shí)，手機(jī)上的相對(duì)比較小型的電子游戲，僅僅需要手指來滑動(dòng)屏幕，就能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)物的運(yùn)動(dòng)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(shí)還能夠保證聲光效果，實(shí)現(xiàn)互動(dòng)，具有非常大的震撼力，會(huì)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(jì)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(shí)在實(shí)用藝術(shù)以及純藝術(shù)當(dāng)中，也會(huì)運(yùn)用到數(shù)字媒體，該技術(shù)能夠讓相對(duì)比較單純的個(gè)人視覺實(shí)現(xiàn)有效的創(chuàng)造，同時(shí)還能夠把藝術(shù)箱社會(huì)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(shí)，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(duì)于個(gè)性化以及獨(dú)特性有著逐漸提高的需求，在對(duì)相對(duì)比較獨(dú)特的視覺技術(shù)進(jìn)行追求時(shí)，在一定程度上提高了評(píng)價(jià)視覺作品的標(biāo)準(zhǔn)。在數(shù)字媒體當(dāng)中運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，會(huì)在很大程度上提高大眾對(duì)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(shí)還能夠得到審美方面的評(píng)價(jià)，在該過程當(dāng)中，不能夠參雜任何的因素，應(yīng)該讓計(jì)算機(jī)視覺因素僅僅對(duì)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(shí)，數(shù)字媒體有著美方面的品格，有效結(jié)合計(jì)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(gè)實(shí)際的運(yùn)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(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的運(yùn)用，應(yīng)該有效結(jié)合圖像、動(dòng)畫、聲音以及文本等多個(gè)因素，在對(duì)語言表現(xiàn)的具體形式進(jìn)行一定的豐富時(shí)，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(dòng)，會(huì)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(duì)于美方面的追求，進(jìn)而對(duì)其所具有的藝術(shù)價(jià)值進(jìn)行充分發(fā)揮，有效提升藝術(shù)所具有的人文價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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篇3

關(guān)鍵詞：OpenCV；計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)；三維模擬技術(shù)

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

21世紀(jì)是國際計(jì)算機(jī)技術(shù)高度發(fā)展的時(shí)代，人們生活中的每個(gè)角落都可以看到計(jì)算機(jī)技術(shù)的身影，尤其是現(xiàn)代計(jì)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(jì)算機(jī)視覺技術(shù)主要指的就是利用智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來代替人類的眼睛對(duì)現(xiàn)實(shí)三維世界進(jìn)行辨識(shí)和理解，整個(gè)過程均是計(jì)算機(jī)自我學(xué)習(xí)的過程，而隨著這項(xiàng)技術(shù)研究的不斷深入，其不再僅僅包含計(jì)算機(jī)技術(shù)科學(xué)，同時(shí)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(dòng)力。

1 計(jì)算機(jī)對(duì)視頻中運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)的原理概述

在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)下，對(duì)視頻當(dāng)中的運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)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(cè)技術(shù)指的是當(dāng)計(jì)算機(jī)截取了視頻中的某一個(gè)圖像，其以整幅圖像為對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)；微觀檢測(cè)技術(shù)是指在截取圖像后，根據(jù)實(shí)際需求對(duì)某一區(qū)域內(nèi)的圖像內(nèi)容進(jìn)行檢測(cè)。在計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其第一步就是對(duì)圖像的采集，第二步是對(duì)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(cè)技術(shù)則對(duì)圖像整體進(jìn)行分析；如果采用微觀檢測(cè)技術(shù)則首先將圖像進(jìn)行分割，然后對(duì)分割后各圖像內(nèi)容中出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行分離提取，以獲取沒有背景圖像的運(yùn)動(dòng)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(duì)一個(gè)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(gè)物體在計(jì)算機(jī)視覺下的運(yùn)動(dòng)軌跡?，F(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(yùn)用，這樣可以獲得無背景下的運(yùn)動(dòng)物體軌跡，進(jìn)而提升計(jì)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(jì)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(shì)。同時(shí)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(jí)更高，例如在對(duì)運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行特征跟蹤、目標(biāo)分割、運(yùn)動(dòng)軌跡分析以及三維模型重建等方面都有著巨大的優(yōu)勢(shì)。

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(jì)了實(shí)用性較強(qiáng)的接口，并且能夠支持Windows界面的操作平臺(tái)，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(duì)于編程人員和檢驗(yàn)人員個(gè)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(yàn)其設(shè)想是否能夠?qū)崿F(xiàn)，這就使得現(xiàn)代計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)開發(fā)團(tuán)隊(duì)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(cè)等方面得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)對(duì)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(duì)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(chǎng)所，進(jìn)一步擴(kuò)大了OpenCV的應(yīng)用范圍。

3 基于OpenCV的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)

3.1 基于OpenCV下的運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)技術(shù)

在常規(guī)運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)技術(shù)下，均是直接通過圖像背景和運(yùn)動(dòng)物體的區(qū)分來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)物體的捕捉。而基于OpenCV下的運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)技術(shù)則不僅能夠針對(duì)于圖像背景的分離實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)物體的觀察，還可通過物體本身特定的信息來進(jìn)行檢測(cè)，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(yùn)動(dòng)物體完整抽離出來。其基本流程包括：首先，對(duì)影像數(shù)據(jù)當(dāng)中某一時(shí)間點(diǎn)的圖像進(jìn)行捕捉，然后對(duì)這一視頻圖像的格式進(jìn)行轉(zhuǎn)化；其次，對(duì)轉(zhuǎn)化格式后的視頻圖像進(jìn)行早期處理，并將運(yùn)動(dòng)物體和復(fù)雜的背景區(qū)分開，降低周圍各環(huán)境因素對(duì)運(yùn)動(dòng)物體主體圖像的影響；第三，根據(jù)完成提取后的運(yùn)動(dòng)物體圖像進(jìn)行辨識(shí)，然后再從視頻當(dāng)中捕捉擁有相同特征的物體，并對(duì)該物體進(jìn)行跟蹤識(shí)別。而這一過程的實(shí)質(zhì)則在于先利用圖像捕捉技術(shù)對(duì)畫面進(jìn)行截取，然后同時(shí)利用背景差分法和幀間差分法對(duì)圖像進(jìn)行分割，逐幀地將運(yùn)動(dòng)物體完成提取出來，以供計(jì)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(jì)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(jì)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(shí)周圍環(huán)境中的風(fēng)、溫度、光照、氣候以及運(yùn)動(dòng)物體數(shù)量等對(duì)視頻圖像的采集均有著極大的影響。環(huán)境因素會(huì)使圖像采集的質(zhì)量大幅度降低，同時(shí)圖像當(dāng)中的噪點(diǎn)問題也難以避免，而噪點(diǎn)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(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在捕捉視頻圖像之后先對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，然后再由系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行分離、檢測(cè)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(shí)時(shí)更新等。

1）圖像的平滑度濾波預(yù)處理技術(shù)

由于在實(shí)際計(jì)算機(jī)視覺捕捉過程中圖像噪點(diǎn)是難以避免的問題，以此在對(duì)圖像中運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行檢測(cè)前，應(yīng)該相對(duì)這些噪點(diǎn)進(jìn)行預(yù)處理，降低環(huán)境噪聲對(duì)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(jì)算機(jī)處理設(shè)備的簡單運(yùn)算，對(duì)圖像當(dāng)中的噪點(diǎn)進(jìn)行直接清除，但這一技術(shù)使用后會(huì)造成截獲圖像模糊不清的情況，因此僅對(duì)噪點(diǎn)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(yùn)算，將截獲圖像當(dāng)中的噪點(diǎn)無限縮小，使其不對(duì)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(yùn)算時(shí)速度沒有線性濾波處理快，因此需應(yīng)用在噪點(diǎn)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(yùn)算速度較慢，主要是由于其需要對(duì)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(yùn)動(dòng)物體之后，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自身的邊緣檢測(cè)處理技術(shù)，對(duì)物體的輪廓進(jìn)行辨識(shí)，并利用形態(tài)學(xué)上的漫水填充方式對(duì)運(yùn)動(dòng)物體周圍的噪點(diǎn)進(jìn)行顏色填充，減小其對(duì)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(duì)于噪點(diǎn)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(duì)運(yùn)動(dòng)物體本身不造成影響，這使運(yùn)動(dòng)物體和噪點(diǎn)之間的差異就會(huì)更加明顯，就可以將噪點(diǎn)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(shí)時(shí)更新預(yù)處理技術(shù)

在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)物體和背景分離過程中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)需要對(duì)圖像上的背景元素進(jìn)行辨識(shí)，并對(duì)其開展初始化處理，這樣就能夠?yàn)楹笃趯?shí)時(shí)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(diǎn)對(duì)圖像的影響。在運(yùn)用這一技術(shù)時(shí)，首先要先對(duì)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(shí)，然后在后期圖像更新和運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)過程中對(duì)背景進(jìn)行實(shí)時(shí)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(duì)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?，?duì)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(diǎn)進(jìn)行去除；第四，采用形態(tài)學(xué)噪點(diǎn)填充技術(shù)對(duì)圖像當(dāng)中的噪點(diǎn)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(yùn)動(dòng)物體的提取技術(shù)

在計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)物體的檢測(cè)時(shí)，只有有效保障檢測(cè)流程的準(zhǔn)確度，才能夠有效保障對(duì)前景運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤效果。其主要分為兩大步驟，其一是對(duì)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(duì)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(shí)，在前景圖像提取的過程中也分為多個(gè)步驟，其包括：首先，對(duì)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(duì)背景當(dāng)中前景物體的輪廓或邊緣進(jìn)行辨識(shí)，根據(jù)前景圖像的輪廓對(duì)其進(jìn)行填充。由于在實(shí)際操作過程中，攝像頭所處環(huán)境的變化較大，并且會(huì)在不同場(chǎng)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(shí)有效提高背景圖像實(shí)時(shí)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(yùn)動(dòng)物體能夠呈現(xiàn)獨(dú)立化，并且閥值分割方式開展前要相對(duì)每個(gè)像素點(diǎn)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(duì)比后會(huì)出現(xiàn)兩種結(jié)果，分別是灰度值低于或高于閥值。在實(shí)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(duì)圖像質(zhì)量的影響。

4 計(jì)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(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在對(duì)圖像進(jìn)行捕捉時(shí)可以視為是對(duì)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(duì)運(yùn)動(dòng)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(duì)基本的圖像數(shù)據(jù)框架進(jìn)行確定，然后利用一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)建立2.5D圖像數(shù)據(jù)，即以此點(diǎn)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(shí)間內(nèi)觀察同一個(gè)物體時(shí)，就可以利用算法來測(cè)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(shí)利用兩臺(tái)攝像機(jī)對(duì)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(tái)不同的攝像機(jī)即可代表人體雙眼，其對(duì)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(duì)其捕捉的圖像進(jìn)行預(yù)處理。

3）三維重構(gòu)算法

在計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)中對(duì)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(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)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(duì)視頻流進(jìn)行打開時(shí)，其可以遵循三個(gè)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(jì)算機(jī)視覺捕捉技術(shù)是現(xiàn)代計(jì)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(duì)于運(yùn)動(dòng)物體的捕捉準(zhǔn)確度較高，能夠有效推進(jìn)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張?？?基于Opencv的人手識(shí)別與跟蹤定位技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D].昆明： 云南大學(xué)，2013.

