導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇計算機視覺的原理，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，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

目前，我國大部分公立醫院普遍存在著財務管理意識較淡薄、會計核算內容不完整、會計核算方法不夠科學、執行能力較差等問題。會計核算是國家與相關部門利用嚴格的會計制度來規范企事業單位的會計核算行為。所以，即使是作為管理者和財務人員，也無權更改會計核算的內容和準則。管理者和會計人員對于會計核算必須嚴格執行國家制定的會計核算制度和政策。更不能因本醫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行全面、完整的反應，真實合理地進行會計核算是做好財務工作的重要前提。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。及時準確地編制財務報表、滿足其資料使用者的需求具有重要意義。

二、公立醫院會計核算中存在的問題

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

意義。

（一）公立醫院對會計核算的管理不科學

在現有條件下，醫院財務管理的核心就是會計核算方面。但通過對一些公立醫院的調查發現，很多醫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，管理制度不嚴謹。正常來說，支出應該納入醫院的成本核算中進行統一核算，可調查顯示，大部分公立醫院卻只對醫療設備及藥品進行核算，而其他方面則忽略不計，這樣對于財務管理來說，也就失去了會計核算真正的意義。不僅如此，大部分公立醫院在對壞賬處理方面也存在著較大的弊端，在醫院的日常經營過程中，由于藥品的保質期失效而對醫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院會計核算方面的壞賬，但大部分醫院卻對這一方面的虧損預估過低，這些虧損經過常年累計又由于醫院預估較低，則會在會計核算方面形成較大誤差。調查結果顯示，大部分公立醫院未明確規定計提減值準備，醫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，在市場經濟狀況下，提前存儲的這些物資很有可能會貶值，而且，公立醫院的大部分設備設施都是技術含量較高，所以其價格也相對來說也會較高。而醫院未規定計提減值準備，其財務報表反映的資產現狀就是不真實的，也不具有實際意義。

（二）公立醫院對會計核算方面認識不足

市場經濟發展越來越快，出現了一大批民營醫院與公立醫院并駕齊驅，但是相關部門在對公立醫院會計核算方面的想法卻嚴重的落后，這種落后的想法也嚴重的影響了公立醫院未來的發展。而一些小型公立醫院，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，這就直接導致了醫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，大部分醫院存在核算人員的業務能力和素質普遍不高，很多醫院的會計核算人員還只是剛剛畢業不久的大學生，工作經驗更是少之又少，在工作中也較容易犯錯，一些專業能力不高的會計人員根本不了解醫院會計核算的標準和制度，甚至有一些從未接觸過這一行業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。這些因素都嚴重的影響了會計核算的準確性和真實性，甚至會導致公立醫院的管理者做出一些錯誤的決策和判斷。

（三）會計核算內容不完整

近年來，隨著人民生活水平的不斷提高，對醫療服務方面的需求也越來越高，很多大型公立醫院在新設備和新技術方面投入較大，醫院將大部分資金都用于基礎設施的建設方面。久而久之，資金短缺、入不敷出等問題較為嚴重。調查結果顯示，針對這一問題，大部分公立醫院并沒有及時進行資金的籌集活動，給資金管理方面帶來了一定的風險，也沒有進行準確的資本預算，沒有對新設備和新技術的預期收益進行合理分析，管理過程中的一些漏洞也會導致部分設施和技術的閑置，沒有達到一定的利用率。

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

三、公立醫院會計核算的解決措施

（一）建立健全完整的會計核算體系

公立醫院應根據自身的實際情況以及所在省市的經濟發展水平，對以往的會計核算制度進行調整和完善，建立一個合適的會計核算體系，而不應該一味地模仿一些大型醫院的會計制度。在目前的市場經濟狀況下，醫院未來的發展也應該呈現多樣化趨勢。

（二）加強醫院管理人員對會計核算方面的重視

大部分醫院的管理人員對財務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管理政策、才能體現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，大部分公立醫院的管理者并沒有真正的重視這一問題，醫院應根據自身情況重新對壞賬計提這一部分做出調整，及時修改和完善其政策和制度，嚴格確定其標準。這樣才能保證財務人員對壞賬部分做出正確處理，不影響醫院的正常運營，不失去會計核算的真正意義。

（三）加強教育和學習

篇2

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

計算機人工智能技術中的一項重要技術就是計算機視覺技術，這種技術主要是讓計算機利用圖像來實現認知環境信息的目的，這一目的的實現需要用到多種高尖端技術。近年來隨著計算機技術以及計算機網絡的普及與發展，計算機視覺技術也得到了較快發展，并且在實際生產與生活中的應用也越來越廣泛。

1 計算機視覺技術概述

1.1 基本概念

計算機視覺技術主要研究計算機認知能力的一門技術，其具體主要是通過用攝像機代替人的眼睛，用電腦代替人的大腦，最終使計算機具備類似于人類的識別、判斷以及記憶目標的功能，代替人類進行部分生產作業。人們目前研究的人工智能技術中的一項重要內容就是計算機視覺技術，通過研究計算機視覺技術可以讓計算機擁有利用二維圖像認知三維環境的功能。總的來說，計算機視覺技術是在圖像與信號處理技術、概率分析統計、網絡神經技術以及信息處理技術的基礎上，利用計算機來分析、處理視覺信息的技術，它是現代社會新興起的一門高新技術。

1.2 工作原理

在亮度滿足要求的情況下，首先使用攝像機對具體事物的圖像信息進行采集，利用網絡把采集到的圖像信息向計算機內部輸送，然后在計算機系統內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進一步處理原始圖像，獲得優化質量效果之后的圖像，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，在進行識別事務時分析對比這些儲存信息就可以實現事物的識別，這樣視覺系統的基本任務也就完成了。其具體視覺系統如圖1所示：

1.3理論框架

人類研究視覺技術雖然起步比較早，但取得較大進步是在20世紀80年代初伴隨著視覺計算理論的出現。它的出現把研究視覺理論的策略問題解決了，視覺技術是一項特別復雜的信息處理過程，要想對視覺的本質準確完整的理解，必須從不同角度與層次研究與分析視覺本質。視覺計算理論研究層次大致可分為：計算機理論、算法以及實際執行。站在計算機理論的角度分析視覺技術，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，可以把計算機視覺技術當做從三維環境圖像中抽取、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。若依據上述各過程實現需用到的方法與技術的復雜性劃分層次，可大致把計算機視覺技術劃分為：低層視覺處理、中層視覺處理、高層視覺處理三個層次。

2 計算機視覺技術在自動化中的應用

2.1 農業自動化中計算機視覺技術的應用

在農業自動化中應用計算機視覺技術可以全天候實時監測農作物的生長狀況，便于科學管理農作物。還可以應用計算機視覺技術來檢測農產品的質量，例如可以應用計算機監測技術來監測大多數蔬菜的質量，傳統的人工檢測蔬菜質量的方法，不僅費時費力，而且檢測結果的準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視覺技術來感應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，然后和質量達標蔬菜的光線能量大小進行對比，根據這些對比結果可以把蔬菜質量的好壞準確判斷出來，在蔬菜質量檢測過程中應用計算機視覺技術，把傳統的蔬菜檢測方法完全顛覆了，極大的方便了農產品的質量檢測，由此可見，計算機視覺技術在農業生產中有很高的使用與推廣價值。

