計算機視覺的原理范文
時間：2023-12-19 18:04:24
導語：如何才能寫好一篇計算機視覺的原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。
篇1
一、公立醫院的會計核算現狀分析
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
財務管理制度能否有效的執行與醫院財務人員的專業水平有著較大的關系，近年來，國家對醫院的投入力度也在不斷加強，不斷引進先進設備和人才，這樣的做法也是提高醫療科學水平的必經之路。所以，公立醫院應不斷加強財務人員的專業素質。及時組織財務人員進行教育培訓，當有新的財務政策出現時，單位應邀請相關學者或專家及時講解，使財務人員在自身教育方面上不落后，培養高素質的財務人員。公立醫院想要在市場經濟中穩定發展，就必須通過各種渠道不斷學習，不斷提高自身的文化素質，不斷豐富和完善自身的知識結構，這樣才能夠不被市場經濟所淘汰。學習新的財務知識和內容也能夠創新工作方法，提高工作效率。同時，會計核算人員應提高會計核算效率，節約整個團隊的人力成本，避免因為了加強教育和學習而給醫院帶來費用上的超支，從而得不償失。醫院也可適時的建立一些獎懲制度，提高財務人員工作的積極性和主動性。對于一些工作效率較高的、工作方法創新的員工，應提出獎勵制度。
篇2
關鍵詞：視覺原理；計算機視覺藝術；數字媒體；應用
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?，F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
[1]劉曉,王會霞.計算機視覺藝術在數字媒體領域的應用研究[J].互聯網天地,2015,07:21-24.
[2]叢婧.淺談計算機視覺藝術在數字媒體的應用[J].電子制作,2013,18:75.
篇3
關鍵詞：OpenCV；計算機視覺技術；三維模擬技術
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：
[1] 張?？?基于Opencv的人手識別與跟蹤定位技術研究與實現[D].昆明： 云南大學，2013.
篇4
關鍵詞：計算機圖形學；計算機視覺；可視化技術
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?？梢姡咧g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?，F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?？梢暬夹g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。
參考文獻：
[1]陳敏雅，金旭東.淺談計算機圖形學與圖形圖像處理技術[J].長春理工大學學報，2011（01）：138-139+146.
[2]柳海蘭.淺談計算機圖形學的發展及應用[J].電腦知識與技術，2010（33）：9551-9552.
[3]滑瑞朋.計算機圖形學的應用及研究[J].山西科技，2012（05）：37-38+45.
[4]劉濤，仲曉春，孫成明，郭文善，陳瑛瑛，孫娟.基于計算機視覺的水稻葉部病害識別研究[J].中國農業科學，2014（04）：664-674.
[5]關然，徐向民，羅雅愉，苗捷，裘索.基于計算機視覺的手勢檢測識別技術[J].計算機應用與軟件，2013（01）：155-159+164.
[6]許志杰，王晶，劉穎，范九倫.計算機視覺核心技術現狀與展望[J].西安郵電學院學報，2012（06）：1-8.
