計算機視覺技術及應用精選(九篇)
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第1篇：計算機視覺技術及應用范文
農產品品質檢測工作中除了采取人工檢測法以外，還可以采取半自動或自動檢測法，如在水果分級檢測工作中的質量分級檢測法、光電分選法以及大小分級法等。然而農產品品質會受到自然生長環境或人為因素等方面的影響，農產品的色澤、大小及形狀等并不相同，無法采取單一指標進行檢測。因此充分應用計算機視覺技術，對農產品的品質進行檢測，極為重要。
1 計算機視覺技術
計算機視覺技術又被稱為機器視覺技術，指的是通過人類設計，在計算機環境下，達到再現或模擬人類視覺相關的職能行為的一種技術，包括了印刷和手寫文字的識別技術，圖像模式識別技術，物體三維表面形狀識別技術、距離識別以及速度感知等技術。該技術是諸多學科的結合與交叉，涉及到數學、生理學、信息處理、物理學、光學以及計算機等多種學科。探究計算機視覺技術的目的在于實驗人類視覺的再現及延伸，即再現高等動物的視覺系統，并對物體形狀以及類別進行識別。
此外，計算機視覺技術處理的原始資料多是圖像，所以該技術和圖像處理以及模擬識別等有著緊密的聯系?，F階段，計算機視覺技術在諸多領域有著較為廣泛的運用，包括了醫學輔助診斷、資源調查、衛星圖像解釋、軍事指導、災害監測、氣象以及工業產品的外觀篩選及檢測等。同時研究該技術在農業工程領域中的應用，也成為了熱門話題。
2 在農產品品質檢測中，計算機視覺技術的具體應用
筆者在查閱相關文獻資料的基礎上，探究在農產品品質檢測工作中，計算機視覺技術在產品表面缺陷以及損傷識別工作中的具體應用；果形識別工作中的具體應用；農產品尺寸以及面積檢測工作中的具體應用。
2.1 在產品表面缺陷以及損傷識別工作中的具體應用
在對農產品進行分級的過程中，依然存在著一大問題，即農產品表面缺損以及損傷識別。而早在1984年就已經出現了采取線掃描和模擬攝像機針對蘋果表面損傷進行檢測的實驗報道，實驗結果顯示，采取數據技術能夠檢測出蘋果表面損傷，其檢測結果完全能夠達到人工分級的精度。與此同時，還出現了一種機器視覺系統，該系統將不規則的圖像信息與正常的圖像信息區分開來，在去除蔬菜內的雜物以及檢測農產品的污點等方面能夠取得較好的應用效果。此外，在1989年，國外出現了一種全新的計算方法，即運用紅外線掃描攝像機，處理蘋果表面的灰度圖像，既能夠確定蘋果表面的損傷面積，還能夠區分不同損傷區。然而還技術是以機械裝置的設定為基礎，需要消耗2s的時間，對一個蘋果進行檢測，蘋果表面缺陷分級精度以及損傷分級進度并不高。
我國在1997年，出現了運用計算機圖像處理技術對蘋果損壞自動化檢測的試驗研究，該試驗結果顯示，該技術的損壞檢出率較高，能夠規避果梗區以及花萼區對于壞損區域識別的具體影響，且該檢測技術的魯棒性較強。
2.2 在果形識別工作中的具體應用
果形識別是影響水果質量的重要因素之一，對于水果品質檢測有著重大意義。當水果成熟后，水果的外形將會發生巨大的改變，且無法采取數學方法進行鑒別，采取其他方式進行果形識別極為重要。
在1981年，有研究人員就針對形狀識別中的圖像特征進行了探討，提倡采取結構分析法以及外形輪廓曲線檢測法，針對水果外形進行識別。并在1985年，以數字圖像分析技術以及模式識別技術為依據，針對番茄定向、番茄形狀、表面缺陷以及尺寸進行分類的特殊算法，運用灰度梯度曲線，明確番茄表面缺陷以及花萼位置等。而我國則在2000年，按照果實形狀分析，通過連續性指標、半徑指標、連續指標對稱性、半徑指標對稱性等特征參數，表示果形，并首次采取參數形狀分析法。
2.3 在農產品尺寸以及面積檢測工作中的具體應用
農產品分級中，以農產品外形尺寸為依據。在1987年，國外就已經開始研究機械視覺技術在牡蠣肉分級以及尺寸檢測工作中的具體應用。并在1992年，針對人工檢測以及機器視覺檢測進行進行了對比分析，試驗結果顯示，和人工檢測技術相比，采取視覺檢測技術，能夠提高檢測的精確度，減少檢測消耗時間；同時在評價以及推廣種質資源中，準確的測量以及詳細的記錄種質形態的指標，有著極為重要的意義。為了能夠精確、快速地計算出玉米種質尺度，在1995年，有研究人員就提出了自動化選擇技術，該技術在處理玉米種質圖像中，其辨別精度極高。
而我國在2002年，有研究人員就針對水果品質進行動態、實時監測的智能化分級生產線進行了研究，該生產線，首先通過水果輸送翻轉系統，利用滾筒式輸送翻轉裝置，將水果往前輸送，在輸送過程中，以水平軸為中心，保證水果表面能夠被系統檢測到，以此獲得圖像信息。然后利用計算機視覺識別系統，對水果等級進行判斷，明確圖像信息。該系統具備了視覺識別功能。最終通過分級系統，完成水果分級工作。
3 結語
在二十世紀七十年代以后，計算機視覺技術就已經得到了較為迅速的發展，在我國，該技術在農產品品質檢測中的具體應用也得到了人們的高度關注，同時也取得了一定的成效。計算機視覺技術作為人眼的延伸技術之一，其具備了人腦功能，運用該技術代替以往的人工操作技術，已經成為了農產品品質檢測工作的必然發展趨勢。
參考文獻
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作者簡介
陳超（1995-），男，福建省福州市人?，F為北京交通大學在校學生。研究方向為電子科學與技術。
第2篇：計算機視覺技術及應用范文
關鍵詞： 數據挖掘技術 計算機考試 數據處理 數據庫
信息化發展帶動了電子產品的生產，也可以說是計算機的普及帶來了信息化發展，兩者是相輔相成的。計算機被越來越多地運用到各行各業，本文主要分析的是計算機在教學中的使用。計算機的使用離不開數據庫的支持，信息數據處理是計算機教學研究的一項重大課題，數據挖掘作為一種新型數據處理技術，得到了廣泛關注。對數據進行處理、分析和挖掘的主要目的是發現學校教學管理和學生管理各個方面的有效信息，本文從計算機考試入手，進行深入研究分析。
一、數據挖掘技術概述
隨著信息技術的迅猛發展，各行各業每年都積累了大量數據，推動了數據的高效管理與應用。數據管理從最早的手工開始，后期發展為文件管理，再到現如今的數據庫管理。過去人們對現有數據管理還比較順利，但對過去幾年、幾十年甚至更長時間的數據管理起來就相當費事，甚至可以說是不太容易完成的任務。現如今計算機技術日漸成熟，大量信息數據給數據庫管理帶來大量工作量，此時數據挖掘技術就是為了數據處理而應運而生的。對于數據查詢而言，可以方便快捷地查詢出所需數據，遠遠超出人類所能理解的概括范圍。現有統計學和數據查詢分析技術能對數據進行綜合分析和查詢，一定程度上解決人們處理分析數據的需求。數據挖掘技術不僅限于數據查詢，還可以根據有效數據對非預期潛在有價值的信息進行再處理，從而得出更多有用的潛在信息。
人們日常生活中離不開數據挖掘技術的應用，如超市物品的陳列問題上，經營者想要把人們可能同時購買的商品擺放到一起，以便引起人們的購買欲望，增加銷售量。藥店經營者想要了解人們購買藥物時還會附帶購買的商品，將治療不同病種的藥物與可能購買的商品擺放到一起，附帶銷售。醫學研究人員希望從已有成千上萬份病例中找出某種疾病病人的共同特征，以便為治愈這種疾病提供一些幫助。企業管理者想要了解整體員工的平均收入水平，提取出業績較好員工的個人信息等。