2.2 在工業自動化中計算機視覺技術的應用

計算機視覺技術在工業自動化應用的一個重要領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。

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

此外計算機視覺技術還可以應用于逆向工程中，應用3D數字化測量儀可以快速準確的測出現有工件輪廓的坐標值，同時還能構建曲面，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，最關鍵的一環就是如何通過精密測量系統來測量樣品的三圍尺寸，獲得各部位數據，進而做曲面處理進而加工生產。對于這一難題我可以通過利用線結構光測量物體表面輪廓技術來實現，器具體輪廓結構示意圖如下圖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出的干涉條紋，形成平面條紋結構光，再向物體表面投射，由于物體各表面的深度與曲率的不同，條紋會自動出現變化，然后再通過使用CCD攝像機對變形條紋進行拍攝。這樣就可以把物體表面輪廓的變化情況分析出來。攝像機在拍攝圖像的過程中，把圖像信號轉化為模擬信號，再轉化為數字信號，然后經過傳送再還原信號到圖形處理系統，就得到三維輪廓圖像。

在工業自動化中計算機視覺技術的深入廣泛應用，不但使工業產品的生產質量得到了保障，而且跨越式的提高了工業產品的生產速度。如計算機視覺技術可以很好的檢測產品包裝質量，封口質量以及印刷質量等等，如我國重點指定的印刷造幣機器的南京造幣廠，由于貨幣制造印刷是由印刷造幣機器來實現的，所以要嚴格要求其生產工藝，一絲一毫的生產差錯都不允許存在，為了保障印刷制造出來的造幣機器質量完全達標，必須嚴格精確檢測生產出來的成品。在印刷造幣機器的過程中要求要有非常高的計算機視覺技術，隨著計算機視覺技術的不斷進步，計算機視覺技術已經對印刷造幣機器的需求完全滿足了，實際的應用效果也非常理想，印刷造幣機器在實際生產的過程中，南京造幣廠把計算機視覺技術應用在了每個應刷造幣機器最后的生產工序上，硬幣受到重力下落的瞬間，計算機視覺技術可以瞬間采集圖像的信息，準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系統快速傳輸，利用計算機系統處理信息與識別信息的超強能力，可以及時識別硬幣質量，經大量實踐研究得出，在印刷造幣機器上應用計算機視覺技術已經幾乎沒有檢查差錯現象的發生，由此可知，在工業自動化中計算機視覺技術的應用不但可行，而且發展空間還很大。

2.3 在醫學自動化中計算機視覺技術的應用

在醫學領域計算機視覺技術也得到了廣泛應用，如醫學中經常用到的CT圖像以及X射線圖都用到了計算機視覺技術，這些技術的廣泛應用很大程度上方便了醫生準確判斷病人病情，另外，在生產藥品的過程中，應用計算機視覺技術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采集，采集完成后向計算機系統傳遞采集信息，然后計算機系統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，并且向分離區傳遞識別信息，分離區的自動裝置會依據傳輸的分離信息，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用計算機視覺技術代替傳統人工檢測，不但可以實現藥品準確無誤的檢測，而且還可以大大提高檢測藥品包裝質量的效率，完善了藥品生產的自動化，由此可見，在醫學自動化中應用計算機視覺技術可以積極促進醫學自動化的發展。

3 結束語

總之，計算機視覺技術是一門研究計算機識別能力的高新技術，它涵蓋了很多其他技術，具有一定復雜性。要想使其在自動化生產中得到更好地推廣與應用，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上，結合實際生產情況，不斷進行深入研究，只有這樣才能使計算機視覺技術得到更好地推廣與應用，才能使這項現代化的高新技術更好的服務于社會，服務于人類。

參考文獻：

[1] 龔超，羅毅，涂光瑜.計算機視覺技術及其在電力系統自動化中的應用[J].電力系統自動化，2003（1）.

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在現代城市的建設中離不開測量的運用，對于測量而言需要精確的數值來表達建筑物、地形地貌等特征及高度。在以往的測量中無法精準的進行計算及在施工中無法精準的達到設計要求。本文就計算機視覺圖像精密測量進行分析，并對其關鍵技術做以簡析。

1 概論

1.1 什么是計算機視覺圖像精密測量

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

1.2 計算機視覺圖像精密測量的工作原理

計算機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行快速的計算處理得到使用者需要的測量數據。其原理簡單分為以下幾步：

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

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

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

（4）分類整理，對圖像特征進行有效的分類整理，主要對于操作人員所需求的數據進行整理分類。

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

1.3 主要影響

從施工測量及測繪角度分析，對于計算機視覺圖像精密測量的影響在于環境的影響。其主要分為地形影響和氣候影響。地形影響對于計算機視覺圖像精密測量是有限的，基本對于計算機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。主要體現在遮擋物對于掃描成像的影響，如果掃描成像質量較差，會直接影響到對于特征物的提取及數據的準確性。還存在氣候影響，氣候影響的因素主要在于大風及光線影響。大風對于掃描儀器的穩定性具有一定的考驗，如有稍微抖動就會出現誤差不能準確的進行精密測量。光線的影響在于光照的強度上，主要還是表現在基礎的成像，成像結果會直接導致數據結果的準確性。

2 計算機視覺圖像精密測量下的關鍵技術

計算機視覺圖像精密測量下的關鍵技術主要分為以下幾種：

2.1 自動進行數據存儲

在對計算機視覺圖像精密測量的原理分析，參照計算機視覺圖像精密測量的工作原理，對設備的質量要求很高，計算機視覺圖像精密測量儀器主要還是通過計算機來進行數據的計算處理，如果遇到計算機系統老舊或處理數據量較大，會導致計算機系統崩潰，導致計算結果無法進行正常的存儲。為了避免這種情況的發生，需要對于測量成果技術進行有效的存儲。將測量數據成果存儲在固定、安全的存儲媒介中，保證數據的安全性。如果遇到計算機系統崩潰等無法正常運行的情況時，應及時將數據進行備份存儲，快速還原數據。在對于前期測量數據再次進行測量或多次測量，系統會對于這些數據進行統一對比，如果出現多次測量結果有所出入，系統會進行提示。這樣就可以避免數據存在較大的誤差。

2.2 減小誤差概率

在進行計算機視覺圖像精密測量時往往會出現誤差，而導致這些誤差的原因主要存在于操作人員與機器系統故障，在進行操作前操作員應對于儀器進行系統性的檢查，再次使用儀器中的自檢系統，保證儀器的硬件與軟件的正常運行，如果硬軟件出現問題會導致測量精度的誤差，從而影響工作的進度。人員操作也會導致誤差，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技能培訓工作。讓操作人員有過硬過強的操作技術，在這些基礎上再建立完善的體制制度。利用多方面進行全面控制誤差。

2.3 方便便攜

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

3 計算機視覺圖像精密測量發展趨勢

目前我國國民經濟快速發展，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的快速發展及需要，很多工程及工業方面已經超出我們所能測試的范圍。在這樣的前景下，我們對于計算機視覺圖像精密測量的發展趨勢進行一個預估，其主要發展趨勢有以下幾方面：

3.1 測量精度

在我們日常生活中，我們常用的長度單位基本在毫米級別，但在現在生活中，毫米級別已經不能滿足工業方面的要求，如航天航空方面。所以提高測量精度也是計算機視覺圖像精密測量發展趨勢的重要方向，主要在于提高測量精度，在向微米級及納米級別發展，同時提高成像圖像方面的分辨率，進而達到我們預測的目的。

3.2 圖像技術

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

4 結束語

在科技發展的現在，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，在測量技術中加入計算機視覺圖像技術是對測量技術的一種革新。在融入這種技術后，我相信在未來的工業及航天事業中計算機視覺圖像技g能發揮出最大限度的作用，為改變人們的生活做出杰出的貢獻。

參考文獻

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[2]馬玉真.程殿彬.范文兵，計算機視覺檢測技術的發展及應用研究[J].濟南大學學報，2014，18（23）：222-227.