篇5
【關鍵詞】動態圖像序列;自動扶梯;客流量;測量
視頻處理技術的產生和發展使得其應用范圍越來越廣泛，在這之中，動態圖像序列處理技術因其在監控和管理方面的智能化特點，有著非常廣泛的應用前景，其在自動扶梯客流量測量分析方面的應用為保證大型場所中自動扶梯的安全性提供了保障，對其進行研究是有著非常重要的意義的。
一、自動扶梯與其客流量
自動扶梯的定義是，由一臺特種結構形式的鏈式輸送機和兩臺特殊結構型式的膠帶輸送機所組合而成的，用以在建筑物的不同層高間運載人員上下的一種連續運輸機械。其主要部件包括梯級、梯級驅動裝置、驅動主機、傳動部件、緊張裝置、扶手裝置、金屬結構、梯級導軌、上下蓋板、梳齒板、安全裝置和電氣控制系統等。自動扶梯具有連續性強，運輸量大的特點，在人流集中的場所有著廣泛的應用，比如在商場、飛機場、火車站、地鐵站以及一些大型的娛樂場所中都可以看見人們利用自動扶梯來達到移動的目的。
自動扶梯的工作流程為：自動扶梯的梯級鏈作為扶梯的核心部件，一系列的梯級與兩根牽引鏈條連接在一起，在按一定線路布置的導軌上運行即形成自動扶梯的梯路。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、曲線區段構成閉合環路。這一環路的上分支中的各梯級（也就是梯路）應嚴格保持水平，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機相連以獲得動力。扶梯兩旁裝有與梯路同步運行的扶手裝置，以供乘客扶手之用。扶手裝置同樣由上述電動機驅動。為了保證自動扶梯乘客的絕對安全，在扶梯的主要部件處還裝設多種安全裝置，當扶梯有發生意外的傾向時，電氣系統能及時的制停扶梯。
自動扶梯作為一種憑借運輸帶進行人員運輸的工具，在大型場所的人員運輸方面發揮著不可或缺的作用。當行人在自動扶梯的任意一端踏上梯級，就能被自動帶到自動扶梯的另一端。扶梯可以一直保持相同的行走方向，但是絕大多數的自動扶梯可以根據時段和人流的需求，由管理人員對其行走方向進行控制。
自動扶梯在實際應用中，由于乘客自身情況存在差異性，因此并不能保證自動扶梯的每節臺階上都能滿足理論上的人數設計，另外，在自動扶梯連續運轉時，也不能保證乘客都能準確站在臺階上。因此，自動扶梯的實際運送能力與理論水平還是存在一定的差距。因此，為了保證自動扶梯的安全性，就要采取一定的措施對自動扶梯的客流量進行測量和分析。
二、計算機視覺系統
隨著計算機技術的發展，計算機視覺研究的技術也越發成熟，目標檢查和跟蹤技術作為其中一個十分重要的部分引起了人們的廣泛關注。
人類通過多種感覺器官形成對外界環境的感知，而在這些感知信息中，絕大多數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，能夠在外界環境中實現信息的獲得，還能對獲得的信息進行處理、存儲和傳輸。而為了填補智能機器在這個領域中的空白，從而實現捕獲圖像并對圖像的屬性進行描述及理解的目的，計算機視覺這門學科便應運而生。
計算機視覺的原理就是利用成像系統來代替視覺器官作為輸入手段，利用計算機來代替人腦作為處理和解釋的系統，從而使計算機能夠實現如人一樣的功能，通過視覺上觀察到的事物和狀況來理解、解釋當前的事項，并依據視覺系統觀察到的不同狀況，自動做出適合當前狀況的處理。但是要想達到這個目標，是要經過長久努力的，因此，人們在實現最終目標之前，首先確立了一個中期目標，這個中期目標就是建立起一種視覺系統。此視覺系統能夠達到一定程度上的智能化，依據視覺敏感度和反饋完成一定的任務。自主車輛的直覺導航系統就是計算機視覺的一個重要的應用實例，然而，截止目前，還未能實現同人一致的對于任何環境都能進行識別和理解的能力，對于自主導航系統的實現還存在一定的差距?；诖耍藗冇謱⒀芯磕繕宿D向了高速公路上的道路跟蹤能力，從而實現視覺輔助駕駛系統的開發，避免車輛在行駛的過程中與前方車輛發生碰撞。
需要特別指出的是，在這種計算機視覺系統中，計算機在其中的作用只是代替人腦的作用，但并不代表計算機就一定要按照人類視覺方法來處理視覺信息。計算機在處理視覺信息時，還是應該依據計算機系統本身的特點來進行，但是人類視覺系統作為目前為止人們所知的、功能最為強大和完善的視覺系統，還是應該作為計算機視覺研究的指導方向和啟發方向。而這種由計算機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，被稱為計算視覺，也是計算機研究中一個重要的研究領域。