篇4

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)圖形學(xué)；計(jì)算機(jī)視覺；可視化技術(shù)

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

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

1 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)概述

1.1 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)目的

所謂的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)實(shí)際上就是怎樣利用計(jì)算機(jī)表示圖形，并利用計(jì)算機(jī)完成圖形計(jì)算與處理，而這一過程的實(shí)現(xiàn)需要得到相關(guān)算法的支持。學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的目的是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)為人們呈現(xiàn)既帶有美感又不缺真實(shí)的圖形（如下圖1所示），為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就需要按照?qǐng)D形的要求創(chuàng)設(shè)合適的場(chǎng)景，并在一些光照模型的作用下，做好光照效果設(shè)計(jì)，在這一過程中需要計(jì)算機(jī)圖形學(xué)能夠與其他計(jì)算機(jī)技術(shù)相配合。經(jīng)過計(jì)算機(jī)圖形學(xué)出來的圖像，多會(huì)以數(shù)字圖像的方式展示出來，總的來說，計(jì)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(jì)算機(jī)圖形學(xué)的涉及范圍相對(duì)寬泛，不僅有圖形硬件設(shè)計(jì)，還包括動(dòng)畫制作，虛擬現(xiàn)實(shí)等多個(gè)部分。此外，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在動(dòng)畫制作中的應(yīng)用頻率也很高，如45分鐘一集的動(dòng)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(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用頻率極高，并在動(dòng)畫制作中發(fā)揮著不可替代的作用。因此，應(yīng)重視計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用。

1.2 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展，它被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中，并發(fā)揮著重要作用。首先，在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用，這是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)應(yīng)用最多的領(lǐng)域，在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)被應(yīng)用以后，不僅可以設(shè)計(jì)出更精準(zhǔn)的圖形，還能做好人機(jī)交互設(shè)計(jì)，強(qiáng)化修改能力。計(jì)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?jiān)O(shè)計(jì)中就應(yīng)用了計(jì)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(shí)現(xiàn)了重建。其次，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用多以計(jì)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(shí)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(shí)就體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在其中的應(yīng)用[2]。再者，在計(jì)算機(jī)動(dòng)畫中的應(yīng)用，人們看到的動(dòng)畫影片就是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)作用的結(jié)果，以動(dòng)畫人物的行走為例，為保證動(dòng)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(jì)算機(jī)技術(shù)，并在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的作用下完成設(shè)計(jì)。最后，在計(jì)算機(jī)藝術(shù)中的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在計(jì)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(chǎng)景都是通過計(jì)算機(jī)圖形學(xué)來完成的，現(xiàn)階段，一些人正在利用計(jì)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(shí)現(xiàn)就需要得到計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的支持。

2 計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)

2.1 計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)含義

所謂的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，實(shí)際上就是用計(jì)算機(jī)取代人眼做識(shí)別、跟蹤以及測(cè)量等，同時(shí)也兼顧圖形處理，其目的是讓圖像在計(jì)算機(jī)被處理以后更適于識(shí)別。對(duì)于計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)來說，意在實(shí)現(xiàn)人工智能，主要是從圖像與多維數(shù)據(jù)等方面實(shí)現(xiàn)人工智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)[3]。計(jì)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(diǎn)主要體現(xiàn)在機(jī)器人設(shè)計(jì)上；（2）事件檢測(cè)，多體現(xiàn)在圖像監(jiān)測(cè)上；（3）信息組織，主要體現(xiàn)在圖像數(shù)據(jù)庫等方面。計(jì)算機(jī)視覺三個(gè)階段如圖2所示，通過觀察圖1可以發(fā)現(xiàn)，計(jì)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(shí)現(xiàn)了3D描述，可見，計(jì)算機(jī)視覺具有十分重要的作用[4]。

2.2 計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)階段，現(xiàn)代社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入信息化時(shí)代，計(jì)算機(jī)技術(shù)也被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，并發(fā)揮著重要作用。計(jì)算機(jī)視覺的應(yīng)用促使計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了智能化，在該技術(shù)的支持下，計(jì)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(shí)現(xiàn)還需要很長時(shí)間，需要一系列的努力才能實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)階段，計(jì)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(shí)現(xiàn)完全自主導(dǎo)航，這也是需要進(jìn)一步研究的地方。計(jì)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(yùn)行，其整體效果也不會(huì)受到影響，再者，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的嵌入性較好，成本相對(duì)較低，尤其適合在PC方案中使用，同時(shí)，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(jì)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(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的應(yīng)用[5]。同時(shí)計(jì)算機(jī)視覺還被應(yīng)用到移動(dòng)機(jī)器人設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用到機(jī)器人設(shè)計(jì)上，可以自動(dòng)檢測(cè)出正在行動(dòng)的人或車輛，而無法檢測(cè)到靜止的人，之所以會(huì)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(jì)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(diǎn)，并在多個(gè)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(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)表示，還強(qiáng)化了數(shù)據(jù)處理能力，更對(duì)數(shù)據(jù)決策分析有一定作用[6]?，F(xiàn)階段，虛擬現(xiàn)實(shí)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(jì)算機(jī)圖形學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)相對(duì)枯燥，相關(guān)知識(shí)也很抽象，不便于學(xué)生理解，在計(jì)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(jì)算機(jī)圖形學(xué)教學(xué)中，教師將抽象的知識(shí)用動(dòng)畫的形式展示出來，學(xué)生只要觀看動(dòng)畫，拖動(dòng)一定的控制點(diǎn)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(dòng)曲線，讓復(fù)雜的知識(shí)變得簡單，深化學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)知識(shí)的深度理解，同時(shí)，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(gè)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(huì)大幅度提升，患者生命也能得到保證（如圖3所示）。如在對(duì)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(huì)獲得大量數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)又相對(duì)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(jì)，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(cè)儀受多種因素影響也無法了解到實(shí)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(shí)際儲(chǔ)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(shí)在相關(guān)工作臺(tái)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(diǎn)，如果其中存在錯(cuò)誤，可視化技術(shù)也可以將其中的錯(cuò)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(bào)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(shí)也能了解到實(shí)際風(fēng)力大小與風(fēng)走向等，氣象預(yù)報(bào)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(shí)情況，如果氣象條件惡劣，相關(guān)工作人員也可以及時(shí)做出工作調(diào)整，減少危險(xiǎn)事件的發(fā)生。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，可視化技術(shù)在氣象預(yù)報(bào)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(bào)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(bào)中的應(yīng)用。

4 結(jié)語

通過以上研究得知，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)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(diǎn)，并融合了其他技術(shù)，在很多領(lǐng)域中都有應(yīng)用。可視化技術(shù)是現(xiàn)階段應(yīng)用最多的一種技術(shù)，在計(jì)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(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)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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篇5

【關(guān)鍵詞】動(dòng)態(tài)圖像序列;自動(dòng)扶梯;客流量;測(cè)量

視頻處理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展使得其應(yīng)用范圍越來越廣泛，在這之中，動(dòng)態(tài)圖像序列處理技術(shù)因其在監(jiān)控和管理方面的智能化特點(diǎn)，有著非常廣泛的應(yīng)用前景，其在自動(dòng)扶梯客流量測(cè)量分析方面的應(yīng)用為保證大型場(chǎng)所中自動(dòng)扶梯的安全性提供了保障，對(duì)其進(jìn)行研究是有著非常重要的意義的。

一、自動(dòng)扶梯與其客流量

自動(dòng)扶梯的定義是，由一臺(tái)特種結(jié)構(gòu)形式的鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)和兩臺(tái)特殊結(jié)構(gòu)型式的膠帶輸送機(jī)所組合而成的，用以在建筑物的不同層高間運(yùn)載人員上下的一種連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械。其主要部件包括梯級(jí)、梯級(jí)驅(qū)動(dòng)裝置、驅(qū)動(dòng)主機(jī)、傳動(dòng)部件、緊張裝置、扶手裝置、金屬結(jié)構(gòu)、梯級(jí)導(dǎo)軌、上下蓋板、梳齒板、安全裝置和電氣控制系統(tǒng)等。自動(dòng)扶梯具有連續(xù)性強(qiáng)，運(yùn)輸量大的特點(diǎn)，在人流集中的場(chǎng)所有著廣泛的應(yīng)用，比如在商場(chǎng)、飛機(jī)場(chǎng)、火車站、地鐵站以及一些大型的娛樂場(chǎng)所中都可以看見人們利用自動(dòng)扶梯來達(dá)到移動(dòng)的目的。

自動(dòng)扶梯的工作流程為：自動(dòng)扶梯的梯級(jí)鏈作為扶梯的核心部件，一系列的梯級(jí)與兩根牽引鏈條連接在一起，在按一定線路布置的導(dǎo)軌上運(yùn)行即形成自動(dòng)扶梯的梯路。牽引鏈條繞過上牽引鏈輪、下張緊裝置并通過上、下分支的若干直線、曲線區(qū)段構(gòu)成閉合環(huán)路。這一環(huán)路的上分支中的各梯級(jí)（也就是梯路）應(yīng)嚴(yán)格保持水平，以供乘客站立。上牽引鏈輪（也就是主軸）通過減速器等于電動(dòng)機(jī)相連以獲得動(dòng)力。扶梯兩旁裝有與梯路同步運(yùn)行的扶手裝置，以供乘客扶手之用。扶手裝置同樣由上述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。為了保證自動(dòng)扶梯乘客的絕對(duì)安全，在扶梯的主要部件處還裝設(shè)多種安全裝置，當(dāng)扶梯有發(fā)生意外的傾向時(shí)，電氣系統(tǒng)能及時(shí)的制停扶梯。

自動(dòng)扶梯作為一種憑借運(yùn)輸帶進(jìn)行人員運(yùn)輸?shù)墓ぞ撸诖笮蛨?chǎng)所的人員運(yùn)輸方面發(fā)揮著不可或缺的作用。當(dāng)行人在自動(dòng)扶梯的任意一端踏上梯級(jí)，就能被自動(dòng)帶到自動(dòng)扶梯的另一端。扶梯可以一直保持相同的行走方向，但是絕大多數(shù)的自動(dòng)扶梯可以根據(jù)時(shí)段和人流的需求，由管理人員對(duì)其行走方向進(jìn)行控制。