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利用計算機所具有的視覺藝術，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，根本就不需要學習就能夠啟動以及進行一定的操作，這樣更加方便老年人以及兒童的實際操作。在數字媒體當中，應該對計算機視覺藝術進行充分利用，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方面所具有的魅力，讓群眾在足夠放松的時刻能夠對創作者的實際思想以及意圖進行充分的了解以及掌握，對藝術價值進行充分發揮，進而來有效提升藝術人文的實際價值。

1對計算機視覺原理進行分析

通常來講，計算機視覺還稱為機械視覺，屬于是機械來對人類視覺進行一定的模仿的光學識別系統，利用光學系統、感應器、光源等來實現物體定位、動作的追蹤以及視線的判斷等相關的功能。一般情況下，工程技術所運用的基本都是計算機視覺，當有著一定的環境以及模式時，計算機視覺在進行持續性的工作時，能夠有效保證持續工作有著非常高的正確性以及準確性，還能夠對人工不可以完成的任務進行很好的完成。當計算機視覺在進行實際的工作過程中，最為基本的條件是先對映像進行處理，之后輸入模擬訊號，對數字影像進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，應該對其進行一定的強化，除去噪聲，之后對圖像特征進行一定的壓縮以及獲取。在對數據庫樣本進行一定的對比之后，對程序進行有效的分析以及判斷，做出有效的指令。

2對數字媒體當中計算機視覺藝術的實際應用進行分析

2.1藝術與計算機進行一定的融合時，應該對動畫、聲音以及圖像等因素進行有效結合，在對藝術語言表現形式進行豐富的同時，應該提高作品的感染力

在有些結合視覺藝術以及數字媒體時，應該保證在對畫面進行觀看時，應該有效的欣賞畫面，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，保證大眾在進行玩游戲時，可以對虛擬世界進行真實的感受，還能夠利用動作以及肢體語言等來和計算機實現有效的交流。保證大眾不是對電影單獨的進行欣賞，還應該更好的參與到其中，體會藝術的表演。

2.2在數字媒體當中運用計算機視覺藝術能夠對藝術的實際表達形式進行有效的豐富

隨著交互技術的逐漸成熟以及發展，讓該技術得到了有效的拓展以及廣泛的運用。運用交互技術，應該讓人們不受到被動的欣賞，應該積極的參與到視覺藝術當中，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出過程以及解決，對觀眾的興趣進行充分的調動，進而來有效提高大眾的參與積極性。

2.3在電子游戲當中，運用計算機視覺藝術，應該在相對比較大型的電子游戲當中進行計算機視覺技術的運用

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

2.4分析數字媒體中計算機視覺技術的應用，保證數字媒體技術有效表現藝術

同時在實用藝術以及純藝術當中，也會運用到數字媒體，該技術能夠讓相對比較單純的個人視覺實現有效的創造，同時還能夠把藝術箱社會性視覺產品進行轉化，并得到一定的經濟效益。同時，大眾能夠通過剪切以及拷貝等相關的方式來有效獲取視覺技術，之后有效的轉化藝術資源，有效奠定了創作視覺藝術的基礎。現階段，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進行追求時，在一定程度上提高了評價視覺作品的標準。在數字媒體當中運用計算機視覺技術，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，在該過程當中，不能夠參雜任何的因素，應該讓計算機視覺因素僅僅對視覺美感以及視覺形式進行充分的追求，可以有效體現藝術的本質。同時，數字媒體有著美方面的品格，有效結合計算機視覺藝術，保證數字媒體藝術的美以及真。這個實際的運用過程能夠有效提升審美方面的機制，更好的領悟視覺藝術當中所存在的美。

3結語

綜上所述，在數字媒體當中，計算機視覺技術的運用，應該有效結合圖像、動畫、聲音以及文本等多個因素，在對語言表現的具體形式進行一定的豐富時，應該讓作品具有更大的感染力。除此之外，還應該保證視覺技術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，進而對其所具有的藝術價值進行充分發揮，有效提升藝術所具有的人文價值。

參考文獻

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

0 引 言

隨著自動化測試技術的發展，采用智能測試和計算機視覺方法進行液位檢測和監控，借助的物理場有超聲波、微波雷達、射線及激光等，能實現高低位報警功能，在工業控制場合中，固定位置處的液位監控是保障工業控制安全的重要技術，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行實時監控和識別，通過感應元件實現對液位的準確檢測，通過檢測發射和接收的時延來確定液位的高度。隨著計算機視覺處理技術的發展，以及圖像處理技術的應用，采用計算機視覺部監控方法進行危險氣體罐車的液位監控識別成為未來實現液位準確監測和定位的重要發展方向，研究基于計算機視覺的危險罐車的液位檢測監控報警系統，在保障危險罐車運輸安全方面具有重要意義，相關的系統設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行液位檢測，微波雷達、射線及激光主要是應用在檢測罐體為危險物質，將微波發射器和接收器安裝在罐頂，利用超聲技術并結合數字信號處理算法進行液位檢測[7?9]。但是，上述設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行自適應噪聲抵消，參考液位檢測傳感器應放置在對目標反射信號較小，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，液位檢測的精度不高[10]，難以實現有效的監控識別和報警。針對上述問題，本文進行危險氣體罐車液位監控識別報警系統的改進設計，首先進行了液位檢測原理分析，構建系統裝置的總體結構模型，然后進行了危險氣體罐車液位計算機視覺監控識別報警系統的硬件模塊化設計和軟件設計，最后通過實驗分析驗證了本文設計的液位監控識別報警系統的優越性能，得出有效性結論。

1 液位計算機視覺監控識別報警系統的總體設計

根據上述液位檢測弊端分析，進行危險氣體罐車液位計算機視覺監控識別報警系統設計，首先分析系統設計的總體架構模型，系統設計包括了系統的硬件設計和軟件設計部分。硬件設計中，主要是在計算機視覺環境下完成液位視覺特征的獲取，并對接收到的視覺特征進行相應的處理。本系統的硬件部分主要是數據采集和數字信號處理。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上，設計自適應濾波器進行信號濾波，通過自適應均衡方法得到基于視覺傳感器的液位檢測特征，為系統設計提供了準確的數據基礎。因此，采集電路的設計必須采用高分辨率，硬件電路設計中，包括確定DSP處理器型號、Visual DSP++集成開發環境、器件以及連接關系。根據I/O設備的數據采集量確定液位監控識別系統的分辨率和基線恢復性能，采用ADI公司的ADSP21160處理器系統作為計算機視覺監控識別的主控芯片，數字信號處理器主要完成對整個硬件系統的電路控制，根據設計的功能指標得到本文設計的監控系統的計算機視覺的像素值的系統最低采樣率為1 024 MHz， 則DSP的最低速度應大于[25×20=500 MHz]。