隨著人們逐漸步入信息時代，計算機技術廣泛滲透于各個領域。究其原因，主要是因為很多沒有經過專業計算機訓練的人也要使用計算機，同時，計算機隨著科學技術的不斷發展，其功能性也在不斷地增強。然而，這也相應為計算機的使用帶來了一定的弊端，比如，計算機的使用方法也變得越來越復雜，這就在一定程度上導致了人本身的靈活性與計算機使用時的死板要求形成了強烈的反差和矛盾。前者可以通過聽覺、視覺等各種感官知覺與外界進行信息交換，還可以通過大腦的處理，用不同的方式傳達相同的意義，而計算機卻只能依照之前編寫的程序語言來運行程序來實現運行的目的。因此，為了能方便更多的人應用復雜的計算機，就必須要通過一些有效的措施來改變從前計算機為主體，人去適應計算機的狀況，而應該以人為本，交換主體，讓計算機來適應其使用者的需求和習慣，以人的習慣為要求指向，讓計算機具有聽覺、視覺等能力。同時，計算機還需要具有一定的邏輯推理能力和決策能力。而這種計算機即智能計算機。智能計算機的出現，使計算機的使用更加方便和人性化，以智能計算機為基礎的系統也為各個領域的發展帶來了巨大的促進作用，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安全。
同時，在計算機視覺研究領域，運動目標的檢測識別和跟蹤技術一直都是一個熱點問題，其對識別精度和實時性要求更高，其算法的好壞會給結果的穩定性和精準度帶來直接的影響。而這些方法的實現都是基于動態圖像序列。
三、基于改進型Hausdorff距離的人體檢測
自動扶梯客流量的測量工作是極具現實意義的，通過對大型場所內自動扶梯的客流量進行測量，可以有效對客流量進行控制，提高人員和建筑的安全。而測量工作的實現是基于攝像頭獲得的動態圖像序列，并通過序列進而識別出人數和即時速度。為了能夠準確識別出自動扶梯上的各個人體，可以采用Hausdorff距離識別方法。這種方法即使在有光線問題或者遮擋問題導致人體特征現象發生時，也能完成對人體的識別。而Hausdorff距離模板又具有適應性強且計算量小的優點。但是在很多應用場合中，一旦被測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的點時，這種距離模板的匹配就不能達到令人滿意的效果。
Hausdorff距離的模板匹配及其缺陷
Hausdorff距離是用來描述兩組點集間相似度的量度，是一種集合之間的定義形式。若設A、B為兩個有限點集，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Hausdorff距離用于二值模板與圖像之間的匹配時，首先要計算這兩個二值圖像的距離變換。由（2）計算出有向距離，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的噪聲時，Hausdorff距離值也可能變得很大，從而造成目標物體不能被有效檢測。另外，當所測目標物因為光線的問題或者遮擋問題只有部分物體特征呈現出來時，Hausdorff距離的值也可能會很大，也就是說目標物體還是得不到檢測。
針對以上方法存在的缺陷，為了進一步提高此方法的穩定性，對（2）進行了改進，有相距離表示為：
從而通過對不同區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。
基于濾波的目標預測跟蹤
可以采用濾波器進行預測和跟蹤匹配位置中心點。此處濾波器將被用于匹配中心點在下一圖像中的位置，假設這兩個坐標之間不相關，則就可以實現對這兩個中心點的分別預測和跟蹤，極大提高了算法的執行效率。而在下一幀中檢測目標時，就可以縮小搜索范圍。這不僅使得該算法的執行速度得到了提高，還使之更適于自動扶梯客流量狀況測量的實時操作。
四、結語
自動扶梯客流量的測量對于扶梯的安全使用有著重要的意義，相信隨著科學技術的不斷發展和科研人員的不懈努力，在不久的將來，一定會出現更為方便、準確的測量方法，并在各個領域上得到有效應用，為計算機視覺系統的發展提供堅實的基礎。
參考文獻
[1]賢云得.機器視覺[M].北京：科學出版社，2004.
[2]張強.動態圖像序列中目標檢測與跟蹤技術研究[D].華北電力大學，2012.