自動(dòng)扶梯在實(shí)際應(yīng)用中，由于乘客自身情況存在差異性，因此并不能保證自動(dòng)扶梯的每節(jié)臺(tái)階上都能滿足理論上的人數(shù)設(shè)計(jì)，另外，在自動(dòng)扶梯連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，也不能保證乘客都能準(zhǔn)確站在臺(tái)階上。因此，自動(dòng)扶梯的實(shí)際運(yùn)送能力與理論水平還是存在一定的差距。因此，為了保證自動(dòng)扶梯的安全性，就要采取一定的措施對(duì)自動(dòng)扶梯的客流量進(jìn)行測(cè)量和分析。

二、計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)視覺研究的技術(shù)也越發(fā)成熟，目標(biāo)檢查和跟蹤技術(shù)作為其中一個(gè)十分重要的部分引起了人們的廣泛關(guān)注。

人類通過多種感覺器官形成對(duì)外界環(huán)境的感知，而在這些感知信息中，絕大多數(shù)的信息都是通過視覺，即通過人眼獲得的。視覺作為一種高清晰度的媒介，能夠在外界環(huán)境中實(shí)現(xiàn)信息的獲得，還能對(duì)獲得的信息進(jìn)行處理、存儲(chǔ)和傳輸。而為了填補(bǔ)智能機(jī)器在這個(gè)領(lǐng)域中的空白，從而實(shí)現(xiàn)捕獲圖像并對(duì)圖像的屬性進(jìn)行描述及理解的目的，計(jì)算機(jī)視覺這門學(xué)科便應(yīng)運(yùn)而生。

計(jì)算機(jī)視覺的原理就是利用成像系統(tǒng)來代替視覺器官作為輸入手段，利用計(jì)算機(jī)來代替人腦作為處理和解釋的系統(tǒng)，從而使計(jì)算機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)如人一樣的功能，通過視覺上觀察到的事物和狀況來理解、解釋當(dāng)前的事項(xiàng)，并依據(jù)視覺系統(tǒng)觀察到的不同狀況，自動(dòng)做出適合當(dāng)前狀況的處理。但是要想達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，是要經(jīng)過長久努力的，因此，人們?cè)趯?shí)現(xiàn)最終目標(biāo)之前，首先確立了一個(gè)中期目標(biāo)，這個(gè)中期目標(biāo)就是建立起一種視覺系統(tǒng)。此視覺系統(tǒng)能夠達(dá)到一定程度上的智能化，依據(jù)視覺敏感度和反饋完成一定的任務(wù)。自主車輛的直覺導(dǎo)航系統(tǒng)就是計(jì)算機(jī)視覺的一個(gè)重要的應(yīng)用實(shí)例，然而，截止目前，還未能實(shí)現(xiàn)同人一致的對(duì)于任何環(huán)境都能進(jìn)行識(shí)別和理解的能力，對(duì)于自主導(dǎo)航系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)還存在一定的差距?；诖耍藗冇謱⒀芯磕繕?biāo)轉(zhuǎn)向了高速公路上的道路跟蹤能力，從而實(shí)現(xiàn)視覺輔助駕駛系統(tǒng)的開發(fā)，避免車輛在行駛的過程中與前方車輛發(fā)生碰撞。

需要特別指出的是，在這種計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)在其中的作用只是代替人腦的作用，但并不代表計(jì)算機(jī)就一定要按照人類視覺方法來處理視覺信息。計(jì)算機(jī)在處理視覺信息時(shí)，還是應(yīng)該依據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)本身的特點(diǎn)來進(jìn)行，但是人類視覺系統(tǒng)作為目前為止人們所知的、功能最為強(qiáng)大和完善的視覺系統(tǒng)，還是應(yīng)該作為計(jì)算機(jī)視覺研究的指導(dǎo)方向和啟發(fā)方向。而這種由計(jì)算機(jī)信息處理的方法來研究人類視覺并建立起人類視覺的研究，被稱為計(jì)算視覺，也是計(jì)算機(jī)研究中一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。

隨著人們逐漸步入信息時(shí)代，計(jì)算機(jī)技術(shù)廣泛滲透于各個(gè)領(lǐng)域。究其原因，主要是因?yàn)楹芏鄾]有經(jīng)過專業(yè)計(jì)算機(jī)訓(xùn)練的人也要使用計(jì)算機(jī)，同時(shí)，計(jì)算機(jī)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，其功能性也在不斷地增強(qiáng)。然而，這也相應(yīng)為計(jì)算機(jī)的使用帶來了一定的弊端，比如，計(jì)算機(jī)的使用方法也變得越來越復(fù)雜，這就在一定程度上導(dǎo)致了人本身的靈活性與計(jì)算機(jī)使用時(shí)的死板要求形成了強(qiáng)烈的反差和矛盾。前者可以通過聽覺、視覺等各種感官知覺與外界進(jìn)行信息交換，還可以通過大腦的處理，用不同的方式傳達(dá)相同的意義，而計(jì)算機(jī)卻只能依照之前編寫的程序語言來運(yùn)行程序來實(shí)現(xiàn)運(yùn)行的目的。因此，為了能方便更多的人應(yīng)用復(fù)雜的計(jì)算機(jī)，就必須要通過一些有效的措施來改變從前計(jì)算機(jī)為主體，人去適應(yīng)計(jì)算機(jī)的狀況，而應(yīng)該以人為本，交換主體，讓計(jì)算機(jī)來適應(yīng)其使用者的需求和習(xí)慣，以人的習(xí)慣為要求指向，讓計(jì)算機(jī)具有聽覺、視覺等能力。同時(shí)，計(jì)算機(jī)還需要具有一定的邏輯推理能力和決策能力。而這種計(jì)算機(jī)即智能計(jì)算機(jī)。智能計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，使計(jì)算機(jī)的使用更加方便和人性化，以智能計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)也為各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展帶來了巨大的促進(jìn)作用，替代了很多繁重的工作，提高了工作效率，并且保證了工作人員的作業(yè)安全。

同時(shí)，在計(jì)算機(jī)視覺研究領(lǐng)域，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)識(shí)別和跟蹤技術(shù)一直都是一個(gè)熱點(diǎn)問題，其對(duì)識(shí)別精度和實(shí)時(shí)性要求更高，其算法的好壞會(huì)給結(jié)果的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)度帶來直接的影響。而這些方法的實(shí)現(xiàn)都是基于動(dòng)態(tài)圖像序列。

三、基于改進(jìn)型Hausdorff距離的人體檢測(cè)

自動(dòng)扶梯客流量的測(cè)量工作是極具現(xiàn)實(shí)意義的，通過對(duì)大型場(chǎng)所內(nèi)自動(dòng)扶梯的客流量進(jìn)行測(cè)量，可以有效對(duì)客流量進(jìn)行控制，提高人員和建筑的安全。而測(cè)量工作的實(shí)現(xiàn)是基于攝像頭獲得的動(dòng)態(tài)圖像序列，并通過序列進(jìn)而識(shí)別出人數(shù)和即時(shí)速度。為了能夠準(zhǔn)確識(shí)別出自動(dòng)扶梯上的各個(gè)人體，可以采用Hausdorff距離識(shí)別方法。這種方法即使在有光線問題或者遮擋問題導(dǎo)致人體特征現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，也能完成對(duì)人體的識(shí)別。而Hausdorff距離模板又具有適應(yīng)性強(qiáng)且計(jì)算量小的優(yōu)點(diǎn)。但是在很多應(yīng)用場(chǎng)合中，一旦被測(cè)圖像中有些邊緣信息消失或者存在大大量與人體特征無關(guān)的點(diǎn)時(shí)，這種距離模板的匹配就不能達(dá)到令人滿意的效果。

Hausdorff距離的模板匹配及其缺陷

Hausdorff距離是用來描述兩組點(diǎn)集間相似度的量度，是一種集合之間的定義形式。若設(shè)A、B為兩個(gè)有限點(diǎn)集，則Hausdorff距離則可表示為：

H（A，B）=max（h（A，B），h（B，A）） （1）

h（B，A）=max{mina-b} （2）

當(dāng)Hausdorff距離用于二值模板與圖像之間的匹配時(shí)，首先要計(jì)算這兩個(gè)二值圖像的距離變換。由（2）計(jì)算出有向距離，再由（1）得出Hausdorff距離的值，從而判斷出匹配情況。但是需要特別指出的是，一旦圖像中存在突發(fā)的噪聲時(shí)，Hausdorff距離值也可能變得很大，從而造成目標(biāo)物體不能被有效檢測(cè)。另外，當(dāng)所測(cè)目標(biāo)物因?yàn)楣饩€的問題或者遮擋問題只有部分物體特征呈現(xiàn)出來時(shí)，Hausdorff距離的值也可能會(huì)很大，也就是說目標(biāo)物體還是得不到檢測(cè)。

針對(duì)以上方法存在的缺陷，為了進(jìn)一步提高此方法的穩(wěn)定性，對(duì)（2）進(jìn)行了改進(jìn)，有相距離表示為：

從而通過對(duì)不同區(qū)域下的界定就可以有效去除二值匹配過程中干擾因素的影響。

基于濾波的目標(biāo)預(yù)測(cè)跟蹤

可以采用濾波器進(jìn)行預(yù)測(cè)和跟蹤匹配位置中心點(diǎn)。此處濾波器將被用于匹配中心點(diǎn)在下一圖像中的位置，假設(shè)這兩個(gè)坐標(biāo)之間不相關(guān)，則就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)這兩個(gè)中心點(diǎn)的分別預(yù)測(cè)和跟蹤，極大提高了算法的執(zhí)行效率。而在下一幀中檢測(cè)目標(biāo)時(shí)，就可以縮小搜索范圍。這不僅使得該算法的執(zhí)行速度得到了提高，還使之更適于自動(dòng)扶梯客流量狀況測(cè)量的實(shí)時(shí)操作。

四、結(jié)語

自動(dòng)扶梯客流量的測(cè)量對(duì)于扶梯的安全使用有著重要的意義，相信隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和科研人員的不懈努力，在不久的將來，一定會(huì)出現(xiàn)更為方便、準(zhǔn)確的測(cè)量方法，并在各個(gè)領(lǐng)域上得到有效應(yīng)用，為計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]賢云得.機(jī)器視覺[M].北京：科學(xué)出版社，2004.

[2]張強(qiáng).動(dòng)態(tài)圖像序列中目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤技術(shù)研究[D].華北電力大學(xué)，2012.