在進行罐體液位監控中，研究的罐體的厚度分別為5 mm平面罐體，20 mm平面罐體。由于本文構建的系統是一個高采樣率的數據采集系統，在進行液位監控識別報警中，需要利用C8051F處理器發射頻率為120 kHz左右的脈沖序列，作為原始聲信號數據存入計算機系統，以此進行監控識別，根據上述描述，得到系統設計的模塊構架如圖1所示。

2 系統的設計與實現

2.1 硬件電路設計的指標分析

在上述進行了危險氣體罐車液位計算機視覺監控識別報警系統的液位檢測原理分析和系統設計總體構建描述的基礎上，進行系統的硬件設計，系統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。系統的設計指標描述如下：

（1） 危險氣體罐車液位計算機視覺監控識別報警系統的輸出信號幅度

（2） 監控系統的整體功耗

（3） 計算機視覺監控接收機采樣率不低于12 MHz；

（4） CAN總線對無液狀態采集數據采樣分辨率不低于8位；

（5） 有液狀態采集數據中具有高壓控制功能；

（6） 具有基線恢復功能。

根據上述設計的指標，進行硬件模塊化設計。

2.2 系統硬件模塊化設計與電路實現

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

罐車液位計算機視覺監控識別報警系統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，通過上述邏輯結構，構建A/D采樣電路如圖3所示。

圖4中，WDO引腳產生的超聲波將發生反射縱波（或橫波），利用多層介質中超聲波的傳播規律進行計算機視覺監控識別，實現對罐體液位狀態的檢測。

2.3 軟件算法的設計

由于是單峰液位突變特征，因此，可結合角點檢測的特點，利用Harris角點檢測方法能夠實現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行非正常液位的檢測和識別，即使液位的顏色發生變化仍能進行有效的檢測。

設置液位圖像[I（x，y）]，對其進行平移[（Δx，Δy）]后圖像具有自相似性，這種自相似性能夠用自相關函數進行評價，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）]為加權函數，可以將其設置為常數或者高斯函數。對泰勒公式進行展開，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，對液位圖像進行平移后得到的自相關函數能夠近似于下述二次項函數：

[c（x，y；Δx，Δy）≈[Δx，Δy]M（x，y）ΔxΔy] （5）

進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]的特征值進行計算，只要計算出一個角點的響應即可，其計算公式如下：

[R=detM-α（traceM）2] （7）

式中，[α]為經驗參數，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的均值進行計算即可得到實際的液位高度，從而實現丙烯聚合過程中非正常液位的準確檢測與識別。

3 系統軟件開發仿真環境描述和系統調試結果分析

危險氣體罐車液位計算機視覺監控識別報警系統的軟件開發建立在嵌入式Linux開發系統基礎上，系統軟件需要實現的功能包括危險氣體罐車液位超聲采集、能譜測量、計算機視覺圖像控制、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封裝實現程序加載，根據上述軟件開發環境，發送WREN指令直接通過燒寫器燒寫，進行危險氣體罐車液位計算機視覺監控識別報警系統的仿真測試。首先采用層次聚類方法在計算機視覺環境下進行液位狀態數據采集，然后進行信號轉換，得到有液狀態和無液狀態下的采集結果如圖5所示。

對上述原始數據進行信號處理，采用自適應濾波電路進行有用信息提取，得到提取結果如圖6所示。

監控識別，由圖6可見，采用本文設計的系統進行危險氣體罐車的液位檢測，在計算機視覺下能實時準確檢測液位值，實現準確的監控識別和報警，性能可靠穩定。

4 結 語

本文進行了危險氣體罐車液位計算機視覺監控識別報警系統優化設計，利用不同液位狀態下聲波在不同罐體環境中的傳播特征的差異性，進行聲波在不同罐體環境中的傳播的差異性特征提取，判定液位狀態。進行系統的硬件設計和軟件設計，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輸入的參考信號對有液和無液的狀態進行區別檢測，采用計算機視覺監測方法，進行危險氣體罐車液位內部狀態特征的視覺監測。研究表明，該系統具有較好的液位檢測性能，實現危險氣體罐車液位的有效監控識別報警，具有較好的應用價值。

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篇6

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

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

1 計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術的具體形式

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

在上面所說的攝像機并不是我們通常意義上生活中使用的攝像機。它是一種可視化較強，表針比較敏感的測試儀。可以將視覺中的二維形態通過顯影，記錄在機械的光譜儀上，再將這種的二維圖像做數學處理，有二階矩陣轉換為三階矩陣，通過播放儀呈現出三維的影像。這時的圖像變為立體化，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據，將數據整合在系統之內，然后對于原始的圖像進行預處理，不再經過有曝光這個程序，將圖像中關鍵點的坐標在整個內部軸面上體現出來，提取數據幀數，再運用機器的智能識別系統，對控制點的坐標進行數據分析，自動生成圖形，這也可以用于精密測量。它的優點就是使用上極其的方面，基本只要架立儀器和打開開關，其他的工作機械系統都會自動的完成。使用的困難就是造價極其的高，不適合一般企業使用。在基于計算機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視覺圖像測量儀器的有效距離；

2） 得出觀察點到目標控制點之間的三維的運動幾何參數；

3） 推斷出目標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物體的幾何坐標方位。

在整個計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術中最關鍵的元件就是壓力應變電阻儀，這也是傳感器的一部分。壓力應變電阻儀的使用方式是將應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，在液體完全風干后就可以黏貼應力片，通過導線的聯接，形成了一小段閉合的電路，時刻讓計算機視覺圖像系統可以感應到并作跟蹤觀察。因受到來自不同方面諧波的影響后，應力片會產生一定數值的電阻，在電路中，這些電阻會轉化為電流，視覺圖像系統接收到了電流后就會顯示在儀表盤上相應的數據，我們就可以根據儀表盤中的數據記錄測量中的數據，很好的解決了原始機械在使用過程中大量的做無用功所消耗資源的現象。傳感器對每個應點都進行動態的測量，將數據模轉換成現實中的圖像，精確的成像可以測算出控制點的位置，用計算機視覺圖像精密測量結合數據方面的相關的分析，得出施工中的可行性報告分析，減低了施工中的成本，將施工的預算控制在一個合理的范圍之內。

當無法觀察到控制點是，計算機視覺圖像精密測量可以通過接收信號或是相關的頻率波段來收集數據，不會因為以往測量的環境不好，距離太遠，誤差太大的影響。

2 計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術分析

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

2.1 降低失誤的概率

在很多的數據誤差中，有一部分是出現在人為的因素上面。對于機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。對于網絡設備的配置上，要經常性的學習，將配置在可能的情況下設置的更加合理和使用，保證網絡連接系統的安全性。為防止更多因操作帶來的誤差，選用系統登入的制度，用戶在通過識別后進入系統，在采集數據后，確定最終數據上又相關的再次確定的標識，系統對本身有的登錄服務器和路由器有相關的資料解釋，記錄好實用操作的時間，及時備份。

2.2 對于權限的控制

權限控制是針對測量關鍵所提出的一種安全保護措施，它是在使用計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術中對用戶和用戶組賦予一定的權限，可以限制用戶和用戶組對目錄、子目錄、文件、打印機和其他共享資源的瀏覽和更改。圖像中的運行服務器在停止的情況下可以做出不應答的操作指令，立刻關閉當前不適用的界面，加快系統的運行速度，對于每天的日志文件實時監控，一旦發現問題及時解決。對于數據終端的數據可采用可三維加密的方法，定時進行安全檢測等手段來進一步加強系統的安全性。如果通過了加密通道，系統可以將數據自動的保存和轉換為視圖模式，對于數據的審計和運行可以同時進行，這樣就可以很好的保證大地測量中的圖像數據安全，利用防護墻將采集中廢棄的數據革除在外，避免數值之間發生紊亂的現象，進一步改善計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術。