篇6
關鍵詞：計算機技術；輪廓提??；視覺測量
計算機視覺測量技術是一種綜合技術，融合了光電子技術、計算機技術、圖像處理技術等多種技術。在對采集對象進行處理之后，就可以得到目標物體的幾何特征參數。想要得到準確的圖像，就必須重視目標物體的輪廓提取參數。在計算機視覺測量系統中，為了保障測量的精準度，選取合適的輪廓提取方法也是很重要的。邊緣檢測法是輪廓提取方法中主要的內容，該方法借助于空域微分算子，使圖像和模板完成卷積。邊緣檢測方法中的局部算子法，具有實現簡單、運算速度快等優點。梯度算子、Sobel算子、Roberts算子、canny算子，都是經典局部算子法。本文提出了基于灰度閾值法的原理，根據鏈碼跟蹤技術對輪廓信息進行存儲，實現圖像輪廓的提取。這種方法具有準確度高、穩定性好等優勢，在工程上的應用十分廣泛。
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，它能夠有效保障測量的精確度。由于計算機視覺測量圖像只含有目標和背景2類區域，應該利用閾值分析法對圖像進行分割。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。為了實現輪廓提取，將會掏空圖像內部的點。通過鏈碼跟蹤技術對輪廓的信息進行存儲，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：首先對原始圖像進行預處理，消除噪音后可以得到平滑的圖像。然后，對圖像進行閾值分割得到二維圖像。對二值圖像進行輪廓提取，就可以得到圖像的邊界點。最后，再根據跟蹤算法將輪廓存儲為鏈碼序列的形式。
2 圖像輪廓提取的關鍵技術
輪廓提取技術是計算機視覺測量技術中的重要組成部分，輪廓提取技術主要包括圖像預處理技術、閾值分割技術、輪廓提取技術和鏈碼跟蹤技術等內容。本文將具體介紹幾種關鍵的圖像的輪廓提取技術。
2.1 圖像預處理技術
通過光學成像系統產生的二維圖像經常含有各種噪音。為了提高計算機的視覺能力，增加計算機的分析和識別能力，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處理技術。圖像預處理技術能夠有效增加圖像的清晰度，是一種關鍵的計算機視覺測量技術。圖像的預處理技術是指在圖像輸入過程中對圖像進行處理，從而得到清晰圖像的技術。圖像的預處理技術的內容很多，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。對于一些比度比較小的圖像，就需要對其進行灰度變換。對于已經模糊的圖像，應該進行各種復原處理。對于失真的圖像，應該采用幾何方法來校正。
計算機視覺測量中的圖像預處理技術，能夠有效地提高圖像的畫面質量，讓圖像便于處理，更易于測量。圖像預處理的方法有很多，通常情況下，主要采用圖像平滑處理、圖像銳化處理、圖像邊緣增強等技術。
2.2 閾值分割技術
由于計算機視覺測量技術中只有目標和背景兩類區域，本文將采用單閾值法來分割圖像。閾值分割法在實施的過程中，先要確定分割閾值，再將分割閾值與像素的灰度進行比較。
閾值分割法的原理是：首先設定圖像的灰度區間在z的最大值和z的最小值之間。在該區間設定一個閾值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定為0，大于Z的像素新灰度值設定為1。經過這樣的閾值分割，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，在此基礎上，應該去掉一些冗余信息。但閾值分割法中最為關鍵的就是閾值z的確定，這是灰度值的突變點。本文將采用迭代法來確定閾值Z，根據灰度直方圖來確定初始閾值，將圖像分割為目標和背景，計算目標和背景灰度的平均值，可以利用循環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，便于實現，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和背景，分別求出目標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
通過對閾值分割后的圖像進行缺陷修補，還需要利用輪廓提取技術，最后才能得到圖像中目標的二維輪廓。本文將采用掏空內部點的方法對二維圖形進行輪廓提取。假定背景顏色為黑色，目標顏色為白色。當目標中有1個點為白色，這個內部點周圍的8個點都為白色時，就可以將這個點和它周圍8個點都刪除，把內部點全部掏空。
在二值圖像中，假設背景的灰度為0，目標灰度為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個像素均規定為1；如果其余相連8個像素為1，那么將把中心像素值改為0；除此之外，中心像素將一律設定為1。根據這樣的規則，就可以得到圖像的輪廓。