篇6

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù)；輪廓提??；視覺測(cè)量

計(jì)算機(jī)視覺測(cè)量技術(shù)是一種綜合技術(shù)，融合了光電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像處理技術(shù)等多種技術(shù)。在對(duì)采集對(duì)象進(jìn)行處理之后，就可以得到目標(biāo)物體的幾何特征參數(shù)。想要得到準(zhǔn)確的圖像，就必須重視目標(biāo)物體的輪廓提取參數(shù)。在計(jì)算機(jī)視覺測(cè)量系統(tǒng)中，為了保障測(cè)量的精準(zhǔn)度，選取合適的輪廓提取方法也是很重要的。邊緣檢測(cè)法是輪廓提取方法中主要的內(nèi)容，該方法借助于空域微分算子，使圖像和模板完成卷積。邊緣檢測(cè)方法中的局部算子法，具有實(shí)現(xiàn)簡單、運(yùn)算速度快等優(yōu)點(diǎn)。梯度算子、Sobel算子、Roberts算子、canny算子，都是經(jīng)典局部算子法。本文提出了基于灰度閾值法的原理，根據(jù)鏈碼跟蹤技術(shù)對(duì)輪廓信息進(jìn)行存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)圖像輪廓的提取。這種方法具有準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)勢(shì)，在工程上的應(yīng)用十分廣泛。

1 輪廓提取的原理

輪廓提取指的是從物體圖像上得到物體外形，它能夠有效保障測(cè)量的精確度。由于計(jì)算機(jī)視覺測(cè)量圖像只含有目標(biāo)和背景2類區(qū)域，應(yīng)該利用閾值分析法對(duì)圖像進(jìn)行分割。為了確保二維圖像中沒有噪音，可以利用非線性的濾波能力消除噪音。為了實(shí)現(xiàn)輪廓提取，將會(huì)掏空?qǐng)D像內(nèi)部的點(diǎn)。通過鏈碼跟蹤技術(shù)對(duì)輪廓的信息進(jìn)行存儲(chǔ)，使圖像的輪廓處理工作量得以減輕。輪廓提取的工作流程是：首先對(duì)原始圖像進(jìn)行預(yù)處理，消除噪音后可以得到平滑的圖像。然后，對(duì)圖像進(jìn)行閾值分割得到二維圖像。對(duì)二值圖像進(jìn)行輪廓提取，就可以得到圖像的邊界點(diǎn)。最后，再根據(jù)跟蹤算法將輪廓存儲(chǔ)為鏈碼序列的形式。

2 圖像輪廓提取的關(guān)鍵技術(shù)

輪廓提取技術(shù)是計(jì)算機(jī)視覺測(cè)量技術(shù)中的重要組成部分，輪廓提取技術(shù)主要包括圖像預(yù)處理技術(shù)、閾值分割技術(shù)、輪廓提取技術(shù)和鏈碼跟蹤技術(shù)等內(nèi)容。本文將具體介紹幾種關(guān)鍵的圖像的輪廓提取技術(shù)。

2.1 圖像預(yù)處理技術(shù)

通過光學(xué)成像系統(tǒng)產(chǎn)生的二維圖像經(jīng)常含有各種噪音。為了提高計(jì)算機(jī)的視覺能力，增加計(jì)算機(jī)的分析和識(shí)別能力，必須消除掉這些二維圖像中的噪音。有目的地顯示出有用的信息，消除掉無用的信息，這種方法就是圖像預(yù)處理技術(shù)。圖像預(yù)處理技術(shù)能夠有效增加圖像的清晰度，是一種關(guān)鍵的計(jì)算機(jī)視覺測(cè)量技術(shù)。圖像的預(yù)處理技術(shù)是指在圖像輸入過程中對(duì)圖像進(jìn)行處理，從而得到清晰圖像的技術(shù)。圖像的預(yù)處理技術(shù)的內(nèi)容很多，比如圖像中如果含有噪音，就需要除掉圖像中的雜音，提高圖像的語音效果。對(duì)于一些比度比較小的圖像，就需要對(duì)其進(jìn)行灰度變換。對(duì)于已經(jīng)模糊的圖像，應(yīng)該進(jìn)行各種復(fù)原處理。對(duì)于失真的圖像，應(yīng)該采用幾何方法來校正。

計(jì)算機(jī)視覺測(cè)量中的圖像預(yù)處理技術(shù)，能夠有效地提高圖像的畫面質(zhì)量，讓圖像便于處理，更易于測(cè)量。圖像預(yù)處理的方法有很多，通常情況下，主要采用圖像平滑處理、圖像銳化處理、圖像邊緣增強(qiáng)等技術(shù)。

2.2 閾值分割技術(shù)

由于計(jì)算機(jī)視覺測(cè)量技術(shù)中只有目標(biāo)和背景兩類區(qū)域，本文將采用單閾值法來分割圖像。閾值分割法在實(shí)施的過程中，先要確定分割閾值，再將分割閾值與像素的灰度進(jìn)行比較。

閾值分割法的原理是：首先設(shè)定圖像的灰度區(qū)間在z的最大值和z的最小值之間。在該區(qū)間設(shè)定一個(gè)閾值Z，閾值Z的大小在z最小值與最大值之間，令圖像中所有灰度值小于或等于Z的像素，將它們的新灰度值設(shè)定為0，大于Z的像素新灰度值設(shè)定為1。經(jīng)過這樣的閾值分割，就可以得到輸出的二值圖像。

閾值分割的工作盡量保留原圖像，在此基礎(chǔ)上，應(yīng)該去掉一些冗余信息。但閾值分割法中最為關(guān)鍵的就是閾值z(mì)的確定，這是灰度值的突變點(diǎn)。本文將采用迭代法來確定閾值Z，根據(jù)灰度直方圖來確定初始閾值，將圖像分割為目標(biāo)和背景，計(jì)算目標(biāo)和背景灰度的平均值，可以利用循環(huán)迭代的方法求出差值較小的閾值，該閾值就是灰度閾值Z。這種方法求灰度值算法簡單，便于實(shí)現(xiàn)，其具體的步驟是：首先，求出圖像的最大閾值與最小閾值，令初始閾值為最大閾值與最小閾值和的一半。然后，再利用初始閾值將圖像分割為目標(biāo)和背景，分別求出目標(biāo)和背景的平均灰度值Zo與Zb。Zo與Zb和的一般就是新閾值Z，如果新閾值Z與初始閾值相等，那么新閾值Z即為所求閾值。

2.3 輪廓提取技術(shù)

通過對(duì)閾值分割后的圖像進(jìn)行缺陷修補(bǔ)，還需要利用輪廓提取技術(shù)，最后才能得到圖像中目標(biāo)的二維輪廓。本文將采用掏空內(nèi)部點(diǎn)的方法對(duì)二維圖形進(jìn)行輪廓提取。假定背景顏色為黑色，目標(biāo)顏色為白色。當(dāng)目標(biāo)中有1個(gè)點(diǎn)為白色，這個(gè)內(nèi)部點(diǎn)周圍的8個(gè)點(diǎn)都為白色時(shí)，就可以將這個(gè)點(diǎn)和它周圍8個(gè)點(diǎn)都刪除，把內(nèi)部點(diǎn)全部掏空。

在二值圖像中，假設(shè)背景的灰度為0，目標(biāo)灰度為l，那么邊界輪廓的提取方法如下：如果中心像素值為O，那么其余相連8個(gè)像素均規(guī)定為1；如果其余相連8個(gè)像素為1，那么將把中心像素值改為0；除此之外，中心像素將一律設(shè)定為1。根據(jù)這樣的規(guī)則，就可以得到圖像的輪廓。

2.4 鏈碼跟蹤技術(shù)

鏈碼是一種改進(jìn)的坐標(biāo)序列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，鏈碼用指向中心像素P的8個(gè)方向來表示，每個(gè)方向都存在著45度的夾角。對(duì)于輪廓圖像來說，除了起始像素以外，所有的像素都可以用8個(gè)像素方向來確定。輪廓跟蹤是以鏈碼的方向來進(jìn)行的，上一個(gè)輪廓點(diǎn)將會(huì)影響到下一個(gè)跟蹤點(diǎn)。這種方法能夠加快像素掃描的速度，能夠有效地提高跟蹤效率。

鏈碼的跟蹤過程如下：（1）通過掃描得到初始輪廓點(diǎn)，將該點(diǎn)的坐標(biāo)定位（x，y），進(jìn)入步驟（2），如果掃描之后得不到輪廓點(diǎn)，那么進(jìn)入步驟（4）。（2）按照鏈碼的方向來掃描當(dāng)前與相鄰的8個(gè)區(qū)域，如果遇到輪廓點(diǎn)，用“-”設(shè)置停止掃描跟蹤，并記錄該店的鏈碼值，轉(zhuǎn)進(jìn)步驟（3）；如果掃描過程中沒有遇到輪廓點(diǎn)，則設(shè)置結(jié)束跟蹤標(biāo)志，將掃描點(diǎn)重新設(shè)置到起始點(diǎn)（x，y）坐標(biāo)上，轉(zhuǎn)退步驟（1）。（3）用底色填充掃描輪廓點(diǎn)，將當(dāng)前點(diǎn)設(shè)置為跟蹤到的輪廓處，轉(zhuǎn)退步驟（2）。（4）用“-”設(shè)置結(jié)束所有輪廓跟蹤。

根據(jù)上述步驟，不僅可以算出鏈碼序列，還能夠求出鏈碼序列中的坐標(biāo)、方向，甚至能求出鏈碼的具體值。為了區(qū)別鏈碼序列中的不同輪廓，要使用特殊標(biāo)志將它們分開。為了找出封閉輪廓的起始點(diǎn)，應(yīng)先標(biāo)出鏈碼方向序列，將輪廓結(jié)束標(biāo)志最后標(biāo)出。在自閉式輪廓跟蹤系統(tǒng)中，序列的記錄工作是根據(jù)輪廓線條順序進(jìn)行的，這將大大方便后續(xù)輪廓處理工作。

通過鏈碼的解密工作，可以求出鏈碼表示的輪廓值，解碼的過程和編碼的過程相同。鏈碼和像素之間存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以用數(shù)組的方法來解決解碼問題。對(duì)于X坐標(biāo)的數(shù)組，可以將它們?cè)O(shè)定為X[8]，X[8]={1，1，0，-1，-1，-1，0，1}。對(duì)于Y坐標(biāo)的數(shù)組，可以將它們?cè)O(shè)定為Y[8]，Y[8]={0，1，1，1，0，-1，-1，-1）。通過處理這種鏈碼序列，可以求出不同輪廓的坐標(biāo)值。

3 圖像輪廓提取效果分析

如果圖像在沒有受到干擾的情況下，就能夠提取到較為清晰的輪廓。但是如果存在某種敏感性因素時(shí)，就會(huì)嚴(yán)重影響圖像的輪廓提取效果。利用20%的椒鹽噪聲影響一個(gè)花瓶圖像，在預(yù)處理環(huán)節(jié)對(duì)其濾波之后，會(huì)產(chǎn)生出圖像5（c）。以這種圖像為檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其進(jìn)行輪廓提取試驗(yàn)。同時(shí)，也可以利用Sobel，Robets，Canny等算子對(duì)該圖像進(jìn)行邊緣提取試驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)構(gòu)圖像，與輪廓提取試驗(yàn)中得到的圖像相比較，可得到圖1。