2.3 開啟自動建立備份系統

計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術的完善中會常遇到系統突然崩潰或是圖像受到嚴重干擾導致無法轉換的一系列情況，發生這種情況最大的可能性就是系統在處理多組數據后無法重新還原成進入界面。這時為保證圖片轉換成數字的系統數據不丟失，我們對系統進行備份。選定固定的磁盤保存數據，定期將產生的數據（轉換前的圖像和轉換后的數值）導出，保證程序的正常運行。當系統一旦發生錯誤，可以盡快的恢復數據的初始狀態，為測量任務的完成爭取更多的時間。我們還要減少信號源周圍的干擾，定期的更新系統數據庫，保持數據采集的穩定性，把攝像機記錄出的數據節點保存在相應的技術圖紙上，用這樣的方式來知道測量工作。系統備份的數據還可以用于數據的對比，重復測量后得出的數據，系統會自動也備份的數據進行比對，發現誤差值在規定以外，就會做出相應的預警，這樣也能在工作中降低出現誤差的概率。

3 計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術遇到的困難和使用前景

計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術作為一種新興技術在使用時間上不過十幾年，其使用的程度已經無法估算。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定性也是有目共睹的。在土木和機械測量的行業計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術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也有一些弊端。這項關鍵技術中涵蓋的學科非常的多，涉及到的知識也很全面，一旦出現了機器的故障，在維修上還是一個很大的問題，如何很好的解決計算機視覺圖像技術的相關核心問題就是當下亟待解決的。

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，但是在計算機視覺圖像技術中，畢竟是采取攝像機取景的模式，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。達不到我們設計時的初衷。所以在這些模型的構建中和數據的轉換上必須有嚴格的規定和要求，切不可盲目的實施測量，每項技術操作都要按規程來實施。

上文中也談到了，計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術中最主要的構建是傳感器，一個合理的傳感器是體統的“心臟”，我們在儀器的操作中，不能時時刻刻對傳感器進行檢查，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行一定的創新也是一項科研任務。

4 結束語

在測量工程發展的今天，很多的測量技術已經離不了計算機視覺圖像技術的輔助，該文中詳細的談到了基于計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術方面的研究，對于之中可能出現的一些問題也提出了相應的解決方案。測量工程中計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術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。

將基于計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術引入到測量工程中來，也是加強了工程建設的信息化水平。可以預見的是，在未來使用計算機視覺圖像技術建立的測量模型會得到更多、更好的應用。但作為一個長期復雜的技術工程，在這個建設過程中定會有一些困難的出現。希望通過不斷的發現問題、總結經驗，讓計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術在測量中作用發揮的更好。

參考文獻：

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篇7

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

21世紀是國際計算機技術高度發展的時代，人們生活中的每個角落都可以看到計算機技術的身影，尤其是現代計算機視覺技術和圖像處理功能發展更加迅猛，各技術分支也逐漸趨于成熟。計算機視覺技術主要指的就是利用智能計算機系統來代替人類的眼睛對現實三維世界進行辨識和理解，整個過程均是計算機自我學習的過程，而隨著這項技術研究的不斷深入，其不再僅僅包含計算機技術科學，同時還涉獵了包括生理學、神經學、物理學、應用數學等多門學科，為人類科技的進步提供了有效的動力。

1 計算機對視頻中運動物體檢測的原理概述

在現代計算機技術基礎下，對視頻當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。其中宏觀檢測技術指的是當計算機截取了視頻中的某一個圖像，其以整幅圖像為對象進行檢測；微觀檢測技術是指在截取圖像后，根據實際需求對某一區域內的圖像內容進行檢測。在計算機視覺技術實際應用時，其第一步就是對圖像的采集，第二步是對已經采集的圖像進行預分析處理，如果采用宏觀檢測技術則對圖像整體進行分析；如果采用微觀檢測技術則首先將圖像進行分割，然后對分割后各圖像內容中出現的運動物體影像進行分析。在圖像數據獲取過程中應用的是背景差分法，這一技術主要是將背景和運動物體進行分離提取，以獲取沒有背景圖像的運動物體影像數據。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合起來就是一個物體在計算機視覺下的運動軌跡。現代研究者更傾向于將背景和幀間差分法進行結合運用，這樣可以獲得無背景下的運動物體軌跡，進而提升計算機視覺系統捕捉數據的準確性。

2 OpenCV的應用概述

OpenCV是現代計算機視覺技術當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，不僅高效，而且具有兼容的優勢。同時與傳統IPL圖像處理系統相比，OpenCV所處理的圖像數據等級更高，例如在對運動物體進行特征跟蹤、目標分割、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，并且程序中大多數函數已經通過了匯編的最優化，使其能夠更加高效地被應用。在使用OpenCV的攝像機標定模塊已經為用戶設計了實用性較強的接口，并且能夠支持Windows界面的操作平臺，使得這一技術的操作更加簡便。這一技術本身操作簡便，對于編程人員和檢驗人員個人技能素質要求并不高，視覺技術系統研發人員可以利用簡便的操作來檢驗其設想是否能夠實現，這就使得現代計算機視覺技術開發團隊能夠形成更好的協作研發關系，進一步提升技術研究效率。目前已知OpenCV編程系統在航空航天定位、衛星地圖繪制、工廠大規模生產視覺檢測等方面得到了廣泛的應用，同時對于無人飛行器的視覺捕捉技術也有極大的幫助。最為重要的是OpenCV編程語言的兼容性較強，編程人員可以根據自己的意愿對源代碼進行披露，并且國內也已經形成了規模較大的交流社區，給更多同行業者提供答疑解惑的場所，進一步擴大了OpenCV的應用范圍。

3 基于OpenCV的計算機視覺技術

3.1 基于OpenCV下的運動物體檢測技術

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

3.2 基于OpenCV的圖像預處理技術

一般情況下，計算機視覺處理技術應用的環境情況較為復雜，大多數應用環境當中均有光照的變化，并且部分計算機視覺處理設備還需要在露天環境下進行工作，此時周圍環境中的風、溫度、光照、氣候以及運動物體數量等對視頻圖像的采集均有著極大的影響。環境因素會使圖像采集的質量大幅度降低，同時圖像當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中最大的影響因素。因此，在基于OpenCV下的計算機視覺技術在捕捉視頻圖像之后先對其進行預處理，然后再由系統對運動物體進行分離、檢測和跟蹤。一般的預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處理技術

由于在實際計算機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行檢測前，應該相對這些噪點進行預處理，降低環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處理設備的簡單運算，對圖像當中的噪點進行直接清除，但這一技術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雜的圖像處理運算，將截獲圖像當中的噪點無限縮小，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，因此需應用在噪點較多，圖像信息較復雜的處理當中。

2）圖像的填充預處理技術

這一處理技術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，利用計算機系統自身的邊緣檢測處理技術，對物體的輪廓進行辨識，并利用形態學上的漫水填充方式對運動物體周圍的噪點進行顏色填充，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，但這種處理技術主要是針對于噪點進行腐蝕和膨脹，使其在畫面當中所占比例擴大，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本身的性能、質量等有著密切的關聯。