2.4 鏈碼跟蹤技術
鏈碼是一種改進的坐標序列存儲結構，鏈碼用指向中心像素P的8個方向來表示，每個方向都存在著45度的夾角。對于輪廓圖像來說，除了起始像素以外，所有的像素都可以用8個像素方向來確定。輪廓跟蹤是以鏈碼的方向來進行的，上一個輪廓點將會影響到下一個跟蹤點。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，將該點的坐標定位（x，y），進入步驟（2），如果掃描之后得不到輪廓點，那么進入步驟（4）。（2）按照鏈碼的方向來掃描當前與相鄰的8個區域，如果遇到輪廓點，用“-”設置停止掃描跟蹤，并記錄該店的鏈碼值，轉進步驟（3）；如果掃描過程中沒有遇到輪廓點，則設置結束跟蹤標志，將掃描點重新設置到起始點（x，y）坐標上，轉退步驟（1）。（3）用底色填充掃描輪廓點，將當前點設置為跟蹤到的輪廓處，轉退步驟（2）。（4）用“-”設置結束所有輪廓跟蹤。
根據上述步驟，不僅可以算出鏈碼序列，還能夠求出鏈碼序列中的坐標、方向，甚至能求出鏈碼的具體值。為了區別鏈碼序列中的不同輪廓，要使用特殊標志將它們分開。為了找出封閉輪廓的起始點，應先標出鏈碼方向序列，將輪廓結束標志最后標出。在自閉式輪廓跟蹤系統中，序列的記錄工作是根據輪廓線條順序進行的，這將大大方便后續輪廓處理工作。
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應關系，可以用數組的方法來解決解碼問題。對于X坐標的數組，可以將它們設定為X[8]，X[8]={1，1，0，-1，-1，-1，0，1}。對于Y坐標的數組，可以將它們設定為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，就會嚴重影響圖像的輪廓提取效果。利用20%的椒鹽噪聲影響一個花瓶圖像，在預處理環節對其濾波之后，會產生出圖像5（c）。以這種圖像為檢驗標準，對其進行輪廓提取試驗。同時，也可以利用Sobel，Robets，Canny等算子對該圖像進行邊緣提取試驗，將實驗得出的結構圖像，與輪廓提取試驗中得到的圖像相比較，可得到圖1。
根據圖1可以看到，Sobel算子、Robets算子、Canny算子在受到干擾的情況下，對圖像輪廓的提取效果不是很好，會出現斷線、噪聲等問題。而采用本文方法的輪廓則能保持較高的清晰度，這種方法適用性強，無噪音，未來必將會得到廣泛應用。
篇7
【關鍵詞】糧油；品質檢測；新技術；探究
一、糧油品質檢測評價新技術概況
糧油產品作為關乎國計民生的重要物資資源，如何保障糧油產品的安全，促進國民生活健康發展對國家安全有著重要意義，當前我國糧油安全問題較為嚴峻，以次充好、以假亂真的不法行為嚴重擾亂糧油市場的健康發展，同時更對居民生活構成嚴峻威脅。探索高效、便捷、準確的糧油品質檢測評價技術能夠較好的檢測出樣本的優劣水平，及時區分出產品的優劣，為糧油市場的有序發展以及居民食用糧油安全奠定基礎。傳統的糧油品質分析檢測技術較為落后，程序較為復雜難以滿足現代化生產的需要，例如在品質分析中由于人為性的主觀因素較強，難以對樣本糧油給出客觀準確的評價，而化學測定中又需要破壞大量糧油樣本，成本較高。所幸隨著傳感技術等新型科學的迅猛發展，借助于計算機視覺技術、電子舌技術和電子鼻技術等，糧油品質檢測評價實現了無損檢測，且具有極大的便利性和準確性，當前作為糧油品質檢測的新技術，這三種技術已經的到了廣泛的發展和運用，在糧油品質檢測中有著廣闊的發展前景。
二、三種新技術在糧油品質檢測評價中的應用
（一）計算機視覺技術的應用
通過計算機視覺技術對糧油品質進行檢測評價主要是針對糧油的色澤以及糧食的顆粒形態和紋理等進行外觀分析，由于在外觀評價中人工檢測的工作量較大，主觀性強，難以形成客觀標準，通過計算機視覺技術可以將圖形信息分析到極致，然后對比特征參數以獲得較為準確和客觀的品質評價結果。當前計算機視覺技術已經在糧油品質檢測評價中的到較為廣泛的運用，其中在對稻米的檢測中堊白、粒型、黃粒米率、整精米率、蛋白質含量、直鏈淀粉含量等品質指標已均能夠獲得較為精準的測量數據，測試精度滿足要求，從而為有效評價樣本品質提供了堅實的基礎數據。同樣利用計算機視覺技術對油脂進行品質檢測也是通過色澤判斷來完成評價，當前最主要的檢測方法為羅維朋比色法和重鉻酸鉀法，通過計算機視覺技術對油脂成像進行精細化處理，較好的重現油脂色澤并有效避免了人工檢測的主觀性，能夠準確分辨出油品等級，檢測誤差非常小。在糧油檢測中科學手段的不斷豐富發展，在對樣本進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檢測的可觀性和準確性。