根據(jù)圖1可以看到，Sobel算子、Robets算子、Canny算子在受到干擾的情況下，對(duì)圖像輪廓的提取效果不是很好，會(huì)出現(xiàn)斷線、噪聲等問題。而采用本文方法的輪廓?jiǎng)t能保持較高的清晰度，這種方法適用性強(qiáng)，無噪音，未來必將會(huì)得到廣泛應(yīng)用。

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【關(guān)鍵詞】糧油；品質(zhì)檢測(cè)；新技術(shù)；探究

一、糧油品質(zhì)檢測(cè)評(píng)價(jià)新技術(shù)概況

糧油產(chǎn)品作為關(guān)乎國計(jì)民生的重要物資資源，如何保障糧油產(chǎn)品的安全，促進(jìn)國民生活健康發(fā)展對(duì)國家安全有著重要意義，當(dāng)前我國糧油安全問題較為嚴(yán)峻，以次充好、以假亂真的不法行為嚴(yán)重?cái)_亂糧油市場(chǎng)的健康發(fā)展，同時(shí)更對(duì)居民生活構(gòu)成嚴(yán)峻威脅。探索高效、便捷、準(zhǔn)確的糧油品質(zhì)檢測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)能夠較好的檢測(cè)出樣本的優(yōu)劣水平，及時(shí)區(qū)分出產(chǎn)品的優(yōu)劣，為糧油市場(chǎng)的有序發(fā)展以及居民食用糧油安全奠定基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的糧油品質(zhì)分析檢測(cè)技術(shù)較為落后，程序較為復(fù)雜難以滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，例如在品質(zhì)分析中由于人為性的主觀因素較強(qiáng)，難以對(duì)樣本糧油給出客觀準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，而化學(xué)測(cè)定中又需要破壞大量糧油樣本，成本較高。所幸隨著傳感技術(shù)等新型科學(xué)的迅猛發(fā)展，借助于計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)、電子舌技術(shù)和電子鼻技術(shù)等，糧油品質(zhì)檢測(cè)評(píng)價(jià)實(shí)現(xiàn)了無損檢測(cè)，且具有極大的便利性和準(zhǔn)確性，當(dāng)前作為糧油品質(zhì)檢測(cè)的新技術(shù)，這三種技術(shù)已經(jīng)的到了廣泛的發(fā)展和運(yùn)用，在糧油品質(zhì)檢測(cè)中有著廣闊的發(fā)展前景。

二、三種新技術(shù)在糧油品質(zhì)檢測(cè)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

（一）計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的應(yīng)用

通過計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對(duì)糧油品質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)評(píng)價(jià)主要是針對(duì)糧油的色澤以及糧食的顆粒形態(tài)和紋理等進(jìn)行外觀分析，由于在外觀評(píng)價(jià)中人工檢測(cè)的工作量較大，主觀性強(qiáng)，難以形成客觀標(biāo)準(zhǔn)，通過計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)可以將圖形信息分析到極致，然后對(duì)比特征參數(shù)以獲得較為準(zhǔn)確和客觀的品質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果。當(dāng)前計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)已經(jīng)在糧油品質(zhì)檢測(cè)評(píng)價(jià)中的到較為廣泛的運(yùn)用，其中在對(duì)稻米的檢測(cè)中堊白、粒型、黃粒米率、整精米率、蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉含量等品質(zhì)指標(biāo)已均能夠獲得較為精準(zhǔn)的測(cè)量數(shù)據(jù)，測(cè)試精度滿足要求，從而為有效評(píng)價(jià)樣本品質(zhì)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。同樣利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對(duì)油脂進(jìn)行品質(zhì)檢測(cè)也是通過色澤判斷來完成評(píng)價(jià)，當(dāng)前最主要的檢測(cè)方法為羅維朋比色法和重鉻酸鉀法，通過計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對(duì)油脂成像進(jìn)行精細(xì)化處理，較好的重現(xiàn)油脂色澤并有效避免了人工檢測(cè)的主觀性，能夠準(zhǔn)確分辨出油品等級(jí)，檢測(cè)誤差非常小。在糧油檢測(cè)中科學(xué)手段的不斷豐富發(fā)展，在對(duì)樣本進(jìn)行視覺分析中使得誤差率得到不斷降低，從而有效提升了糧油品質(zhì)檢測(cè)的可觀性和準(zhǔn)確性。

（二）電子舌技術(shù)的應(yīng)用

電子舌技術(shù)最早起源于上世紀(jì)80年代中期，是一種模擬動(dòng)物味覺的一種設(shè)備，主要用于對(duì)液體味道的分析和識(shí)別。電子舌通過傳感器陣列對(duì)樣本做出相應(yīng)并輸出對(duì)應(yīng)信息，然后通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，再對(duì)比數(shù)據(jù)庫信息從而得出樣本味覺特征結(jié)果。在糧油檢測(cè)方面，電子舌主要是利用了糧油中部分具有氧化還原活性的物質(zhì)，這些物質(zhì)具有敏感的感官刺激以及抗氧化性等特點(diǎn)，因此只需要通過電化學(xué)傳感器陣列進(jìn)行直接分析即可過的糧油品質(zhì)評(píng)價(jià)。根據(jù)最新研究成果顯示，通過電子舌已經(jīng)能夠很好的區(qū)分不同類型的糧油和品質(zhì)，這種裝置只需要將樣本糧油涂到改進(jìn)了的碳層電極，然后放入不同的電解水溶液中觀測(cè)并收集其電化學(xué)反應(yīng)獲得的電勢(shì)信號(hào)。最后通過輸入樣本糧油的主要成分來分析不同類型的糧油所產(chǎn)生的信號(hào)特征，進(jìn)而達(dá)到鑒別、檢測(cè)、評(píng)價(jià)糧油品質(zhì)的目的。該種方法在實(shí)驗(yàn)中針對(duì)六種糧油和三種橄欖油進(jìn)行了評(píng)價(jià)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法在糧油品質(zhì)評(píng)價(jià)上具有良好的區(qū)分度和較強(qiáng)的可信度。

（三）電子鼻技術(shù)的應(yīng)用

電子鼻的應(yīng)用原理基本類似于電子舌，都是通過傳感器陣列來達(dá)到模仿動(dòng)物感官針對(duì)特定物品進(jìn)行精確鑒別的一種電子裝備。而事實(shí)上電子鼻要遠(yuǎn)比動(dòng)物鼻子更加厲害，我們通過嗅覺知識(shí)判別出樣品的直觀氣味，對(duì)細(xì)微差別并不能做出客觀評(píng)價(jià)，而電子鼻則能夠通過氣味刺激來準(zhǔn)確呈現(xiàn)樣品品質(zhì)。當(dāng)前電子鼻技術(shù)具有效率高、使用廣泛和準(zhǔn)確性等方面的特點(diǎn)，在糧油檢測(cè)領(lǐng)域同樣發(fā)揮著重要作用。針對(duì)糧油的檢測(cè)電子鼻主要發(fā)揮著許多方面的作用，針對(duì)糧食品種主要有四種：一是對(duì)谷物霉變做出判斷；二是判斷谷物蟲害情況；三是對(duì)谷物品種以及其品質(zhì)做出判別；四是對(duì)谷物存在的年限做出分析。而針對(duì)油脂產(chǎn)品主要是對(duì)油脂進(jìn)行定性分析和質(zhì)變分析，首先通過電子鼻對(duì)不同油品的氣味進(jìn)行判別來區(qū)分不同類型和品質(zhì)的糧油，如對(duì)橄欖油進(jìn)行定級(jí)，判斷油脂摻偽情況等，這些信息都可以通過電子鼻得到準(zhǔn)確反映。其次糧油質(zhì)變之后會(huì)產(chǎn)生難聞的氣味嚴(yán)重影響糧油的品質(zhì)，更會(huì)給消費(fèi)者帶來嚴(yán)重的健康危害，利用電子鼻對(duì)氣味的區(qū)分技術(shù)來監(jiān)控或者對(duì)糧油進(jìn)行檢測(cè)，可有有效并及時(shí)發(fā)現(xiàn)油品的酸敗和異味的產(chǎn)生，從而對(duì)糧油品質(zhì)做出準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。

三、結(jié)語

糧油品質(zhì)的檢測(cè)和評(píng)價(jià)是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，在對(duì)樣本進(jìn)行評(píng)價(jià)過程中需要一定的客觀指標(biāo)作為依據(jù)，信息技術(shù)的發(fā)展為糧油品質(zhì)檢測(cè)評(píng)價(jià)提供了更加便捷和客觀的檢測(cè)方法，有效避免了人工檢查的主觀性影響，根據(jù)當(dāng)前對(duì)計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)、電子鼻和電子舌技術(shù)的不斷研究和探索，其在糧油檢測(cè)中也必將發(fā)揮著越來越重要的作用，為糧油品質(zhì)檢測(cè)評(píng)價(jià)提供更加準(zhǔn)確、客觀、可信的數(shù)據(jù)支持。

參考文獻(xiàn)

[1]胡桂仙，王建軍，王小驪，董秀金，朱加虹.糧油品質(zhì)檢測(cè)評(píng)價(jià)新技術(shù)的研究進(jìn)展及展望[J].中國糧油學(xué)報(bào)，2011（03）

篇8

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；發(fā)展趨勢(shì)；新技術(shù)發(fā)展

0 前言

電力系統(tǒng)是我國國名經(jīng)濟(jì)的基石。電力系統(tǒng)是由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)?，F(xiàn)代社會(huì)需要的是安全可靠經(jīng)濟(jì)的電能。電力系統(tǒng)主要由發(fā)電輸電變電配電及用電等5部分組成。電力系統(tǒng)是一個(gè)具有復(fù)雜的大系統(tǒng)由于用戶的不斷增加的需求，電網(wǎng)對(duì)于技術(shù)的要求水平也提出了越來越高的要求。

1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)總的發(fā)展趨勢(shì)的特點(diǎn)研究

1.1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的圖形化特點(diǎn)

因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)聯(lián)網(wǎng)工程的正式啟動(dòng)，電力系統(tǒng)的調(diào)度管理、數(shù)據(jù)計(jì)算分析呈現(xiàn)出傳輸路徑的交叉性，信息更新越來越高速這樣的幾種特點(diǎn)。在計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的快速發(fā)展下，電力系統(tǒng)技術(shù)整合也在蓬勃發(fā)展著。電力系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)處理上已經(jīng)不再使用傳統(tǒng)的處理方式，而是使用圖形化處理這樣的新技術(shù)，這樣看到圖形，電力系統(tǒng)管理者就能了解電力系統(tǒng)的變化發(fā)展趨勢(shì)，也就能對(duì)未來電力系統(tǒng)軟件開發(fā)帶來絲絲先機(jī)。

1.2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的遠(yuǎn)程化特點(diǎn)