3）背景的實時更新預處理技術

在進行運動物體和背景分離過程中，計算機系統需要對圖像上的背景元素進行辨識，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。在運用這一技術時，首先要先對第一幀的圖像進行確定，并將第一幀圖像當中的背景圖像元素進行辨識，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，系統要對所讀取的畫面進行有效的判斷，了解該圖像是否為第一幀；其次，將Opencv處理的圖像轉變為單通道灰度值；第三，對轉變后的圖像進行高斯平滑度濾波處理，將圖像當中的噪點進行去除；第四，采用形態學噪點填充技術對圖像當中的噪點進行二次處理，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

在計算機視覺技術進行運動物體的檢測時，只有有效保障檢測流程的準確度，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據進行分割處理；其二是在圖像分析前對其進行充分的填充處理，保證前景圖數據的完整性。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，對背景當中前景物體的輪廓或邊緣進行辨識，根據前景圖像的輪廓對其進行填充。由于在實際操作過程中，攝像頭所處環境的變化較大，并且會在不同場所內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，從而使目標運動物體能夠呈現獨立化，并且閥值分割方式開展前要相對每個像素點進行確定，判斷其是否位于灰度值的范圍內。而將該圖像的像素灰度和閥值進行對比后會出現兩種結果，分別是灰度值低于或高于閥值。在實際應用過程中，有效確定圖像的分割閥值T，就能夠降低環境當中光照因素對圖像質量的影響。

4 計算機視覺技術當中的三維重建技術

1）三維重建的視覺系統

計算機視覺技術在對圖像進行捕捉時可以視為是對大量的圖像信息進行處理，從攝像機的視覺角度出發，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據，而這種三維空間數據能夠提升對運動物體所處空間位置、距離等描述的準確性。在三維重建視覺系統工作過程中，其相對基本的圖像數據框架進行確定，然后利用一個坐標點建立2.5D圖像數據，即以此點為視角能夠觀察到的圖像數據，再將2.5D圖像數據進行整合從而建立三維圖像。

2）雙目視覺系統

當人體利用雙眼在不同角度、同一時間內觀察同一個物體時，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對同一圖像從不同角度進行觀察，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也被稱為“雙目視覺系統”。兩臺不同的攝像機即可代表人體雙眼，其對圖像進行逐幀捕獲，但由于角度不同和環境影響因素的差異，因此造成了圖像差異，必須對其捕捉的圖像進行預處理。

3）三維重構算法

在計算機視覺技術中對于視頻流的采集主要依靠的是彩色攝像機、紅外攝像機、紅外接收攝像頭等設備。還可以利用微軟所提供的Kinect設備，在進行運動物體檢測前能夠對NUI進行初始化處理，將系統內函數的參數設定為用戶信息深度圖、彩圖、骨骼追蹤圖等數據。在使用Kinect設備對視頻流進行打開時，其可以遵循三個步驟，其一是彩色和深度數據的處理；其二是根據數據的索引添加顏色信息，并將其引入到深度圖數據當中；其三是骨骼追蹤數據。

5 結束語

計算機視覺捕捉技術是現代計算機應用當中較為先進的內容，其應用范圍較廣，對于運動物體的捕捉準確度較高，能夠有效推進現代計算機模擬技術的發展。

參考文獻：

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

二、計算機視覺檢測的基本原理

要實現人工智能對視覺的計算機處理是很重要的方面在計算機視覺應用領域中如果要讓我們的計算機明白圖像的信息就必須經過一系列的處理過程―――數字圖像處理.數字圖像的處理包括5個步驟：圖像預處理（去除噪聲）、分割處理分割后區域、測量、圖像判讀、圖像技術.根據抽象程度和處理方法的不同圖像技術可分為三個層次：圖像處理、圖像分析和圖像理解.這三個層次的有機結合也稱為圖像工程.而計算機視覺（Computer vision）則是用計算機實現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據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。

作為新興檢測技術計算機視覺檢測充分利用了計算機視覺研究成果采用像傳感器來實現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代制造業的發展需求.與一般意義上的圖像處理相比計算機視覺檢測更強調精度、速度和無損性以及工業現場環境下的可靠性.例如基于三角法的主動視覺測量理具有抗干擾能力強、效率高、精度合適等優點非常適合制造業生產現場的在線、非接觸產品檢測及生產監控.對人類視覺感知能力的計算機模擬促進了計算機視覺技術的產生和發展制造業上獲取這些信息的目的有：（1）計算出觀察點到目標物體的距離；（2）得出觀察點到目標物體的運動參數；（3）甚至可以判斷出目標物體的內部特性；（4）推斷出目標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

隨著工業檢測等應用對精度要求的不斷提高，像素級精度已經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典算法的基礎上發展起來的，這些算法一般需要先用經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。現在的亞像素提取算法很多，如重心法、概率論法、解調測量法、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的過程，邊緣的定位精度直接影響最終的測量結果。因此，圖像邊緣提取方法是檢測的基礎和關鍵之一。在視覺測量領域中，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到像素級精度，即可以判斷出邊緣位于某個像素內，但不能確定邊緣在該像素內的更精確的位置。如果一個像素對應的實際長度較大，就會產生較大的誤差，傳統的整像素邊緣檢測方法就不再適用。

四、計算機視覺檢測技術在機加工零件檢測中的應用要素與過程

（一）曲陣CCD相機

面陣CCD是本項目圖像采集系統中的主要設備之一，其主要功能是采集實驗圖像。該CCD相機主要由CCD感光芯片、驅動電路、信號處理路、電子接口電路和光學機械接口等構成。

（二）工業定焦鏡頭

在圖像測量系統中，鏡頭的主要作用是將目標聚焦在圖像傳感器的光敏面上。鏡頭的質量直接影響到圖像測量系統的整體性能，合理選擇并安裝光學鏡頭是圖像測量系統設計的重要環節。

（三）數字圖像采集卡

隨著數字信號處理技術和嵌入式處理器技術在圖像采集卡中的應用，使得圖像采集卡向高速度、多功能和模塊化方向不斷發展。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）標定板

為提高測量精度，需要進行攝像機標定。標定過程中，采用NANO公司的CBC75mm}.0型高精度標定板，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、結語

隨著計算機技術和光電技術的發展，已經出現了一種新的檢測技術―基于計算機視覺的檢測技術，利用CCD攝像機作為圖像傳感器，綜合運用圖像處理等技術進行非接觸測量的方法，被廣泛地應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用作了進一步的探索和研究，為面陣CCD在復雜零件尺寸高精度測量的實現打下了基礎。

篇9

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：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以來，鐵路已經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生，促使了計算機視覺技術在鐵路檢測上的廣泛使用并大力發展。

傳統的鐵路檢測一直是靠人工和靜態檢測，這種檢測缺乏實時性和準確性，并且效率低下，根本無法滿足鐵路的發展。這就要求研究一種新的檢測方法來適應環境的發展，人們就試圖將計算機視覺技術應用于鐵路檢測上，并取得了很好的效果。將計算機視覺技術應用在鐵路檢測上顯著提高了鐵路檢測的實時性、準確性，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行檢測，并及時的做出預警，防止安全事故的發生。目前有關鐵路檢測主要集中在鐵路信號檢測、軌道檢測、接觸網檢測、電力機車檢測及站臺環境監測等五個方面。

2 計算機視覺技術

計算機視覺，也稱機器視覺。它是利用一個代替人眼的圖像傳感器獲取物體的圖像，將圖像轉換成數字圖像，并利用計算機模擬人的判別準則去理解和識別圖像，達到分析圖像和作出結論的目的。