從以上實例研究中得出結論，現有信息管理依靠數據查詢統計，并通過做報表對數據進行分析處理。先不說其潛在信息并不能很好地挖掘出來，就其工作量來講，也是一項繁重而復雜的工作，很難保證數據的有效性和實用性。為了滿足人們對數據管理的需求，從現有信息數據中提取出更有價值的信息，數據挖掘技術得到了充分應用。
數據挖掘技術可以從大量隨機數據中快速地進行信息數據歸納整理，并從中分析出有效的潛在信息。一般會采用統計型和人工智能型數據處理方法，共同完成對數據管理的分析應用。統計型數據處理采用傳統的統計學原理，對現有和過去很久的數據進行概率分析，從而推理出數據中隱含的潛在有用信息。統計學由來已久，其優點是精確度相對較高，簡單易懂，并且使用比較廣泛。數據挖掘技術統計型可以準確快速地挖掘出有用信息，大大提高工作效率，甚至大大減輕統計者的工作量。人工智能是在統計學原理基礎之上，通過訓練和學量樣品集得出需要的模式或參數。將有共同模式或參數的數據通過機器人工智能，發現有價值的潛在信息。但也存在一定的局限性，不同的樣品集有特定的應用領域，樣品集的選擇將直接影響數據結果，一般情況下會將多種技術結合起來使用，達到有力互補的目的，從而更高效準確地分析出數據結果。
二、數據挖掘技術在計算機考試中的應用
通過上述對數據挖掘技術的概述，對數據挖掘的基本原理有了初步了解，將其運用到教學中，必會事半功倍。數據挖掘技術運用到教學管理中，不僅可以完善教學管理體制，還可以客觀分析出教學管理中存在的問題。以教學管理中的計算機考試為例，分析計算機考試系統中數據挖掘技術的應用，從而得出以下結果：
本文通過實例驗證方法找出答案，首先是采用數據采集方法，從大量數據中提取出與所要挖掘的數據目標相關的數據子集，該數據樣本的精選不僅減少數據處理量，還突出相關性規律，表明數據樣本的代表性和質量尤為重要。在計算機考試系統中，會通過輸入考生信息進行考試，考生的每個信息都定義為不同變量?？忌男彰?、性別、年齡、任課老師、所在班級等信息都是一個個不同的變量，這樣可以清晰地了解到每個考生的計算機考試情況。根據其做不同題型的長短分析出考生擅長什么樣的題型及在什么題型面前處于劣勢。根據其答題速度和準確率可看出考生掌握知識能力如何，任課老師可根據學生的不同學習程度逐個擊破，有利于提高班級整體學習成績水平，這就是數據挖掘技術挖掘出的潛在信息價值。
數據挖掘技術是信息化時代的產物，將其運用到教育教學中，可大大提高教學管理質量?？煽焖儆行У亓私獾綄W生管理中出現的問題，有利于教師及時解決這些問題。計算機考試數據中應用數據挖掘技術，不僅可以精準地了解到學生潛在的學習問題，還可以幫助老師更快地找到提高學生學習成績的方法。
信息化發展使信息數據量急劇增加，這個數據處理造成了困擾，為了更好地對信息數據進行處理分析，從而準確快速地提取出有效信息，數據挖掘技術起到了重要作用。計算機考試系統的完善可提高考試效率，奠定數據挖掘技術在計算機教學中的重要地位?，F代是不斷變化的時代，也可以說是信息化時代，時代離不開信息化發展，要不斷進步才能持續發展。數據挖掘技術勢必會成為計算機技術發展的第二大方向，是時展的要求所致。
參考文獻：
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[2]方新麗.淺析數據挖掘技術在計算機審計中的應用[J].電腦知識與技術，2013（5）.
第3篇：計算機視覺技術及應用范文
數據挖掘就是從大量的不完全的有噪聲的模糊的隨機的實際應用數據中，抽取隱含在其中的、事先并不知道的、但又是潛在有用的信息和知識的過程。
決策樹算法作為常用的數據挖掘技術之一，其基本思想是將實例庫中記錄的大量有限的具體事實數據進行歸納和分類并建立樹型結構，以發現并形成隱含在大量實例中的若干形式化的分類判別規則，典型的決策樹算法方法有ID3方法和IBLE(Information—based Learning from Example)方法。
利用決策樹評估教材質量的基本思想
筆者以高校教學質量建設中的重頭戲——教材建設為例來闡釋決策樹算法在教育統計學中的應用。
從教材的教學水平，科學水平等兩大要素來對教材的質量進行合理分類，探索出科學合理的決策樹的模型，使之成為學校教材建設管理的理論方法，并在今后的教材管理中起著一定的指導作用。
教學水平：教材符合人才培養目標及本課程教學的要求：取材合適、深度適宜、份量恰當;符合認知規律;富有啟發性;便于學習。
科學水平：能反映本學科國內外科學研究和教學研究的先進成果;能完整地表達本課程應包含的知識;反映其相互聯系及發展規律;結構嚴謹。
構建決策樹模型
即利用訓練集(教材建設數據庫)建立并精化一棵決策樹。該過程可分為建樹和剪枝兩階段。其中，建樹是用每一個屬性將訓練集劃分成一個或多個子集，遞歸地調用該過程，直到每個子集中的記錄都屬于同一類，最終得到決策樹。剪枝是為提高樹的精度及分類效率，而去掉因訓練數據中的噪聲和孤立點等引起的不可靠或可能是噪聲的一些枝條。
利用決策樹研究影響教材質量的因素
首先，將學生問卷調查數據庫和教學管理部門所掌握的資料結合起來，分類整理，同時進行規范化的數據清洗，得到創建決策樹模型的訓練集，如表1所示。
根據評估預期的要求，將所有教材的評估結果分為兩類：
Class p：綜合評價=“優秀”
Class n：綜合評價=“一般”
從上表顯示的數據可知，綜合評價為“一般”的教材有9種， 綜合評價為“優秀”的教材有6種，從而可以計算出樣本分類的期望信息：
—∑Pi log2(pi)=
I(p，n)=I(9，6)= —[(9/15)×log2(9/15)+6/15×log2=(6/15)]
=—(—0.444—0.53)=0.974
下面以綜合評價是否為“優秀”作為衡量標準分別計算由各個屬性劃分子集的信息熵，以及各自的信息增益度。
計算“教學水平”的信息增加益度
從而算出信息熵E(教學水平)=
I(3，1)+I(3，2)+I(0，3)+I(0，3)=0.43
再計算出其信息增益度
GainI(p，n)—E(教學水平)=0.974—0.507=0.467
計算“科學水平”的信息增益度
計算信息熵E(科學水平)=I(2，1)+I(3，2)+I(1，6)+I(0，0)—0.783再計算出其信息增益度GainI(科學水平)=I(p，n)—E(科學水平)=0.974—0.783=0.191
計算“教材編者職稱”的信息增益度
從而算出信息熵E(教材編者職稱)=I(4，1)+I(2，1)+I(0，4)+I(0，3)=0.424再計算出其信息增益度GainI(教材編者職稱)—I(p，n)—E(教材編者職稱)=0.974—0.424=0.55
計算“教材編者學歷”的信息增益度
計算信息熵E(教材編者學歷)=I(3，1)+I(3，3)+I(0，5)=0.667再計算出其信息增益度GainI(教材編者學歷)=(p，n)—(教材編者學歷)=0.974—0.667=0.307
由此可以得知“教材編者職稱”的信息增益度最大，它是最能區別訓練集實例中教材質量的屬性，應作為決策樹的根節點。根據各個屬性的信息增益度的大小，可以構建該訓練集實例的決策樹如下圖1所示：
由該決策樹可以得出諸如以下結論：
第4篇：計算機視覺技術及應用范文
【關鍵詞】計算機 視覺 圖像處理 技術
一、引言