（二）電子舌技術的應用
電子舌技術最早起源于上世紀80年代中期，是一種模擬動物味覺的一種設備，主要用于對液體味道的分析和識別。電子舌通過傳感器陣列對樣本做出相應并輸出對應信息，然后通過計算機系統對數據進行處理，再對比數據庫信息從而得出樣本味覺特征結果。在糧油檢測方面，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，這些物質具有敏感的感官刺激以及抗氧化性等特點，因此只需要通過電化學傳感器陣列進行直接分析即可過的糧油品質評價。根據最新研究成果顯示，通過電子舌已經能夠很好的區分不同類型的糧油和品質，這種裝置只需要將樣本糧油涂到改進了的碳層電極，然后放入不同的電解水溶液中觀測并收集其電化學反應獲得的電勢信號。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生的信號特征，進而達到鑒別、檢測、評價糧油品質的目的。該種方法在實驗中針對六種糧油和三種橄欖油進行了評價，實驗結果表明該方法在糧油品質評價上具有良好的區分度和較強的可信度。
（三）電子鼻技術的應用
電子鼻的應用原理基本類似于電子舌，都是通過傳感器陣列來達到模仿動物感官針對特定物品進行精確鑒別的一種電子裝備。而事實上電子鼻要遠比動物鼻子更加厲害，我們通過嗅覺知識判別出樣品的直觀氣味，對細微差別并不能做出客觀評價，而電子鼻則能夠通過氣味刺激來準確呈現樣品品質。當前電子鼻技術具有效率高、使用廣泛和準確性等方面的特點，在糧油檢測領域同樣發揮著重要作用。針對糧油的檢測電子鼻主要發揮著許多方面的作用，針對糧食品種主要有四種：一是對谷物霉變做出判斷；二是判斷谷物蟲害情況；三是對谷物品種以及其品質做出判別；四是對谷物存在的年限做出分析。而針對油脂產品主要是對油脂進行定性分析和質變分析，首先通過電子鼻對不同油品的氣味進行判別來區分不同類型和品質的糧油，如對橄欖油進行定級，判斷油脂摻偽情況等，這些信息都可以通過電子鼻得到準確反映。其次糧油質變之后會產生難聞的氣味嚴重影響糧油的品質，更會給消費者帶來嚴重的健康危害，利用電子鼻對氣味的區分技術來監控或者對糧油進行檢測，可有有效并及時發現油品的酸敗和異味的產生，從而對糧油品質做出準確評價。
三、結語
糧油品質的檢測和評價是一項復雜的工作，在對樣本進行評價過程中需要一定的客觀指標作為依據，信息技術的發展為糧油品質檢測評價提供了更加便捷和客觀的檢測方法，有效避免了人工檢查的主觀性影響，根據當前對計算機視覺技術、電子鼻和電子舌技術的不斷研究和探索，其在糧油檢測中也必將發揮著越來越重要的作用，為糧油品質檢測評價提供更加準確、客觀、可信的數據支持。
參考文獻
[1]胡桂仙，王建軍，王小驪，董秀金，朱加虹.糧油品質檢測評價新技術的研究進展及展望[J].中國糧油學報，2011（03）
篇8
【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?，F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。現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】
篇9
關鍵字：攝像機標定；幾何模型；傳統標定；自標定
1．引言
隨著圖像技術和計算機系統的發展，計算機視覺技術已廣泛進入人們生活的各個領域。攝像機標定技術作為計算機視覺領域的一個重要研究內容，主要用于機器人定位，工業控制，交通監管、三維重建等方面。計算機視覺中使用的攝像機一般為價格低廉的非量測CCD攝像機，這種攝像機內部參數不知或不穩定，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，對攝像機標定的精確度、穩定性以及實時性的研究顯得尤為重要。
2．攝像機標定的基礎理論
2.1攝像機標定的含義
所謂攝像機標定，就是從攝像機獲得的圖像信息出發，根據物體的空間三維信息和圖像中二維信息的對應關系，從而確定攝像機的成像幾何模型，模型的參數就是攝像機的參數。[1]即攝像機的標定過程也就是求解攝像機內外參數的一個過程，其中內參數包括焦距、光心、縱橫比、畸變系數等，外參數則由空間位置和方向，即旋轉矩陣和平移矩陣組成。
2.2.圖像坐標系、焦平面坐標系、攝像機坐標系和世界坐標系
如圖2-1所示，（）為圖像坐標系，以像素為單位；（）為焦平面坐標系，以實際物理長度為單位，O1為攝像機光軸與圖像坐標系的焦點，通常位于圖像的中心。兩坐標系間存在如下關系式：
（式2-1）
圖2-1 圖像坐標系與焦平面坐標系
攝像機的成像原理圖如圖2-2，攝像機坐標系和世界坐標系的關系可由3*3旋轉矩陣R和3*1平移矩陣t表示（見式2-2）。[2]攝像機坐標系和焦平面坐標系的關系表示為式2-3.