計算機視覺是多學科的交叉和結合，涉及到數學、光學、人工智能、神經生物學、心理物理學、計算機科學、圖像處理、圖像理解、模式識別等多個領域。計算機視覺已有多年的發展歷程。隨著計算機、控制理論、模式識別、人工智能和生物技術的發展，計算機視覺在機器人、工業檢測、物體識別的應用越來越廣，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、結構、關系和知識的高層處理。

一般的計算機視覺系統是有CCD(電荷耦合器件)攝像機、裝備有圖像采集板的計算機、光照系統以及專用圖像處理軟件等組成。CCD攝像機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，將光學信號轉成電信號，圖像采集板把采集的電信號轉為數字信號，即數字化，一般情況下在攝取圖像時都需要一個照明系統提供光照，然后再用專用的圖像處理軟件對圖像進行處理，輸出分析結果。

3 計算機視覺技術在鐵路信號中的應用

鐵路信號燈和現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，如果發生車禍將會對國家和人民的生命和財產造成嚴重的損失，因此列車必須嚴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出特定色彩光的特點。文獻[1]在HSV空間中對S分量圖像邊緣檢測和膨脹等，結合各種信號燈色調H分量的取值范圍得到信號燈區域，然后多次腐蝕直到消除孤立點得到信號燈的邊緣，最后填充信號燈區域，從而實現了信號燈的識別。在文獻[2]也與此類似。文獻[3]將彩色圖像由RGB模式轉化為HSI模式，用彩色特征聚類分析法來對圖像進行分割，文中提出了基于顏色和形狀相結合的復雜環境中目標檢測與識別方法，用Hough變化來提取目標邊界，從而提取出特定目標，而后得到指示燈區域所有像素的H，S統計值確定信號燈的顏色。在文獻[4]提出一種基于改進的Hough變化的吊車信號燈識別算法。Roberto將攝取的圖片轉換到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的鐵路標志而放棄無關的基礎設施。

為了部分消除因為光照條件、背景和拍攝角度對目標識別的影響，文獻[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，從而實現對目標的檢測或跟蹤。實驗表明該方法不僅能避免目標的錯誤識別，而且也明顯優于基于邊緣檢測的算法，在識別準確率上達到了90%。

4 計算機視覺技術在軌道檢測中的應用

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重影響，極有可能會造成鐵路安全事故的發生。因此軌道設備具備良好的狀態是鐵路運輸安全的重要保證。

隨著電子技術和檢測技術的發展，軌道檢測技術也經歷了翻天覆地的變化，其中也有不少研究機構將計算機視覺技術應用于軌道檢測上，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量和鐵路系統的安全性會造成嚴重的影響，文獻[7]提出了一種軌道表面缺陷檢測的實時視覺檢測系統。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不同對圖像的影響，但對局部歸一化過程中參數的選擇有待進一步研究，以使該系統有更強的魯棒性。該系統在216km/h速度下能進行實時檢測，但隨著檢測速度的提高檢測的準確度會明顯下降且缺乏實時性。

文獻[8]利用一排結構光視覺傳感器，將鋼軌輪廓的大圓周和小圓周的中心作為檢查點。首先結構光視覺傳感器拍攝鐵軌側面并且將其標記 在參考坐標幀中，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備，在列車較高速度時仍然能達到良好效果。

5 計算機視覺技術在接觸網檢測中的應用

接觸網是沿鐵路線上空架設的向電力機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、支柱與基礎幾部分組成。它是軌道交通的主要組成部分，主要為機車提供動力，接觸網的連接件由于受外界因素的影響容易產生過熱現象，嚴重時會導致供電中斷，引發列車停運事故。

我國的計算機視覺技術的接觸網檢測系統是基于德國相關技術而建立起來的，目前基于計算機視覺技術的接觸網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體)照相機。由于長期的頻繁摩擦，接觸網與受電弓接觸部分很少被空氣氧化，所以用光進行照射時該部分光反射率明顯高于其他部分，因此這也為計算機視覺技術用于接觸網檢測提供了可能。

基于機器視覺的接觸網檢測系統主要是建立在圖像識別和圖像處理等視覺技術基礎之上的，檢測的內容涵蓋接觸網的所有基本幾何參數。隨著鐵路的發展，原有的檢測系統已經暴露出了一些問題，已無法滿足需求，所以研究人員在系統硬件設備不變的情況下提出了許多改進的算法，如文獻[9]針對現行的接觸網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視覺的接觸網定位器傾斜度自動測量裝置，應用圖像分割、剔除干擾線、圖像細化等算法，對采集的圖像進行處理，然后利用改進的霍夫(Hough)變換檢測細化后的圖像，對相鄰的特征像素點進行聚類并感知編組，最后用隨機Hough變換使感知編組后的每條線段更接近直線，進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 計算機視覺技術在電力機車檢測中的應用

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

傳統的檢測方法需要人工逐項檢測，存在費時費力、工作量大、工作環境差、效率低等缺點，所以人們就提出了一種基于計算機視覺技術的檢測技術，該技術是一種非接觸式檢測方法，它能檢測出所有關于火車輪緣輪廓的幾何參數，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、準確率高且大大減輕了勞動強度，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用。

文獻[10]中研發設計了一種利用CCD成像測量技術、圖像處理理論和計算機控制等相關技術，提出了一種非接觸式的在線測量系統。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行幾何校正，用統計均值法對圖像進行分割，從而求出車輪踏面的各項參數，通過在實驗室對標準物進行測試實驗而得到的測量數據結果進行分析而得出。此系統能夠完成對火車輪對幾何參數的測量，并且可得到相對準確的測量結果。

為了解決檢測輪緣高度和寬度存在精度難以保證及穩定性不高的問題，文獻[11]提出了一種基于三角法測量的在線監測系統，該系統由CCD高速攝像機和結構光發射器完成數據的采集，然后利用三角測量原理導出測量模型和計算模型，根據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行量化，實驗表明該算法測量精度高，結果穩定可靠。

7 計算機視覺技術在站臺環境監測中的應用

近年來鐵路交通事業發展迅速，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，各種危害乘客安全的事故也時有發生，因此世界各國特別是中國站臺監控就顯得越來越重要，目前的站臺監控主要是依靠安裝在各個角落的閉路電視或專業技術人員，這不僅需要專業技術知識還需要大量的人力物力。隨著計算機、圖像處理等技術的快速發展，對站臺的自動監控也逐漸成為發展趨勢。

近年來人們做了許多關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，在現代的CCTV系統中基本上使用的是數字化圖像，在人群監測過程中大量使用了數字圖像處理技術，如邊緣檢測、細化、像素計算等，通過圖像的處理可以輕易的得到想要的結果。

文獻[12]仍采用原有的CCTV監控系統拍攝的灰度圖像作為處理對象，利用基于視覺的經過最小二乘法和全局搜索的混合算法訓練的工業的額神經網絡來估算站臺的擁擠程度，該系統在實際的運行中獲得了較高的精確度，雖然不能計算人數但卻能實時的預測人群的密度。

文獻[13]所設計的系統就較為復雜，它利用多臺攝像頭對站臺進行檢測。首先判斷站臺上列車的四種狀態，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，最后對所檢測的結果綜合分析，做出合理的預警或警告。