隨著計算機技術的不斷發展，在20世紀60年底產生了計算機視覺學這一學科。計算機視覺是借助計算機以及各種設備，進行生物視覺模擬的一種技術。計算機視覺學的主要任務，是借助已掌握的圖片、視頻等資料，進行計算與處理，和人類及其他生物的視覺過程一樣，
得到相應形式的三維數據信息。計算機視覺學的發展，在工業、農業的生產中，地質勘探、天文、醫學觀察等領域也有著重要的應用價值。因此，視覺學的研究和應用轉化受到了越來越多的重視。
二、計算機視覺學的圖像分割研究
（一）數據驅動的分割研究
在計算機視覺學應用過程中，經常進行的數據驅動分割有下面幾項內容：第一種是邊緣檢測的分割、第二種是區域分割、第三種是邊緣和區域相互結合的分割。第一種基于邊緣檢測的分割，這種分割的基本方法：首先對檢測圖像的邊緣點進行檢測，然后根據一定的法則進行輪廓的連接，獲得分割的區域?；谶吘墮z測的分割其難點是邊緣檢測時如何處理好抗噪聲性能、檢測的精度之間的矛盾。所以，在研究的過程中，提出了多種多尺度邊緣檢測的方法，按照實際問題進行多尺度邊緣信息設計等方案，以獲得更為合適的抗噪性能和檢測的精度。第二種基于區域的分割，它的基本思想是按照圖像數據的特點，將整個圖像的空間劃分成為幾個不同的區域進行圖像處理。
（二）計算機視覺學模型驅動的分割
經常使用的模型驅動分割有下面三種，第一種模型是基于動態輪廓的模型、第二種模型是組合優化模型、第三種模型是目標幾何與統計模型。第一種是基于動態輪廓的模型用在進行分割目標的動態輪廓，因為其能量函數使用的是積分運算，有著很好的抗噪性能，對于目標的局部模糊也不敏感，所以其適用性很廣。但這種分割方法容易收斂到局部最優，因此要求初始輪廓應盡可能靠近真實輪廓。通過組合優化的方法進行分割問題的處理，是使用一目標函數綜合表示分割的相關要求以及約束，把分割變為目標函數的優化求解。因為目標函數多數情況下作為多變量函數存在的，因此可以通過使用隨機優化的方法來實現。
（三）計算機視覺學圖像分割的半自動方法
通過對人工參與程度的分，我們可以得出圖像分割，主要有三種類型即：人工圖像分割、半自動圖像分割、自動圖像分割等。人工圖像分割指的是操作者使用鼠標，將分割區域的輪廓進行勾畫的方法，人工圖像分割的缺點是費時費力，而且很容易就會受到一些主觀因素的影響，并且人工圖像分割的可重復性較差。自動圖像分割不需要借助人機交互就能完成，但是也很難實現同一批圖像處理的滿意分割效果。半自動分割這種形式指的是將人機交互同自動分割結合在一起，半自動分割可以實現對不同圖像與處理需求的適應，并且可以大大降低計算過程的復雜性。在計算機技術不斷發展的背景下，計算速度和容量有了大幅度的提升，計算機圖像處理及視覺應用取得了豐碩的成果。
三、計算機視覺技術的分析
（一）以模型為研究對象的處理方法
在以模型世界作為研究對象的視覺學研究過程中，以Roberts的開創性工作作為一種標志，在他的工作過程中，引進了三維物體與二維物體成像的關系，使用較為簡單的邊緣特征提取、組合線段等手段和方法。他對三維關系的分析只是按照簡單的邊緣線段的約束關系，缺乏對人類或其他動物視覺系統感知三維空間關系的充分考慮。但是早期的這些研究工作，對計算機視覺學的研究和發展發揮了良好的促進意義，但是對于較為復雜的景物就不能夠奏效。
（二）以計算理論為主體的視覺模型
隨著計算機視覺研究的不斷深入，在二十世紀七十年代，計算機視覺技術的研究，開始向著更為理性的階段發展，主要表現在：不同本征特性的恢復，恢復的內容有三維形狀恢復、運動恢復、光源恢復等等。研究的出發點是光學、生理學以及射影幾何的視角出發，對成像及其逆等問題進行研究。在這個過程中，一些學者提出了以表示作為核心、通過算法作為中間轉換過程的視覺處理模型，例如：著名的計算機視覺學研究者Marr就提出了這些觀點，在他的理論里面，對表示的重要意義進行強調，并且從不同層面上對信息處理問題進行了研究。
（三）計算機視覺的應用研究
在現實生活和生產的過程中，計算機視覺主要應用在照片資料、視頻資料處理上，例如：航空照片的處理、衛星照片的編譯、醫學領域的輔診斷、移動機器人視覺導航等等。其中，工業機器人手眼系統的研發，成為計算機視覺應用最具代表性的成果之一。因為工業生產、施工等現場等因素具有一定的復雜性，這種環境下的光照、成像特點等等可以控制，這就使得計算機視覺的應用更為簡單，對于系統的實際構成有著很好的作用。移動機器人與工業機器人不同之處就是移動機器人具有一定的行為能力，這就需要研究者解決機器人的行為規劃問題。在移動機器人種類、智能化水平不斷提升的背景下，對視覺能力的要求也越來越高，這也使得計算機視覺有了更為廣闊的應用前景。
四、結語
綜上所述，計算機視覺學作為人類科技發展和社會進步的一種學科體現，在前進和發展的過程中，通過研究者和應用者的不斷總結和探究，取得了豐碩的成果。在未來視覺技術發展的道路上，仍然有大量的工作需要進行研究。
參考文獻：
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[2]趙萍， 李永奎， 林靜， 白雪衛. 數字圖像處理技術在農產品方面的應用[J]. 農機化研究 ， 2012，（11）
第5篇：計算機視覺技術及應用范文
[關鍵詞] 物流企業； 自動化； 算法
[中圖分類號] F252； TP39 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2013）06- 0058- 03
0 引 言
隨著物流業被列入我國十大行業振興計劃，物流業已經成為我國經濟發展的不可缺少的重要組成部分。物流業是我國經濟運行的基礎，是推動國民經濟發展的重要支柱性產業之一。隨著國家持續加強和改善宏觀調控政策，物流業發展環境和條件不斷改善，物流業保持了較快的增長速度。但由于中國物流業起步較晚，存在物流成本較高、管理落后等問題，離一體化、信息化的物流業還有一定差距。中國物流業只有應用現代物流的理念，采用先進的信息技術與運作方式，才能應對擁有技術、資金和管理優勢的外國企業的競爭。實現傳統物流業向現代物流業的轉變，也是物流業自身結構調整和產業升級的需要，是整個國民經濟發展的必然要求。我國經濟要集約式發展，必然需要推進現代物流?，F代物流的根本宗旨是降低物流成本、提高物流效率、滿足客戶需求，其中信息化是現代物流的核心。隨著信息技術的不斷更新和物流企業自身的發展，使得新興的信息業務與傳統物流業務之間相互介入，模糊了新興信息技術及業務與傳統物流業務的界限，從而模糊了物流業的產業屬性和產業界限， 即發生了產業融合現象。產業融合是由于技術進步和放松管制的原因，發生在產業邊界和交叉處的技術融合，在經過不同產業或行業之間的業務、組織、管理和市場的資源整合后，改變了原有產業產品和市場需求的特征，導致產業的企業之間競爭合作關系發生改變，從而最終造成產業界限的模糊化甚至重劃產業界限。
產業融合促進了傳統產業創新， 進而推進產業結構優化與產業發展，即產生創新性優化效應。物流信息化的重要性已經引起國內很多學者的重視，并紛紛提出相應的觀點和建議。馬?。?005）認為物流企業將在建立呼叫中心、應用系統領域和網絡計算機領域出現信息化融合的趨勢，并提出物流企業應采取的戰略。鄧小瑜（2011）等從技術融合、產品融合、業務融合、產業衍生4個層面闡述了物流業如何進行信息化建設。物流業與信息業的融合包含通過融合信息技術提高來增強企業競爭力和將信息業務增加到物流服務中形成新的業務2個方面。