過去電力系統(tǒng)的硬件平臺(tái)大部分是計(jì)算機(jī)，外加使用擴(kuò)展測(cè)控法對(duì)接口電路工作開展監(jiān)測(cè)。此類的設(shè)計(jì)有很多的優(yōu)勢(shì)，這種類型的設(shè)計(jì)的周期很長，擴(kuò)展性也很好。但是這樣的設(shè)計(jì)方式也具有著高成本、大體積、大功耗以及靈動(dòng)性差的多種缺點(diǎn)?，F(xiàn)在，正是有著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷更新和電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，遠(yuǎn)動(dòng)終端設(shè)備已經(jīng)變?yōu)樵絹碓浇咏顑?yōu)化、智能化和小型化、協(xié)調(diào)化。因此，建立在此基礎(chǔ)之上的電力系統(tǒng)也具備了遠(yuǎn)程化的特點(diǎn)，使電力系統(tǒng)自動(dòng)化在控制系統(tǒng)方面的發(fā)展更加貼近智能化。

1.3 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的分布化特點(diǎn)

發(fā)電率范圍在幾十兆瓦至幾千瓦之間并且模型較小的發(fā)電單元，它的地點(diǎn)處于用戶周圍還有有高效和可靠特點(diǎn)的稱為電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)分布化。分布式發(fā)電主要包括以液體或氣體為燃料的內(nèi)燃機(jī)、太陽能發(fā)電、微型燃?xì)廨啓C(jī)和風(fēng)力發(fā)電等等的其他一些發(fā)電方式。這種發(fā)電技術(shù)具有很好的靈活性，能夠給與用戶各不相同的感受。還能為邊遠(yuǎn)商業(yè)區(qū)域提供可靠的電力資源，讓他們使用具有再生特點(diǎn)的資源進(jìn)行多次發(fā)電，這樣的電能還具有穩(wěn)定度高的特點(diǎn)，是具有分度化的特色。極端及技術(shù)、新材料技術(shù)和電力電子技術(shù)都要作為支柱技術(shù)被在其中使用。

2 電力系統(tǒng)與新技術(shù)的結(jié)合

2.1 與智能計(jì)算機(jī)的結(jié)合

計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)就是與智能計(jì)算機(jī)的結(jié)合之一。使用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)能夠方便的獲得多種圖像信息。在電力系統(tǒng)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)。目前，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)使用在電力系統(tǒng)中的作用是修改遙控系統(tǒng)在此同時(shí)提高它的性能。這主要表現(xiàn)在使用在線監(jiān)測(cè)和開展無人操作或者環(huán)境監(jiān)視，紅外圖像監(jiān)測(cè)是電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)常用方法中效果最好的。它既有這使用方便，又有著精準(zhǔn)度較高的特點(diǎn)。紅外圖像識(shí)別方面主要就是使用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，這樣能取得較好的效果。計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的工作原理是在科學(xué)獲取電力設(shè)備實(shí)時(shí)紅外圖像和電力設(shè)備正常工作時(shí)圖像后，將兩者開展對(duì)比。如果出現(xiàn)不正常。也就因此能夠證明電力設(shè)備出現(xiàn)問題。第開展無人操作或者環(huán)境監(jiān)視是使用微波雙鑒探測(cè)器進(jìn)行協(xié)助，將差分圖像以及流光法一起使用對(duì)移動(dòng)物體開展監(jiān)測(cè)。如果出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象，那么系統(tǒng)就可以識(shí)別出來，并且警告我們。因?yàn)橛?jì)算機(jī)視覺技術(shù)還處于起步階段，其存在一定的不足之處。雖然計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)發(fā)展迅速，但計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)發(fā)展的并不完善，因?yàn)閳D像識(shí)別自身的復(fù)雜性的原因，所以現(xiàn)階段還不能實(shí)現(xiàn)完全的無人操作。正是因?yàn)橛兄@些原因，在大多數(shù)情況下，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)只能夠作為一種輔助技術(shù)。

2.2 與微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)合

在電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展速度過快并且伴隨著相關(guān)微機(jī)設(shè)備應(yīng)用范圍越來越普遍的情況下。人們?cè)絹碓絿?yán)格的要求微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)。更簡單的說，也就是原有的電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)當(dāng)中的微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足社會(huì)發(fā)展的需要。人們需要的微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)該具備更加牢靠與穩(wěn)定的可以對(duì)通信進(jìn)行保護(hù)的能力。這樣才能夠達(dá)到人們希望人機(jī)互動(dòng)的效果。這樣的系統(tǒng)在對(duì)硬件提高出高要求的同時(shí)也對(duì)軟件業(yè)產(chǎn)生了更加具體的要求。例如，我國在上世紀(jì)末將第一套微機(jī)線路保護(hù)設(shè)備投入使用，并且該設(shè)備因?yàn)樾阅苷紦?jù)極大的優(yōu)勢(shì)從而獲得世界各國用戶的普遍認(rèn)可。

在繼電保護(hù)設(shè)備中，我們更加需要完善的問題就是設(shè)備的實(shí)時(shí)性。設(shè)備的實(shí)時(shí)性直接關(guān)乎電網(wǎng)的安全穩(wěn)定，它直接受到其影響。假如設(shè)備實(shí)時(shí)性出現(xiàn)缺陷，會(huì)給電力系統(tǒng)帶來難以補(bǔ)救損失的可能性。現(xiàn)階段在我國電力系統(tǒng)中應(yīng)用的嵌入式系統(tǒng)通常來說主要為C/C++語言。這是因?yàn)樵撓到y(tǒng)不僅靈活性高并且可移植性也很強(qiáng)。同時(shí)該系統(tǒng)還使用了能夠隨時(shí)改變的模塊化，目的在于處理好各種存在可能性會(huì)產(chǎn)生的問題但是卻又不能夠進(jìn)行更換的難題。在提供便利的同時(shí)也能夠盡最大的努力滿足用戶各種要求。

2.3 與GPS安全監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)合

GPS的全稱是全球定位系統(tǒng)。這是一個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)。它能具有導(dǎo)航、定位、授時(shí)等功能的原因是它可以保證在地球上任意一點(diǎn)都可以同時(shí)被觀測(cè)到。高精度、高效率和低成本都是GPS定位技術(shù)具有的優(yōu)點(diǎn)。正是在這些優(yōu)點(diǎn)的幫助下，它才能在各類大地測(cè)量控制網(wǎng)獲得加強(qiáng)改造，也因此具有了較為普及的應(yīng)用。目前，GPS技術(shù)出現(xiàn)了一個(gè)不斷進(jìn)步的境地，而將GPS技術(shù)使用到電力系統(tǒng)當(dāng)中的條件也越來越松。電力系統(tǒng)使用GPS動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)后取得效果很好。不僅能夠?qū)ο到y(tǒng)開展實(shí)時(shí)且有效的監(jiān)控，同時(shí)還能夠?qū)PS定位技術(shù)的精準(zhǔn)度高并且效率快以及成本低的優(yōu)勢(shì)完全體現(xiàn)出來?？梢詫?duì)管轄區(qū)內(nèi)的大地測(cè)量控制電網(wǎng)進(jìn)行合理的監(jiān)測(cè)。電力系統(tǒng)使用GPS動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控技術(shù)后?；贕PS的動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)指的是電力系統(tǒng)采用GPS所實(shí)現(xiàn)的光纖通信技術(shù)和同步測(cè)量技術(shù)。電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)安全監(jiān)測(cè)管理主要包括動(dòng)態(tài)相量測(cè)量系統(tǒng)、定時(shí)系統(tǒng)、中央信號(hào)處理系統(tǒng)和通信系統(tǒng)四個(gè)部分的內(nèi)容。使用GPS和EMS監(jiān)控系統(tǒng)能夠做到對(duì)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)、集中處理、定時(shí)等，為相量的控制提供條件。實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)檢測(cè)是我們必須做的，同時(shí)也是是電力系統(tǒng)發(fā)展的要求。

動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)是基于GPS統(tǒng)一時(shí)鐘的新一代EMS。各種各樣的電磁暫態(tài)故障記錄器和集中在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（SCADA）系統(tǒng)是電力系統(tǒng)目前主是在錄音的過程中使用的監(jiān)控工具。前面具有記錄數(shù)據(jù)冗余，記錄時(shí)間短，缺乏溝通不同的錄音機(jī)，讓困難分析系統(tǒng)作為一個(gè)整體的動(dòng)態(tài)特性：后者記錄數(shù)據(jù)刷新間隔時(shí)間，但是用于系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性。很難分析整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為的原因是都有一個(gè)共同的、缺乏精確的時(shí)間戳之間的聯(lián)合不同位置即記錄數(shù)據(jù)只是部分有效。新一代的基于GPS動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)，是一個(gè)相結(jié)合的新的和現(xiàn)有的SCADA的動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)。在這樣的新技術(shù)下，GPS同步相量測(cè)量技術(shù)和光纖通訊技術(shù)和實(shí)施總量控制提供了條件。

在大型電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和振動(dòng)監(jiān)測(cè)中常用的GPS系統(tǒng)的研究獲得了一定的成果。在現(xiàn)實(shí)生活中已投入運(yùn)行，例如GPS同步相量測(cè)量裝置監(jiān)控系統(tǒng)在南方電網(wǎng)投運(yùn)。中國南方電網(wǎng)功率角振蕩天骨干接觸線己廣泛應(yīng)用在網(wǎng)格中的500千伏線路可以在實(shí)時(shí)調(diào)度中心觀察。

3 結(jié)語

電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)無疑具有著很大的潛力在計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)的發(fā)展下，也將有更多的技術(shù)出現(xiàn)。隨著它們的出現(xiàn)，電力系統(tǒng)將更加自動(dòng)化，為人們提供更好的電能。

【參考文獻(xiàn)】

篇9

關(guān)鍵字：攝像機(jī)標(biāo)定；幾何模型；傳統(tǒng)標(biāo)定；自標(biāo)定

1．引言

隨著圖像技術(shù)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)已廣泛進(jìn)入人們生活的各個(gè)領(lǐng)域。攝像機(jī)標(biāo)定技術(shù)作為計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的一個(gè)重要研究內(nèi)容，主要用于機(jī)器人定位，工業(yè)控制，交通監(jiān)管、三維重建等方面。計(jì)算機(jī)視覺中使用的攝像機(jī)一般為價(jià)格低廉的非量測(cè)CCD攝像機(jī)，這種攝像機(jī)內(nèi)部參數(shù)不知或不穩(wěn)定，圖像分辨率不高，并且存在較大的非線性畸變。鑒于這些特點(diǎn)，對(duì)攝像機(jī)標(biāo)定的精確度、穩(wěn)定性以及實(shí)時(shí)性的研究顯得尤為重要。

2．?dāng)z像機(jī)標(biāo)定的基礎(chǔ)理論

2.1攝像機(jī)標(biāo)定的含義

所謂攝像機(jī)標(biāo)定，就是從攝像機(jī)獲得的圖像信息出發(fā)，根據(jù)物體的空間三維信息和圖像中二維信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而確定攝像機(jī)的成像幾何模型，模型的參數(shù)就是攝像機(jī)的參數(shù)。[1]即攝像機(jī)的標(biāo)定過程也就是求解攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)的一個(gè)過程，其中內(nèi)參數(shù)包括焦距、光心、縱橫比、畸變系數(shù)等，外參數(shù)則由空間位置和方向，即旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣組成。

2.2.圖像坐標(biāo)系、焦平面坐標(biāo)系、攝像機(jī)坐標(biāo)系和世界坐標(biāo)系

如圖2-1所示，（）為圖像坐標(biāo)系，以像素為單位；（）為焦平面坐標(biāo)系，以實(shí)際物理長度為單位，O1為攝像機(jī)光軸與圖像坐標(biāo)系的焦點(diǎn)，通常位于圖像的中心。兩坐標(biāo)系間存在如下關(guān)系式：

（式2-1）

圖2-1 圖像坐標(biāo)系與焦平面坐標(biāo)系

攝像機(jī)的成像原理圖如圖2-2，攝像機(jī)坐標(biāo)系和世界坐標(biāo)系的關(guān)系可由3*3旋轉(zhuǎn)矩陣R和3*1平移矩陣t表示（見式2-2）。[2]攝像機(jī)坐標(biāo)系和焦平面坐標(biāo)系的關(guān)系表示為式2-3.