8 計算機視覺技術在鐵路檢測上的發展趨勢

篇10

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

計算機圖形學、計算機視覺以及可視化技術三者均是計算機領域重要組成部分，要做好計算機知識，就要先學好計算機圖形學，但計算機圖形學學習相對枯燥，尤其是算法教學難以理解，為解決這一問題，計算機視覺與可視化技術被應用到計算機圖形學中。可見，三者之間存在一定的聯系，因此，有必要對計算機圖形學、計算機視覺以及可視化技術展開研究。

1 計算機圖形學概述

1.1 計算機圖形學目的

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

1.2 計算機圖形學應用

隨著計算機圖形學的發展，它被應用到各個領域中，并發揮著重要作用。首先，在計算機輔助設計與制造中的應用，這是計算機圖形學應用最多的領域，在計算機圖形學被應用以后，不僅可以設計出更精準的圖形，還能做好人機交互設計，強化修改能力。計算機圖形學還被應用到三維形體重建中，利用該技術可以將原理的二維信息轉化為三維信息，如在某次工程圖紙設計中就應用了計算機圖形學，經過一系列的處理以后，三維形體逐漸形成，最終實現了重建。其次，在醫學領域中的應用。計算機圖形學在醫學領域中的應用多以計算可視化的形式展示出來，如在腦部手術中，醫生為看清患處真實情況，經常需要利用在可視化技術的作用下將復雜的數據轉化為圖像，這時就體現了計算機圖形學在其中的應用[2]。再者，在計算機動畫中的應用，人們看到的動畫影片就是計算機圖形學作用的結果，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，就需要應用大量的計算機技術，并在計算機圖形學的作用下完成設計。最后，在計算機藝術中的應用。計算機圖形學在計算機藝術中也有廣泛應用，它不僅可以用于藝術制作，很多場景都是通過計算機圖形學來完成的，現階段，一些人正在利用計算機圖形學創設人體模擬系統，其目的是讓已故人士再次出現在熒屏上，這一目標的實現就需要得到計算機圖形學的支持。

2 計算機視覺技術

2.1 計算機視覺技術含義

所謂的計算機視覺技術，實際上就是用計算機取代人眼做識別、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被處理以后更適于識別。對于計算機視覺技術來說，意在實現人工智能，主要是從圖像與多維數據等方面實現人工智能系統設計[3]。計算機視覺是一種在相關理論與模型基礎上發展起來的視覺系統，其主要構成部分有以下幾種：

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

2.2 計算機視覺技術的應用

現階段，現代社會已經進入信息化時代，計算機技術也被應用到各個領域，并發揮著重要作用。計算機視覺的應用促使計算機實現了智能化，在該技術的支持下，計算機可以像人一樣透過視覺看待世界萬物，且具有良好的適應能力，但這一目標的實現還需要很長時間，需要一系列的努力才能實現。現階段，計算機視覺應用最多的就是車輛視覺導航，然而，這種導航還沒有實現完全自主導航，這也是需要進一步研究的地方。計算機視覺技術的適應性較好，特別適合在工業領域應用，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，計算機視覺技術的嵌入性較好，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，計算機視覺技術總體效果較好，適合利用在各種工業環境中應用，因此，應重視計算機視覺技術的應用[5]。同時計算機視覺還被應用到移動機器人設計中，主要是利用小波模板展示人體形態，然后做圖像掃描，這樣就可以順利完成小波變換，進而了解到人的存在。同樣，將計算機視覺應用到機器人設計上，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，之所以會出現這樣情況，主要是由于其中采用率步態分析法。

3 可視化技術

3.1 可視化技術含義

可視化技術是一種綜合了計算機圖形學與圖像處理于一體的技術，它可以將復雜的數據轉化為圖像并在屏幕上展示出來。在可視化技術中，融合了以上兩種技術的特點，并在多個領域都有應用，隨著可視化技術的應用，不僅有效實現了數據表示，還強化了數據處理能力，更對數據決策分析有一定作用[6]。現階段，虛擬現實技術已經成為可視化技術主要發展方向。

3.2 可視化技術的應用

首先，在計算機圖形學教學中的應用，計算機圖形學相對枯燥，相關知識也很抽象，不便于學生理解，在計算機圖形學中最重要的部分是曲線曲面，而這些曲線曲面多是與數學模型有關，具有一定的抽象性，學生理解難度較大，以往教師只能通過一系列的公式演算幫助學生理解，盡管這樣依然難以讓學生掌握曲線變化情況，學生依舊無法正確理解。為減少這種情況的發生，可視化技術被應用到計算機圖形學教學中，教師將抽象的知識用動畫的形式展示出來，學生只要觀看動畫，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趣味性，學生也可以隨意變動曲線，讓復雜的知識變得簡單，深化學生對計算機圖形學知識的深度理解，同時，利用可視化技術在一定條件下，還可以完成代碼編譯，如在Actoin ScriPt中做編譯，這樣也可以增強學生的理解能力[7]。

其次，在醫學領域中的應用。醫學領域對于可視化技術的應用主要體現在放射治療與矯正手術上。通過可視化技術可以屏幕上看到手術整個過程，并將原來細節部位放大，手術醫生觀察的更加細致，手術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）。如在對某名患者進行身體檢查的過程中需要應用到可視化技術，由于通過檢查會獲得大量數據，而這些數據又相對復雜，但在可視化技術下就可以通過圖表、曲線圖或立柱圖的方式展示出來，經過可視化技術的作用，了解到患者的血糖為5.6mmol/L，醫生可以根這一數據做出診斷，而不必再分析這些數據。據不完全統計，80%的醫療檢查工作都是需要利用可視化技術。

地質勘探是我國最重要的工作之一，由于多數礦藏都深埋地下，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，這就需要應用到可視化技術，在可視化技術的作用下，相關工作人員可以了解到地下有無礦藏，如果存在礦藏，相關工作人員也可以了解到礦藏所在位置與實際儲備量，進而為礦藏開采奠定基礎。如在地質勘探中，相關工作人員利用可視化技術做地形圖整理，然后從中提取地形數據，再用CATIA做導入，這樣就可以完成地形模型創建，這樣就完成了三維地質模型創建工作，同時在相關工作臺的影響下，還可以完成地形數據導入，進而生成一定的地形云點，如果其中存在錯誤，可視化技術也可以將其中的錯誤內容刪除，這些都是可視化技術所帶來的好處[8]。由此可見，可視化技術已經成為地質勘探中不缺少的技術。

最后，在氣象預報中的應用（如圖4所示）。利用可視化技術能夠將數據轉化為圖像，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力大小與風走向等，氣象預報人員就可以根據圖像做出精準分析，需要了解氣象變化的人也能了解到現實情況，如果氣象條件惡劣，相關工作人員也可以及時做出工作調整，減少危險事件的發生。據不完全統計，可視化技術在氣象預報中的應用頻率高達100%，由此挽回的經濟損失高達13.2億元，可見，可視化技術在氣象預報中的應用十分有必要，因此，應重視可視化技術在氣象預報中的應用。

4 結語

通過以上研究得知，計算機圖形學、計算機視覺以及可視化技術三者各具特色，三者間也存在一定的關系，尤其是可視化技術綜合了前兩者的特點，并融合了其他技術，在很多領域中都有應用。可視化技術是現階段應用最多的一種技術，在計算機圖形學教學中也有應用，并發揮著不可替代的作用。本文分析了計算機圖形學、計算機視覺以及可視化技術的含義與應用，希望能為相關人士帶來有效參考，正確利用這些技術。

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