視頻攝像頭在日常生活中非常普遍，但是利用率較低，大部分監控系統都是提供視頻數據的線性存儲，成為事后證據查找的有效手段。近年來，隨著計算機視覺的發展，很多學者開始研究視頻理解，尤其是針對視頻信息檢測與識別技術，建立有效的算法，實現底層圖像處理技術與高層視頻內容分析之間的關聯，從而推動了計算機視覺在物流領域的應用，提高物流企業的競爭力。
1 計算機視覺的相關知識
1.1 計算機視覺的概念
20世紀80年代初，Marr從信息處理的角度，提出了第一個比較完善的計算機系統視覺框架。計算機視覺是指利用計算機模擬人眼的視覺功能，對圖片或視頻進行采集、加工、處理和識別，從中提取三維景物的形態和運動信息，解決物流、工業、商業等領域產品圖像自動檢測識別問題，提高檢測識別效率和自動化程度。計算機視覺自動識別技術作為一門交叉學科，近年來受到各相關行業的高度重視。計算機視覺的處理流程為：攝像機圖像采集圖像處理計算機幀存儲、圖像識別控制邏輯顯示器顯示。
1.2 亮度要求
基于計算機視覺的硬件環境中，亮度是非常重要的因素。在計算機視覺中亮度的作用是突出物體的重要特征或使物體本身可見，而弱化物體其他不需要的特征或物體所處的背景。如果物體太亮或太暗，都會影響對物體的處理。
彩色物體反射光譜的某些部分，吸收其他部分。因此開發人員可以利用這個特點來提高某些物體的可視度。開發人員可以利用顏色之間的對比增強某種顏色或抑制其相反的顏色。例如，如果一個紅色的物體在一個綠色背景中則應該加強紅色，這時可使用紅色照明。這樣紅色的物體會顯得明亮，同時會變暗綠色的對象。
LED是目前用于計算機視覺的主要照明技術，相比白熾燈、日光燈等使用時間短、亮度逐漸減弱的特點，LED燈的壽命超過100萬小時，而且耗電小，產生熱量少。
1.3 計算機和攝像機的接口
常用的計算機和攝像機接口包括IEEE 1394、Ethernet、USB2.0 and Gigabit Ethernet等。
1.4 RGB介紹
RGB 顏色空間是實際應用最多的一個顏色空間，在使用計算機進行圖像處理時，數字圖像一般用RGB 空間存儲和表示，分3個通道：紅（Red）、綠（Green）和藍（Blue），分別反映了顏色在某個通道的亮度值。3種原色光不同比例混合即使得人得到不同顏色的感知，這就是RGB顏色空間的由來。RGB 空間中每種顏色都能用三維空間中的一個點來表示。
2 計算機視覺在物流領域的優勢
隨著物流業的迅速發展，計算機視覺在條形碼識別、運動物流跟蹤方面逐漸得到應用。與傳統方法相比，計算機視覺應用在物流領域的優勢為以下方面。
2.1 靈活、低成本
物流系統中一般采用傳感器來收集相關信息，但是傳感器的位置是固定的，如果需要多方位的信息，必須同時需要多個傳感器才能完成。利用計算機視覺攝像機和計算機來完成，只需要通過程序的設置和一臺攝像機就可實現多方位信息的收集。
2.2 高效、準確
在一些人眼難以滿足要求的場合，或不適于人工工作的環境下，用計算機視覺來代替人工視覺可以提高生產效率、信息的準確率。
3 計算機視覺在流水線中多方位跟蹤計數的算法
物流企業在流水線產品的計數方法目前主要采用傳感器，而利用攝像機所提供的視頻信息可以實現多方位的跟蹤。計算機視覺是一個集成系統，圖像分析的時間有限，算法必須簡單有效。本文采用的物流流水線視頻圖像如圖1所示。圖中紅色矩形表示流水線中傳輸的物品，綠色區域為流水線中的物品處理區域。
系統會在視頻圖像中設計①、②、③、④四個計數區域，在物品進行相關處理前進行計數。計數方法為將每幀圖像變為黑白圖，圖像中的紅色變為白色，其余都變為黑色。當每幅圖像中的紅線部分中的白色像素超過一定閾值時，認為物體撞線，如圖2所示，這時確定有需要計數的物品通過，可以開始計數。
3.1 主要算法
3.2 算法的運行結果
OpenCV是Intel公司開發的開源計算機視覺庫。它提供了幾百個C/C++函數，實現了計算機視覺領域中大部分最常用的算法。利用Intel開發的開源視覺庫Intel OpenCV和VC6.0將上述算法轉換為對應的源代碼，可實現4個區域的物品計數。
3.3 算法的評價
該算法利用計算機視覺技術實現了物流流水線上的多方位計數，提高物流企業的信息化水平，節約了資金。算法簡單，運行速度快，完全可以滿足物流企業的實際需求。
4 結論與建議
本文所提出的算法實現了計算機視覺技術在物流企業的應用，為信息產業和物流業的融合提供了新的思路。但信息產業與物流產業的融合并不意味著引入信息技術后物流業的競爭力一定能提高。Berry（1995）指出了企業可以從6個方面來利用技術手段來提高競爭力，根據Berry的建議和我國物流業的實際情況，本文認為從以下幾個方面來考慮如何通過與信息技術的融合提高物流企業的競爭力。
4.1 要有一個戰略性的全局行動綱領
技術只是一種手段，使用技術的目的是為了企業發展服務，應符合全局發展的需要。因此物流企業高層管理者應該參與技術戰略的制定，保證技術戰略與全局戰略一致，并有CIO（首席信息官）監控具體執行情況。而不應該盲目使用一些新技術或進行信息改革，造成企業不必要的損失。
4.2 解決主要問題
物流業作為服務行業其最終目的是為客戶服務，使用信息技術的有效性應建立在為客戶解決實際問題的基礎上。因此信息產業與物流業的融合應體現在為客戶提供更多的便利，或提供增值服務的基礎上。
4.3 使用物流公共信息平臺和建立物流信息系統，保證系統有效運轉
通過現代物流公共信息平臺的建設，企業可以及時獲得需求信息，政府可獲得物流業相關的調控和管理的宏觀信息，實現互聯互通。通過企業流程再造，利用含有CRM（客戶關系管理）等模塊的ERP系統，采用EDI（電子數據交換系統）、GPS、條形碼、無線射頻技術等先進技術，建立真正適應企業發展的符合現有服務模式的管理信息系統。
4.4 創新型物流人才的引進和培養
物流企業在自身提高業務流程和信息化水平的同時，還應注重創新型人才的引進和培養，特別是有國際大型物流企業管理和技術經驗的復合型人才。
主要參考文獻
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第6篇：計算機視覺技術及應用范文
關鍵詞：計算機視覺技術；C# ；；作物無損檢測；軟件設計
中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）15-3640-03
數字農業和農業物聯網技術作為現代農業最前沿的發展領域之一，是當今世界發展農業信息化，實現農業可持續發展的關鍵和核心技術。數字農業要求快速、實時、準確和定位化的獲取植物生長信息，而農業物聯網技術要求植物信息可實時動態感知，顯然，傳統的實驗室測量分析和信息獲取方法已經不能滿足數字農業和農業物聯網技術的發展要求。因此，研究和開發植物生命信息快速無損檢測技術和傳感儀器等軟硬件平臺已經成為現代農業承待解決的關鍵問題[1]。
目前，國內在作物無損檢測方面的研究儀器主要是依賴進口，而相應的軟件也是伴隨著儀器而購買。此類軟件，一般價格昂貴，而且在自主研究平臺中，因為無法取得源代碼而無法使用或升級，從而出現研究瓶頸。在各類無損化檢測技術中，隨著計算機視覺技術越來越廣泛的應用，對應的軟件系統的開發迫在眉睫[2]。
正是基于這樣的背景，我們通過對目前應用比較廣泛的C#進行研究，利用C#強大的數據處理能力和良好的用戶界面開發，并結合強大的圖像處理能力，進行作物實時檢測軟件平臺的自主設計與開發。