（圖 2-2 攝像機(jī)坐標(biāo)系、世界坐標(biāo)系和焦平面坐標(biāo)系

2.3.攝像機(jī)幾何模型

攝像機(jī)的幾何模型是光學(xué)成像的幾何關(guān)系的簡化，大體包括線性和非線性模型。

2.3.1線性模型

線性模型是最簡單的攝像機(jī)模型，也稱為針孔模型，是將空間的三維直線投影為圖像上的二維直線?？臻g中的任一點(diǎn)P可表示為式2-4，再由式2-1~式2-4，可得式2-5。

其中，為u軸和v軸的夾角。為圖像主點(diǎn)坐標(biāo)，K為攝像機(jī)內(nèi)參矩陣，為攝像機(jī)的外參矩陣。

2.3.2 非線性模型

實(shí)際應(yīng)用過程中，特別是使用廣角鏡頭時(shí)，圖像上會(huì)產(chǎn)生畸變，線性模型此時(shí)便不能準(zhǔn)確的描述成像關(guān)系。通常所說的畸變包括徑向畸變和切向畸變，一般情況下，徑向畸變的第一項(xiàng)就足以描述鏡頭畸變。[3]

徑向畸變： ，其

中，，為徑向畸變系數(shù)。

3．?dāng)z像機(jī)標(biāo)定方法

攝像機(jī)標(biāo)定技術(shù)已比較成熟，方法很多，但仍然沒有一種能夠普遍適用。攝像機(jī)標(biāo)定技術(shù)主要可以分為三種：傳統(tǒng)標(biāo)定技術(shù)、自標(biāo)定技術(shù)和基于主動(dòng)視覺的標(biāo)定技術(shù)。

傳統(tǒng)的標(biāo)定方法就是用一個(gè)結(jié)構(gòu)形狀已知的物體作為空間參照物，通過圖像和空間點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定攝像機(jī)模型，再根據(jù)優(yōu)化算法獲得攝像機(jī)的參數(shù)。[5]具有代表性的方法有直線線性變換法、兩步法、張正友標(biāo)定法等。

所謂自標(biāo)定，就是不依賴于標(biāo)定參照物，根據(jù)多幅圖像的幾何關(guān)系和攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)存在的約束實(shí)現(xiàn)標(biāo)定。主要方法有基于Kruppa 方程的自標(biāo)定方法，基于二次曲面的自標(biāo)定法等。

基于主動(dòng)視覺的標(biāo)定需借助可精確控制攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)的平臺(tái)，控制攝像機(jī)作特殊運(yùn)動(dòng)，獲得多幅圖像，建立攝像機(jī)模型，從而求解參數(shù)。常用方法有基于攝像機(jī)純旋轉(zhuǎn)的標(biāo)定方法[8]、基于三正交平移運(yùn)動(dòng)的標(biāo)定方法[9]、基于平面正交運(yùn)動(dòng)的標(biāo)定方法[7]等。

3.1算法比較

傳統(tǒng)標(biāo)定法需要基于特定的實(shí)驗(yàn)條件（如特定的標(biāo)定物），算法復(fù)雜，實(shí)時(shí)性差，但精度較高。

自標(biāo)定法中常用的絕對(duì)二次曲線法受初值影響較大，雖然相對(duì)于傳統(tǒng)標(biāo)定法較靈活，但魯棒性不足，對(duì)噪聲較為敏感。該方法主要用在對(duì)精度要求不高的場(chǎng)合。

基于主動(dòng)視覺的標(biāo)定法需要提供攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，成本較高。目前的研究集中在如何減少對(duì)攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)限制的同時(shí)仍能線性的求解攝像機(jī)的參數(shù)。[6]

3.2改進(jìn)算法

針對(duì)上述方法存在的不足之處，近年來出現(xiàn)了許多改進(jìn)算法。例如：經(jīng)典的兩步法標(biāo)定過程中只考慮了徑向畸變，與實(shí)際情況不符，因而限制了標(biāo)定精度的進(jìn)一步提高；并且該法不能用平板標(biāo)定塊一次標(biāo)定，給實(shí)際應(yīng)用帶來麻煩。文獻(xiàn)[10]提出了一種改進(jìn)的Tsai兩步法，針對(duì)目前廣泛使用的面陣CCD攝像機(jī)，采用非線性模型，運(yùn)用迭代法求解內(nèi)外參數(shù)。該方法操作簡便，速度和精度上明顯優(yōu)于經(jīng)典的兩步法，但最終的迭代收斂條件仍需進(jìn)一步研究。文獻(xiàn)[11]中提出了一種新的基于Kruppa方程的自標(biāo)定算法，該方法簡化了Kruppa方程并確定目標(biāo)函數(shù)，通過攝像機(jī)的三次線性無關(guān)的任意平移運(yùn)動(dòng)確定初值，然后用非線性優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)法精化初值。該改進(jìn)法大大提高了算法的魯棒性及標(biāo)定精度。

另外，孟曉橋、胡占義的圓標(biāo)定方法，吳毅紅等的平行圓標(biāo)定方法等實(shí)用性和針對(duì)性強(qiáng)的方法也成為攝像機(jī)標(biāo)定發(fā)展的一個(gè)方向。

4．結(jié)束語

攝像機(jī)標(biāo)定技術(shù)越來越受到重視，無人機(jī)的導(dǎo)航，工業(yè)中工件測(cè)量、機(jī)器人輔助外科手術(shù)等很多領(lǐng)域都需要高精度、穩(wěn)定、實(shí)時(shí)的標(biāo)定結(jié)果，因此未來攝像機(jī)標(biāo)定技術(shù)如何保證精確度的同時(shí)提高標(biāo)定方法的魯棒性方面,還需進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)

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篇10

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)視覺；屏蔽罩；共面度

【Abstract】Computer vision is a branch of science that studies how to make the machine to "see" .Based on this， we developed a set of visual inspection equipment， and applied to the assembly line， to enable it to detect the mobile phone shielding cover coplanar degree and make it quickly and accurately.

【Key words】Computer vision；Shield；Coplanar degrees

0 前言

工業(yè)生產(chǎn)中流水線技術(shù)已經(jīng)成熟，但是機(jī)器的工作效率并不能使產(chǎn)品的合格率完全得到保障。我們需要將檢測(cè)裝置添加到流水線系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品合格與否的信息反饋。通過檢測(cè)產(chǎn)品合格與否，不合格的收回改進(jìn)，來進(jìn)一步提高生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的合格率。而且一個(gè)簡單的檢測(cè)裝置可以替代大量人工勞動(dòng)，整體上提高生產(chǎn)效率和利潤。

屏蔽罩（框）是手機(jī)的重要部件，傳統(tǒng)的屏蔽罩在沖壓成型和超聲清洗過程中會(huì)導(dǎo)致個(gè)別產(chǎn)品的四邊平面度不達(dá)標(biāo)（需小于0.1mm），屏蔽罩平面度的不達(dá)標(biāo)會(huì)影響下一工序的包裝和焊接。因此公司需要一大批工人進(jìn)行平面度人工目測(cè)和人工半自動(dòng)包裝，生產(chǎn)效率較低，檢測(cè)+包裝約650片/人?小時(shí)）。

本項(xiàng)目擬研制一個(gè)自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備，用機(jī)器視覺檢測(cè)代替人工檢測(cè)，每臺(tái)機(jī)器可以替換4-5人，生產(chǎn)效率提高5-7倍。

1 總體系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

1.1 檢測(cè)平臺(tái)的搭建

首先根據(jù)需要對(duì)相機(jī)，鏡頭進(jìn)行選型，合理搭配，要求圖像抓取效果要好。其次合理利用光學(xué)原理，給目標(biāo)合適角度合適光照強(qiáng)度，能給相機(jī)抓取最優(yōu)圖像。最后通過驅(qū)動(dòng)設(shè)置相機(jī)參數(shù)進(jìn)一步對(duì)抓取的圖像質(zhì)量進(jìn)行微調(diào)。

1.2 圖像處理

將相機(jī)抓取的圖像傳送到計(jì)算機(jī)利用計(jì)算機(jī)高效運(yùn)算速度進(jìn)行處理。

第一步：圖像預(yù)處理。顏色空間的轉(zhuǎn)換，顏色分量通道提取，圖像銳化，圖像平滑，圖像增強(qiáng)等，都在預(yù)處理范圍。這一步主要目的是增強(qiáng)目標(biāo)區(qū)域，降低噪聲，削弱背景。

第二步：圖像分割。顏色區(qū)域提取，閾值提取，邊緣提取等。這一步目的在于將我們的目標(biāo)信息進(jìn)行降維處理，減少運(yùn)算量。

第三步：特征統(tǒng)計(jì)，模板匹配。

2 待測(cè)物承載平臺(tái)的搭建

整個(gè)平臺(tái)由Basler acA2500 14gm相機(jī)和外部供電電源，亞克力板搭建的平臺(tái)，偉郎可調(diào)節(jié)紅色環(huán)形光源和光源控制器組成。

Basler工業(yè)相機(jī)性能上遠(yuǎn)超普通相機(jī)，可以達(dá)到工業(yè)測(cè)量的高精度要求；亞克力板表面能夠保證較高平滑，這對(duì)于共面的檢測(cè)而言至關(guān)重要；可調(diào)光源可以根據(jù)環(huán)境變化給平臺(tái)進(jìn)行任意需求量的補(bǔ)光，對(duì)于長時(shí)間工作的工業(yè)測(cè)量必不可少。