1 計算機視覺技術簡介
計算機視覺也稱機器視覺，是采用攝像機或者數碼相機將被檢測圖像轉化為數字信號，再采用先進的計算機軟件技術對圖像信號進行處理，從而得到所需要的各種目標圖像特征值。并由此實現模式識別，坐標計算等功能。然后再根據其結果輸出數據，發出指令，再配合執行機構完成好壞篩選，位置調整，數據統計等自動化流程。與人工視覺相比較，計算機視覺的最大的優點是快速、精確、可靠，以及數字化。
隨著數字農業和農業物聯網技術的發展，計算機視覺技術將越來越廣泛的應用于農業生產中，而構成計算機視覺系統的軟件系統是整個計算機視覺系統的靈魂。隨著硬件技術的不斷發展完善，計算機視覺系統其功能是否強大，可以說完全取決于軟件系統的能力。
2 軟件系統設計
2.1 C#與
C#是由微軟公司開發的一種面向對象的新型編程語言，它是從C和C++ 中派生出來的，保留了C/C++原有的強大功能，并且繼承了C/C++的靈活性。同時由于是MicroSoft公司的產品，它又同Visual Basic一樣具有簡單的語法結構和高效的開發能力，可以使程序員快速的編寫出基于.NET平臺的應用程序。
一個基于C#框架，專門為C#開發者和研究者設計和開發的，這個框架提供了豐富的類庫資源，包括圖像處理，神經網絡，模糊系統，遺傳算法，人工智能和機器人控制等領域。該框架架構合理，易于擴展，涉及多個較前沿的技術模塊，為相關開發人員或科研人員的工作提供了極大的便利。本系統就是采用C#程序設計語言，通過調用該框架來實現作物無損檢查系統的開發。
2.2 系統設計與實現
本軟件系統是在數碼相機拍攝的作物圖像的基礎上，采用圖像處理方法進行特征提取與分析，從而實現作物的無損檢測。主要分為圖像輸入，圖像預處理，特征提取，特征分析幾個模塊。
1） 圖像輸入
將要分析處理的圖像讀取到系統中來，為后面圖像處理作準備。C#提供了三個最重要的圖像處理類，即Bitmap類、BitmapData類和Graphics類。三種圖像處理的方法，即提取像素法、內存法和指針法。從執行效率和實現難度綜合考慮，本系統的開發采用內存法。
2） 圖像預處理
圖像預處理主要包括圖像的大小調整，形態矯正，平滑和去噪等，以降低環境對拍攝照片造成的不利影響。提供了多個類，可以對圖像進行平滑去噪等操作，本系統中采用了中值濾波算方法，對應中的Median類。
3） 特征提取
特征提取分析，是整個系統的核心所在，需要選取合適的圖像分割算法，對圖像進行處理，提取目標區域，為特征分析作準備。在本系統中采用了閾值分割技術，因為這種算法相對來說比較直接并且易于實現。
采用閾值分割技術，首先，必需確定一個閾值作為圖像分割的閾值，在本系統中，采用自適應閾值法，由用戶在軟件的操作過程中進行設定，并且可以根據需要進行調整。然后，根據這個閾值對圖像進行分割，并將其轉化為二值圖，如圖（b）所示。從圖中我們可以看到二值圖像中存在大量的小孔，這種太小的孔洞對我們進行圖像分析沒有實際意義，并且會干擾結果的正確性，因此我們需要采用腐蝕和膨脹的形態學方法來進行填充孔洞，結果如圖（C）所示。最后，我們需要根據需要提取目標區，涉及到連通區域的提取問題。最后，輸出結果。
4） 特征分析
對圖像分割結果進行分析，用于指導生產實踐。我們可以對通過圖像處理得到的目標區域進行分析，比如可以根據葉片顏色的變化判斷葉綠素含量，進而推算出作物的營養狀況，根據色素區域的大小計算出葉面積，根據不同區域的形狀、大小判斷病蟲害等。
3 實驗結果及分析
軟件運行后主界面如圖3所示。
為驗證本系統的有效性，我們通過設定不同的閾值進行圖像分割，并跟photoshop cs4軟件中魔棒的工具作對比，來提取圖片中的目標區域。測試圖片大小為800px×610px，取特征點坐標P（310，70），該點的RGB值為（29，92，0），獲取目標區域的總像素和綠色分量平均值，數據如表1所示。
從上述表中我們可以看出，本軟件在圖像處理目標區域的提取方面，提取到的目標區域較photoshop 提取的小，綠色分量平均值較photoshop更接近特征點數值，由此看出用本軟件做圖像分割準確性更高。
4 結束語與展望
計算機視覺具有非破壞性、快速、高效、信息量大等特點，目前已在主要的農作物和經濟作物的養分診斷，植物病蟲害的快速檢測及預警預報等方面有了廣泛應用，取得了較好的效果。隨著計算機視覺技術和圖像處理技術的發展，計算機視覺技術將更多的應用于植物長勢預測、產量估計等方面。
通過本次研究，開發了一個交互界面良好的色素分量檢測系統，能對圖像在RGB分量上實現閾值分割，并實現目標區域的獲取分析。該文主要提倡一種軟件開發的理念，所設計開發的軟件的針對性較強，還存在著很多的局限和不足，要作為計算機視覺類的通用軟件，系統的穩定性和功能都還有待進一步提升。
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第7篇：計算機視覺技術及應用范文
關鍵詞：計算機視覺；地圖匹配；SLAM；機器人導航；路徑規劃
1概述
計算機視覺在人工智能學科占據重要地位，為自主移動機器人視覺導航做了深厚的理論鋪墊。目前，機器人導航技術有很多種，傳感器導航技術如里程計、激光雷達、超聲波、紅外線、微波雷達、陀螺儀、指南針、速度、加速度計或觸覺等得到了普遍應用，與上述非計算機視覺導航技術相比較，計算機視覺導航技術如人眼般具有靈敏度高且可捕獲的信息量大以及成本低等優點。由于室內相對室外空間比較狹小且內部環境復雜，所以普通移動機器人在作業過程中，完成躲避眼前障礙物、自主導航以及為自身找出一條可行路徑等一系列操作會相對比較困難。計算機視覺導航技術可利用本身的攝像頭獲得室內周圍的環境信息，實時對其周身的場景進行快速反饋，對視野前方障礙物進行快速識別和檢測，從而確定一條高效的可行的安全路徑。本文對計算機視覺導航技術進行分類研究，主要分為3類：第一類是環境地圖事先已知，提前對外界環境特征進行提取和處理，建立全局地圖，并將地圖信息存儲在機器人內存數據庫中，在導航的時候實時進行地圖匹配；第二類是同時定位與地圖構建，移動機器人在自身位置不確定的情況下根據自身的攝像頭獲取周圍未知環境信息，在作業時逐步構建周圍的環境地圖，根據構建的增量式地圖自主實時定位和導航；第三類是不依賴環境地圖，自主移動機器人不需要依賴任何的環境地圖，其在作業活動時的可行區域主要取決于攝像頭實時識別和檢測的環境相對信息。
2環境地圖的表示方法
目前，計算機視覺導航技術多采用柵格地圖、幾何地圖、拓撲地圖和混合地圖構建環境地圖信息。
2.1柵格地圖
柵格地圖，將柵格圖像考慮為一矩形，均分為一系列柵格單元，將每個柵格單元賦予一個平均概率值，并利用傳感信息估計每個單元內部內存障礙物的概率。構建柵格地圖的優點是其地圖表達形式直觀，創建和維護比較容易；但當劃分的柵格單元數量不斷增多時，實時性就會慢慢變差；當劃分的柵格單元越大時，環境地圖的分辨率越低。
2.2幾何地圖
幾何地圖利用幾何特征如點、直線、平面等來構成環境主要框架，需要知道這些特征在環境中信息的具置，所以幾何地圖通常使用其對應的三維空間坐標來表示。幾何地圖構建過程相對簡單，保留了室內環境的各種重要信息，是基于計算機視覺的定位與地圖構建算法中最常用的一種表示方式。但是為了完成環境的建模需要標記大量的特征，從而計算量也非常的大，降低了實時性，其重建的地圖也容易出現與全局不一致的情況。
2.3拓撲地圖
拓撲地圖用許多節點和連接這些節點的曲線來表示環境信息。其中，每個節點相對應真實環境中的特征點（如門角、窗戶、椅子、桌子角及拐角等），而節點之間的曲線表示兩個節點對應的地點是相聯通的。拓撲地圖把環境信息表上在一線圖上，不需要精確表示不同節點間的地理位置關系，圖像較為抽象，表示起來方便且簡單。機器人首先識別這些節點進而根據識別的節點選擇節點與節點間的曲線作為可作業的路徑。
2.4混合地圖
混合地圖主要包括3種形式：柵格一幾何地圖、幾何一拓撲地圖以及柵格一拓撲地圖?；旌系貓D采用多種地圖表示，可結合多種地圖的優勢，與單一的地圖表示相比更具有靈活性、準確性和魯棒性，但其不同類別的地圖結合起來管理會比較復雜，難以協調，增加了地圖構建的難度。文獻針對室內環境所建立的模型分為全局拓撲和局部幾何表述部分，整體環境通過拓撲節點串連起來，維護了整體環境表述的全局一致性；而以每個拓撲節點為核心所采用的幾何表述則可確保局部精確定位的實現，這樣建立的幾何一拓撲混合環境模型可將二者的優勢都表現出來，使得移動機器人定位和地圖構建同時進行，實現容易。
3基于計算機視覺的室內導航
基于計算機視覺的室內導航技術可利用攝像頭捕獲機器人周圍環境的全部信息，對其周身的場景進行反饋，對障礙物進行快速識別和檢測，從而確定一條高效的可行的安全路徑。本文將計算機視覺室內導航技術主要分為3類：第一類是環境地圖事先已知；第二類是定位與地圖構建同時進行；第三類是不依賴環境地圖。
3.1環境地圖事先已知
提前對外界環境特征進行提取和處理，建立全局地圖，并將地圖信息存儲在機器人內存數據庫中，在導航的時候實時進行地圖匹配，即預存環境地圖。在環境地圖事先已知的導航中，路標信息保存在計算機內存的數據庫中，視覺系統中心利用圖像特征直接或間接向移動機器人提供一系列路標信息，一旦路標被確定后，通過匹配觀察到的圖像和所期望圖像，機器人借助地圖實現自身精確定位和導航。該導航技術過程可分為以下步驟：
a）圖像獲?。簲z像頭獲取其周圍的視頻圖像；
b）路標識別及檢測：利用相關圖像處理算法對圖像進行一系列預處理如進行邊緣檢測和提取、平滑、濾波、區域分割；
c）路標匹配標志：在觀察到的圖像和所期望圖像之間進行匹配，搜索現有的路標數據庫進行標志路標；
d）位置計算：當有特征點進行匹配時，視覺系統會根據數據庫中的路標位置進行自身精確定位和導航。
在基于計算機視覺的地圖匹配定位過程中，主要有2種地圖匹配較為典型。
①已知起點，已知地圖。這種條件下的定位稱為局部定位，采用的是一種相對定位的方法，如圖1所示為其位姿估計過程，這種情況目前導航技術研究得最多。
②不知起點，已知地圖。這種條件下的定位稱為全局定位。當機器人需要重置時，通常使用這種定位方法來檢索機器人的當前位置（即姿態初始化）。常用的輔助方法是在環境中添加一些人造信標，如無線收發器，幾何信標，條碼技術，紅外或超聲波接收系統進行位置識別，利用視覺系統識別自然標志，自主定位。
3.2定位與地圖構建同時進行
不知起點，不知地圖。SLAM技術最早由Smith等人于1986年提出，移動機器人在自身位置不確定的情況下根據自身的攝像頭獲取周圍未知環境信息，在作業時逐步構建周圍的環境地圖，根據構建的增量式地圖自主實時定位和導航。在日后的導航研究中，混合地圖中的幾何一拓撲混合環境模型被得到廣泛應用，主要用來解決SLAM問題。
2003年，在解決SLAM技術難題上，Arras等人采用基于Kalman濾波器和最鄰近（nearest neighbor）匹配策略的隨機地圖創建方法。下面是該算法步驟：
a）數據采集：首先初始化系統，從攝像頭傳感器采集距離數據；
b）狀態預測：視覺系統預測機器人運動狀態，實時返回新位姿信息和協方差矩陣，預測地圖；
c）觀測：從原始捕獲的信息中提取主要特征信息并將此信息返回給局部地圖；
d）測量預測：預測機器人當前位姿的全局地圖；
e）位置匹配：應用最鄰近濾波器匹配局部地圖中的觀測點和預測點；
f）估計：使用擴展Kalman濾波器更新地圖；
g）創建：將非相關的觀測點加入地圖，對機器人返回增量式地圖；
h）輸出地圖。
制約機器人視覺系統性能的重要因素是信息實時處理的計算復雜度和處理效率，SLAM算法需要在地圖密度與計算效率之間取得權衡。
3.3無環境地圖
在這類系統中，機器人不需要依賴任何的環境地圖信息，機器人的活動取決于其當時識別和提取出來的環境信息，這些環境信息可能是桌子、椅子和門等，不需要知道這些環境元素的絕對位置。無環境地圖的導航技術典型的技術有3大類：基于光流的導航技術、基于外觀信息的導航技術、基于目標識別的導航技術和基于目標跟蹤的導航技術。
3.3.1基于光流的導航技術
光流是三維空間運動物體在觀測成像面上的像素運動的瞬時速度，也是圖像亮度的運動信息描述。光流法計算最初是由Horn和Schunck于1981年提出的，其利用二維速度場與灰度，引入光流約束方程，得到光流計算的基本算法。光流計算基于物體移動的光學特性提出了2個假設：①運動物體的灰度在很短的間隔時間內保持不變；②給定鄰域內的速度向量場變化是緩慢的。如Santos-Victor等人研發了一種基于光流的robee視覺系統，該系統模擬了蜜蜂的視覺行為。在robee視覺系統中，使用單獨的雙目視覺方法來模擬蜜蜂的中心反射（Centering Reflex）：當機器人移動到走廊兩側的墻壁中心時，左眼捕獲場景的瞬時速度與右眼捕獲場景的瞬時速度是相同的，幾乎沒有差別，那么機器人就可以知道他們在走廊的中心。如果眼睛兩側的眼睛的瞬時變化速度不同，則機器人移動到較慢的速度。在自動機器人導航的實現中，基于這個想法是測量攝像機捕獲圖像場景瞬時速度差異。這種導航技術只能用于室內單通道直走道導航，不能引導機器人改變方向，具有一定的局限性。
3.3.2基于外觀信息的導航技術
基于外觀的機器人導航方法，不需要構建真實的地圖導航，機器人通過自身所攜帶的攝像頭和傳感器感知周圍目標的外觀信息進行自主定位和導航。其中，所述的外觀信息多為目標信息的顏色、亮度、形狀、空間大小和物理紋路等。機器人在導航時存儲連續視頻幀的環境圖像信息，并將連續視頻幀與控制指令相關聯，從而再執行指令規劃有效路徑到達目的地。
3.3.3基于目標識別導航技術
為了達到目標點或是識別目標，機器人很多時候只能獲取少量的圖像信息。Kim等人提出了一種用符號代替導航各個位置的賦值方法。該賦值方法中，機器人執行命令如“去窗邊”“去你后面的椅子旁”等。這樣，通過相關的符號命令，機器人自動識別并建立路標，通過符號指令到達目標點。例如“去你后面的椅子旁”，這樣的命令就是告訴機器人路標是椅子、路徑向后。該導航技術的難點在于目標是否可以準確實時識別路標。第一，識別大量不同類別的物體，室內環境有許多不同類別的物體，需要將它們組織到一個在給定的容易搜索圖像數據結構中去，起到容易識別是用什么度量來區分物體；第二，識別大量不同背景下的物體，一個合適的物體表達式有助于將圖像組織成片斷，而這些片斷來自于物體的種類且與物體無關的；第三，在抽象層次上識別物體，機器人可以不需要在看到一個具體的杯子之前便能知道它是一個杯子，相關程序能夠類似的物體進行識別和區分。
3.3.4基于目標跟蹤的導航技術