平臺(tái)的搭建要方便相機(jī)采集我們所關(guān)心的目標(biāo)的最為清晰的圖像。利用光的折射性質(zhì)，我們就讓光源、目標(biāo)物和相機(jī)成一定角度，剛好光源的光照射到目標(biāo)物上，發(fā)生反射后的放射光剛好射入相機(jī)內(nèi)。這個(gè)時(shí)候感光片能采集到最為理想的圖像，對(duì)于后面的程序中的圖像預(yù)處理也是相當(dāng)方便的。光源的強(qiáng)度調(diào)節(jié)能夠在光源相機(jī)固定后，改變相機(jī)采集到的圖像的亮暗程度，從而對(duì)目標(biāo)景物進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐怀雠c削弱。

3 數(shù)字圖像處理

3.1 數(shù)字圖像處理軟件

數(shù)字圖象處理軟件的總體設(shè)計(jì)決定整個(gè)可視化界面的視覺效果。軟件的功能必須能很方便快捷的完成測(cè)量與決策的任務(wù)。

軟件設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：可視化界面布局設(shè)計(jì)、圖像處理和決策菜單、處理軟件框架編寫、編寫、各個(gè)按鈕功能實(shí)現(xiàn)和菜單功能編輯等。

功能菜單中包含：圖像預(yù)處理、包含圖像銳化、圖像灰度化、圖像反色、圖像二值化、中值濾波、Sobel邊緣檢測(cè)、Prewitt邊緣檢測(cè)、Robert邊緣檢測(cè)、Kirsch邊緣檢測(cè)、Laplace邊緣檢測(cè)；R轉(zhuǎn)G、R轉(zhuǎn)B、G轉(zhuǎn)R、G轉(zhuǎn)B、B轉(zhuǎn)R、B轉(zhuǎn)G、RG交換、RB交換、BG交換，包含的顏色空間有CMY、HSI、HSV、YU、YIQ，這里提供各種顏色空間的雙向轉(zhuǎn)換。

3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算和校核

3.2.1 手機(jī)屏蔽罩邊緣與校準(zhǔn)面縫隙計(jì)算

K=C*N

式中：K：縫隙寬度（mm）；N：縫隙寬度對(duì)應(yīng)的像素個(gè)數(shù)；C：單位像素對(duì)應(yīng)的實(shí)際尺寸（mm）

N=Imax-Imin

式中：N：縫隙對(duì)應(yīng)的像素個(gè)數(shù)；Imax：縫隙最大處對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)較大點(diǎn)的坐標(biāo)值；

Imin ：縫隙最大處對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)較小點(diǎn)的坐標(biāo)值。

3.2.2 攝像系統(tǒng)的尺寸比例的計(jì)算

攝像系統(tǒng)的尺寸比例包括光源和目標(biāo)物的距離，鏡頭和目標(biāo)物的距離，相機(jī)內(nèi)感光片和鏡頭間的距離，標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)物的實(shí)際尺寸。

因?yàn)槲覀冞@里的鏡頭和相機(jī)完全擰合時(shí)，焦距為3m左右，而實(shí)際中需要的焦距為15cm。為了調(diào)整焦距，只能將鏡頭往外擰出3mm才能達(dá)到要求。但是這個(gè)時(shí)候，鏡頭出現(xiàn)向下偏折。這個(gè)時(shí)候利用理論方法計(jì)算存在較大誤差。我們用合格產(chǎn)品作為測(cè)量校準(zhǔn)如圖，合格品側(cè)面厚度為1.2mm。采集多次數(shù)據(jù)，得出單位像素實(shí)際對(duì)應(yīng)的尺寸值，然后作為標(biāo)準(zhǔn)值測(cè)量，如圖1。

圖1 用合格產(chǎn)品進(jìn)行尺寸校準(zhǔn)

1）攝像頭與目標(biāo)距離的計(jì)算

攝像頭和目標(biāo)物的距離在光源和相機(jī)固定后用直尺便可以測(cè)出。我們的平工后，測(cè)的的實(shí)際距離是200mm。

2）攝像圖片尺寸與實(shí)際尺寸比例的計(jì)算

攝像圖片尺寸和實(shí)際尺寸的比例有兩種方法可以求得：

方法一：將一個(gè)已經(jīng)經(jīng)過校準(zhǔn)后的知道具體尺寸的物體放在目標(biāo)物的位置上，采集圖像并計(jì)算對(duì)應(yīng)尺寸的像素個(gè)數(shù)，便可以知道單位像素個(gè)數(shù)代表著實(shí)際尺寸的大小。

計(jì)算公式如下： C=L/N 式中：C：單位像素個(gè)數(shù)代表的實(shí)際尺寸大?。╩m）；L：物體的實(shí)際尺寸（mm）；N：在采集的圖像中，L對(duì)應(yīng)的像素個(gè)數(shù)。

方法二：根據(jù)鏡頭的焦距，相機(jī)內(nèi)感光片到鏡頭的距離和鏡頭到目標(biāo)物的距離，然后根據(jù)光學(xué)原理進(jìn)行演算，得出采集的圖像中一個(gè)像素對(duì)應(yīng)的實(shí)際尺寸大小。

3.2.3 數(shù)字圖像處理算法的設(shè)計(jì)

數(shù)字圖像處理算法包括圖像預(yù)處理、圖像濾波、邊緣提取和最終決策。

1）圖像預(yù)處理算法的設(shè)計(jì)

（1）圖像銳化，效果如圖2

這里用目標(biāo)像素點(diǎn)的灰度值與相鄰像素點(diǎn)進(jìn)行差值運(yùn)算，最后結(jié)果和0，255進(jìn)行比較，不同結(jié)果進(jìn)行不同操作。

（2）圖像反色，效果如圖3

圖2 圖像銳化

圖3 圖像反色

3.2.4 圖像濾波算法的設(shè)計(jì)

由于成像系統(tǒng)、傳輸介質(zhì)和記錄設(shè)備等的不完善，數(shù)字圖像在其形成、傳輸記錄過程中往往會(huì)受到多種噪聲的污染。另外，在圖像處理的一些環(huán)節(jié)輸入的對(duì)象不理想時(shí)也會(huì)在結(jié)果圖像中引入噪聲。

它們常常表現(xiàn)為一些較強(qiáng)視覺效果的孤立象素點(diǎn)或者是象素塊。破壞圖像的正確性。通過圖像濾波能很好地保護(hù)圖像目標(biāo)的形狀、大小及特定的幾何和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征。

本項(xiàng)目中使用的濾波手段有：中值濾波、圖像閾值二值化（效果如圖4）。

3.2.5 邊緣提取算法的設(shè)計(jì)

1、Sobel算子如下

W1=[-1，-2，-1；0，0，0；1，2，1]；W2=[-1，0，1；-2，0，2；-1，0，1]；

2、Robert算子如下

W1=[-1，0；0，1]；W2=[0，-1；1，0]；效果如圖5。

圖4 圖像閾值二值化

圖5 Sobel算子邊緣提取

代碼實(shí)現(xiàn)如下；

for （i = 1； i < Height-1； i ++）

{

for （j = 1； j < Width-1； j ++）

{

R=-ImageArray[2][i-1][j-1]-2*ImageArray[2][i-1][j]-ImageArray[2][i-1][j+1]+0*ImageArray[2][i][j-1]+0*ImageArray[2][i][j]+0*ImageArray[2][i][j+1]+ImageArray[2][i+1][j-1]+2*ImageArray[2][i+1][j]+ImageArray[2][i+1][j+1]；

G=-ImageArray[1][i-1][j-1]-2*ImageArray[1][i-1][j]-ImageArray[1][i-1][j+1]+0*ImageArray[1][i][j-1]+0*ImageArray[1][i][j]+0*ImageArray[1][i][j+1]+ImageArray[1][i+1][j-1]+2*ImageArray[1][i+1][j]+ImageArray[1][i+1][j+1]；

B=-ImageArray[0][i-1][j-1]-2*ImageArray[0][i-1][j]-ImageArray[0][i-1][j+1]+0*ImageArray[0][i][j-1]+0*ImageArray[0][i][j]+0*ImageArray[0][i][j+1]+ImageArray[0][i+1][j-1]+2*ImageArray[0][i+1][j]+ImageArray[0][i+1][j+1]；

r=-ImageArray[2][i-1][j-1]+0*ImageArray[2][i-1][j]+ImageArray[2][i-1][j+1]-2*ImageArray[2][i][j-1]+0*ImageArray[2][i][j]+2*ImageArray[2][i][j+1]-ImageArray[2][i+1][j-1]+0*ImageArray[2][i+1][j]+ImageArray[2][i+1][j+1]；

g=-ImageArray[1][i-1][j-1]+0*ImageArray[1][i-1][j]+ImageArray[1][i-1][j+1]-2*ImageArray[1][i][j-1]+0*ImageArray[1][i][j]+2*ImageArray[1][i][j+1]-ImageArray[1][i+1][j-1]+0*ImageArray[1][i+1][j]+ImageArray[1][i+1][j+1]；

b=-ImageArray[0][i-1][j-1]+0*ImageArray[0][i-1][j]+ImageArray[0][i-1][j+1]-2*ImageArray[0][i][j-1]+0*ImageArray[0][i][j]+2*ImageArray[0][i][j+1]-ImageArray[0][i+1][j-1]+0*ImageArray[0][i+1][j]+ImageArray[0][i+1][j+1]；

ImageArray1[2][i][j]=MIN（255，MAX（0，MAX（abs（R），abs（r））））；

ImageArray1[1][i][j]=MIN（255，MAX（0，MAX（abs（G），abs（g））））；

ImageArray1[0][i][j]=MIN（255，MAX（0，MAX（abs（B），abs（b））））；

3.2.5 最終決策

通過一系列的計(jì)算之后，決策將對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行判斷，得出手機(jī)屏蔽罩是否合格的結(jié)論，并通過亮燈來顯示結(jié)果。

4 視覺檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)試數(shù)據(jù)

通過選擇合格樣品進(jìn)行多次測(cè)量（如圖6），我們就可以建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。樣品與相機(jī)距離保持一致，鏡頭保持焦距不變，這個(gè)時(shí)候合格樣品在檢測(cè)中的數(shù)值為164px，而樣品在合格情況下，這個(gè)像素值對(duì)應(yīng)2.4mm。

因此，單位像素對(duì)應(yīng)實(shí)際尺寸大小為2.4/164=0.0146341mm。

那么，不合格樣品1號(hào)（如圖7）的誤差為（191-164）*0.0146341=0.395mm，即不合格樣品1號(hào)，邊角不共面而且偏差為0.52/2=0.1975mm。

5 結(jié)束語

機(jī)器視覺用機(jī)器代替人眼來做測(cè)量和判斷，不僅提高了準(zhǔn)確性還提高了效率，這在已經(jīng)成為全球制造業(yè)的加工中心的國內(nèi)市場(chǎng)，特別是高要求的零部件加工及其相應(yīng)的先進(jìn)生產(chǎn)線越來越有存在意義。本設(shè)備作為這方面的一個(gè)產(chǎn)品，能夠真真切切的為相關(guān)公司帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

【參考文獻(xiàn)】

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