基于目標跟蹤的導航技術，為機器人構造一個虛擬地圖，機器人通過攝像頭獲取連續的視頻序定一個跟蹤的目標，為了達到對目標的精確定位和實時跟蹤，可以利用粒子濾波算法對需要跟蹤的目標進行建模?；诹Ｗ訛V波的目標跟蹤主要包含四個階段，分別是初始化目標區域，概率轉移，目標區域權重計算，目標區域重采樣。在機器人導航之前，通過視頻序列的當前幾幀標注機器人所需要跟蹤的目標，在導航時，機器人通過連續的視頻幀感知周圍的待跟蹤目標，同時對所需要跟蹤的目標散播粒子，當獲取的視頻幀對目標區域重采樣后足以讓機器人確定所需要跟蹤的目標時，機器人通過確定的目標為自己規劃最有效的路徑到達目的地。獲取視頻序列目標跟蹤是算機視覺領域中的重要分支，它在工業生產、交通導航、國防建設、航空導航等各個領域有著廣泛的應用。
第8篇：計算機視覺技術及應用范文
關鍵詞： 機器人； 人機界面； 三維可視化； 圖形降噪； 圖像處理
中圖分類號： TN830.1?34； TP391 文獻標識碼： A 文章號： 1004?373X（2017）12?0105?03
Abstract： In order to improve the operating performance of 3D visualization of robot human?computer interface， a 3D visualization reconstruction design method of robot human?computer interface based on GPU real?time graph tracking rendering is put forward. The computer vision method is used to sample the visual features of robot man?computer interface， and perform the sparse scattered points reconstruction for the sampled vision pixel information. The image processing method is adopted to denoise the graph and correct the edge in the reconstructed 3D space， and improve the detail presentation ability of 3D visualization graph of man?computer interface. The simulation results show that the method used to design the 3D visualization of the robot human?computer interface has perfect visual effect of the output graph， strong human?computer interaction ability， and high application value.
Keywords： robot； human?computer interface； 3D visualization； graph noise reduction； image processing
0 引 言
機器人人機交互（Human?Computer Interaction，HCM）是通過圖像和計算機視覺處理的方法，實現機器人系統與用戶之間的交互關系和溝通，在機器人人機交互過程中，人與計算機通過計算機視覺處理和動作識別的形式實現語言溝通，完成確定的任務和計算機與機器人的信息交換[1]。機器人人機交互系統廣泛應用在視景模型仿真、機器手設計和遠程虛擬控制等領域，在現代工業和遠程控制中具有重要的應用價值。
在機器人的人機交互中，需要通過對人機界面的三維可視化設計，提高人機交互的可視性和人工智能性，研究人機交互界面的三維可視化重構方法在機器人的人工智能優化設計領域具有重要的應用意義。對此，本文提出一種基于GPU實時圖形跟蹤渲染的機器人人機界面的三維可視化重構設計方法。首先采用計算機視覺方法進行機器人的人機界面視覺特征采樣，采用圖像處理方法實現圖形降噪和邊緣修正處理，提高人機交互界面的三維可視化圖形細節表達能力。最后進行仿真實驗分析，得出有效性結論。
1 視覺特征采樣與像素信息重構
1.1 人機界面計算機視覺特征采樣
為了實現機器人人機界面的三維可視化設計，首先進行視覺信息采樣，本文采用計算機視覺方法進行機器人的人機界面視覺特征采樣，在視覺信息采集中，對特征空間中的突變信息進行采集，檢測提取后的輪廓線信息是否符合要求，不符合的原因是由于閾值小而提取了過多的次要輪廓線，使主要輪廓線無法突出。利用多尺度特征來提取輪廓線，并將高頻與低頻部分的輪廓線信號進行融合，也就是在不同尺度特征下進行輪廓線提取，因此可得到光滑的輪廓線圖像，提取出的人機界面外部采集輪廓線，將外部特征通過二維流形分析[2]。機器人與人體動作的交互過程可以表征為一個高維向量，收集大量人體動作完成機器人的人機動作交互，將人機交互界面場景數據庫中的交互動作數據進行三維特征掃描，掃描包括激光掃描、紅外掃描和CT掃描等方法[3]，得到機器人人機界面交互的動作掃描的像素組成為：
1.2 視覺像素信息稀疏散點重構
對采樣的視覺像素信息進行稀疏散點重構，為進行人機界面的三維可視化設計提供數據基礎，對機器人人機交互界面的視覺像素信息稀疏散點重構需要遵循以下原則：
（1） 可描述性。對不同的人機交互動作，應該提取具有明顯區別的特征參數，即特征參數具有較強的敏感性，能夠高效地對技術姿態進行描述。
（2） 可靠性。不同的動作識別系統做同一個技術動作時一定會存在差異，但這種差異不應該對特征參數造成影響，即同種類型的技術姿態的特征參數會比較相似，這就要求所提取的特征參數對位置和對象不敏感。
（3） 數量少。一個動作識別特征值越多，系統的計算復雜程度就越大，因此要盡可能控制特征值的數量[5]。在像素點中，通過仿射變換，得到對應的不變矩坐標為，在不同朝向和不同尺度間進行機器人人機界面網格區域匹配，得到人機界面三維輪廓函數為：
3 實驗測試分析
對機器人的人機界面三維可視化實驗建立在本主機配置為PentiumD CPU 2.80 GHz，2.79 GHz，2.00 GB內存的計算機硬件平臺上。在機器人人機動作特征識別中，人體動作特征單元和模塊子單元表示為Cell （col，row）。其中col表示行，row為列，人機交互中人體動作圖像采集來自于分辨率為640×480，幀率為25 f/s的AVI視頻，參數設定為=0.5，=2，=2，得到機器人人機界面的三維可視化重構結果如圖1所示。對圖1給出的機器人人機界面三維重構結果進行降噪和修正處理，得到三維可視化優化結果如圖2所示。
對比圖2和圖1結果得知，采用本文方法進行機器人人機界面的三維可視化設計，輸出圖形的視覺效果較好，人機交互能力較強，性能優越。
4 結 語
為了提高機器人人機界面的三維可視化操作性能，本文提出一種基于GPU實時圖形跟蹤渲染的機器人人機界面的三維可視化重構設計方法。采用計算機視覺方法進行機器人的人機界面視覺特征采樣，在重構的三維空間中通過圖像處理方法實現圖形降噪和邊緣修正處理，實現三維可視化設計。研究得知，采用該方法進行機器人人機界面的三維可視化設計，輸出圖形的視覺效果較好，人機交互能力較強，具有較高的應用價值。
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第9篇：計算機視覺技術及應用范文
【關鍵詞】電力系統；發展趨勢；新技術發展
0 前言
電力系統是我國國名經濟的基石。電力系統是由發電、變電、輸電、配電和用電等環節組成的電能生產與消費系統。現代社會需要的是安全可靠經濟的電能。電力系統主要由發電輸電變電配電及用電等5部分組成。電力系統是一個具有復雜的大系統由于用戶的不斷增加的需求，電網對于技術的要求水平也提出了越來越高的要求。
1 電力系統自動化的發展趨勢總的發展趨勢的特點研究
1.1 電力系統自動化的圖形化特點
因為電力系統聯網工程的正式啟動，電力系統的調度管理、數據計算分析呈現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。在計算機技術和通信技術的快速發展下，電力系統技術整合也在蓬勃發展著。電力系統信息數據處理上已經不再使用傳統的處理方式，而是使用圖形化處理這樣的新技術，這樣看到圖形，電力系統管理者就能了解電力系統的變化發展趨勢，也就能對未來電力系統軟件開發帶來絲絲先機。
1.2 電力系統自動化的遠程化特點
過去電力系統的硬件平臺大部分是計算機，外加使用擴展測控法對接口電路工作開展監測。此類的設計有很多的優勢，這種類型的設計的周期很長，擴展性也很好。但是這樣的設計方式也具有著高成本、大體積、大功耗以及靈動性差的多種缺點。現在，正是有著網絡技術的不斷更新和電子技術的不斷進步，遠動終端設備已經變為越來越接近最優化、智能化和小型化、協調化。因此，建立在此基礎之上的電力系統也具備了遠程化的特點，使電力系統自動化在控制系統方面的發展更加貼近智能化。
1.3 電力系統自動化的分布化特點
發電率范圍在幾十兆瓦至幾千瓦之間并且模型較小的發電單元，它的地點處于用戶周圍還有有高效和可靠特點的稱為電力系統自動化技術分布化。分布式發電主要包括以液體或氣體為燃料的內燃機、太陽能發電、微型燃氣輪機和風力發電等等的其他一些發電方式。這種發電技術具有很好的靈活性，能夠給與用戶各不相同的感受。還能為邊遠商業區域提供可靠的電力資源，讓他們使用具有再生特點的資源進行多次發電，這樣的電能還具有穩定度高的特點，是具有分度化的特色。極端及技術、新材料技術和電力電子技術都要作為支柱技術被在其中使用。
2 電力系統與新技術的結合
2.1 與智能計算機的結合
計算機視覺技術就是與智能計算機的結合之一。使用計算機視覺技術能夠方便的獲得多種圖像信息。在電力系統中應用計算機視覺技術。目前，計算機視覺技術使用在電力系統中的作用是修改遙控系統在此同時提高它的性能。這主要表現在使用在線監測和開展無人操作或者環境監視，紅外圖像監測是電力設備在線監測常用方法中效果最好的。它既有這使用方便，又有著精準度較高的特點。紅外圖像識別方面主要就是使用計算機視覺技術，這樣能取得較好的效果。計算機視覺技術的工作原理是在科學獲取電力設備實時紅外圖像和電力設備正常工作時圖像后，將兩者開展對比。如果出現不正常。也就因此能夠證明電力設備出現問題。第開展無人操作或者環境監視是使用微波雙鑒探測器進行協助，將差分圖像以及流光法一起使用對移動物體開展監測。如果出現不正?，F象，那么系統就可以識別出來，并且警告我們。因為計算機視覺技術還處于起步階段，其存在一定的不足之處。雖然計算機視覺技術發展迅速，但計算機視覺技術發展的并不完善，因為圖像識別自身的復雜性的原因，所以現階段還不能實現完全的無人操作。正是因為有著這些原因，在大多數情況下，計算機視覺技術只能夠作為一種輔助技術。
2.2 與微機保護系統的結合
在電力系統自動化技術發展速度過快并且伴隨著相關微機設備應用范圍越來越普遍的情況下。人們越來越嚴格的要求微機保護系統。更簡單的說，也就是原有的電力系統自動化技術當中的微機保護系統已經無法滿足社會發展的需要。人們需要的微機保護系統應該具備更加牢靠與穩定的可以對通信進行保護的能力。這樣才能夠達到人們希望人機互動的效果。這樣的系統在對硬件提高出高要求的同時也對軟件業產生了更加具體的要求。例如，我國在上世紀末將第一套微機線路保護設備投入使用，并且該設備因為性能占據極大的優勢從而獲得世界各國用戶的普遍認可。
在繼電保護設備中，我們更加需要完善的問題就是設備的實時性。設備的實時性直接關乎電網的安全穩定，它直接受到其影響。假如設備實時性出現缺陷，會給電力系統帶來難以補救損失的可能性?，F階段在我國電力系統中應用的嵌入式系統通常來說主要為C/C++語言。這是因為該系統不僅靈活性高并且可移植性也很強。同時該系統還使用了能夠隨時改變的模塊化，目的在于處理好各種存在可能性會產生的問題但是卻又不能夠進行更換的難題。在提供便利的同時也能夠盡最大的努力滿足用戶各種要求。
2.3 與GPS安全監控系統的結合
GPS的全稱是全球定位系統。這是一個衛星系統。它能具有導航、定位、授時等功能的原因是它可以保證在地球上任意一點都可以同時被觀測到。高精度、高效率和低成本都是GPS定位技術具有的優點。正是在這些優點的幫助下，它才能在各類大地測量控制網獲得加強改造，也因此具有了較為普及的應用。目前，GPS技術出現了一個不斷進步的境地，而將GPS技術使用到電力系統當中的條件也越來越松。電力系統使用GPS動態安全監控系統后取得效果很好。不僅能夠對系統開展實時且有效的監控，同時還能夠將GPS定位技術的精準度高并且效率快以及成本低的優勢完全體現出來?？梢詫茌爡^內的大地測量控制電網進行合理的監測。電力系統使用GPS動態安全監控技術后?；贕PS的動態安全監控系統指的是電力系統采用GPS所實現的光纖通信技術和同步測量技術。電力系統的動態安全監測管理主要包括動態相量測量系統、定時系統、中央信號處理系統和通信系統四個部分的內容。使用GPS和EMS監控系統能夠做到對數據的動態、集中處理、定時等，為相量的控制提供條件。實現動態檢測是我們必須做的，同時也是是電力系統發展的要求。
動態安全監控系統是基于GPS統一時鐘的新一代EMS。各種各樣的電磁暫態故障記錄器和集中在穩態運行監控和數據采集（SCADA）系統是電力系統目前主是在錄音的過程中使用的監控工具。前面具有記錄數據冗余，記錄時間短，缺乏溝通不同的錄音機，讓困難分析系統作為一個整體的動態特性：后者記錄數據刷新間隔時間，但是用于系統的穩態特性。很難分析整個系統的動態行為的原因是都有一個共同的、缺乏精確的時間戳之間的聯合不同位置即記錄數據只是部分有效。新一代的基于GPS動態安全監控系統，是一個相結合的新的和現有的SCADA的動態安全監控系統。在這樣的新技術下，GPS同步相量測量技術和光纖通訊技術和實施總量控制提供了條件。
在大型電力系統的穩定性和振動監測中常用的GPS系統的研究獲得了一定的成果。在現實生活中已投入運行，例如GPS同步相量測量裝置監控系統在南方電網投運。中國南方電網功率角振蕩天骨干接觸線己廣泛應用在網格中的500千伏線路可以在實時調度中心觀察。
3 結語
電力系統自動化技術無疑具有著很大的潛力在計算機技術、信息技術、控制技術的發展下，也將有更多的技術出現。隨著它們的出現，電力系統將更加自動化，為人們提供更好的電能。
【參考文獻】