（圖 2-2 攝像機坐標系、世界坐標系和焦平面坐標系
2.3.攝像機幾何模型
攝像機的幾何模型是光學成像的幾何關系的簡化，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。空間中的任一點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。為圖像主點坐標，K為攝像機內參矩陣，為攝像機的外參矩陣。
2.3.2 非線性模型
實際應用過程中，特別是使用廣角鏡頭時，圖像上會產生畸變，線性模型此時便不能準確的描述成像關系。通常所說的畸變包括徑向畸變和切向畸變，一般情況下，徑向畸變的第一項就足以描述鏡頭畸變。[3]
徑向畸變： ，其
中，，為徑向畸變系數。
3．攝像機標定方法
攝像機標定技術已比較成熟，方法很多，但仍然沒有一種能夠普遍適用。攝像機標定技術主要可以分為三種：傳統標定技術、自標定技術和基于主動視覺的標定技術。
傳統的標定方法就是用一個結構形狀已知的物體作為空間參照物，通過圖像和空間點的對應關系確定攝像機模型，再根據優化算法獲得攝像機的參數。[5]具有代表性的方法有直線線性變換法、兩步法、張正友標定法等。
所謂自標定，就是不依賴于標定參照物，根據多幅圖像的幾何關系和攝像機內參數存在的約束實現標定。主要方法有基于Kruppa 方程的自標定方法，基于二次曲面的自標定法等。
基于主動視覺的標定需借助可精確控制攝像機運動的平臺，控制攝像機作特殊運動，獲得多幅圖像，建立攝像機模型，從而求解參數。常用方法有基于攝像機純旋轉的標定方法[8]、基于三正交平移運動的標定方法[9]、基于平面正交運動的標定方法[7]等。
3.1算法比較
傳統標定法需要基于特定的實驗條件（如特定的標定物），算法復雜，實時性差，但精度較高。
自標定法中常用的絕對二次曲線法受初值影響較大，雖然相對于傳統標定法較靈活，但魯棒性不足，對噪聲較為敏感。該方法主要用在對精度要求不高的場合。
基于主動視覺的標定法需要提供攝像機運動平臺，成本較高。目前的研究集中在如何減少對攝像機的運動限制的同時仍能線性的求解攝像機的參數。[6]
3.2改進算法
針對上述方法存在的不足之處，近年來出現了許多改進算法。例如：經典的兩步法標定過程中只考慮了徑向畸變，與實際情況不符，因而限制了標定精度的進一步提高；并且該法不能用平板標定塊一次標定，給實際應用帶來麻煩。文獻[10]提出了一種改進的Tsai兩步法，針對目前廣泛使用的面陣CCD攝像機，采用非線性模型，運用迭代法求解內外參數。該方法操作簡便，速度和精度上明顯優于經典的兩步法，但最終的迭代收斂條件仍需進一步研究。文獻[11]中提出了一種新的基于Kruppa方程的自標定算法，該方法簡化了Kruppa方程并確定目標函數，通過攝像機的三次線性無關的任意平移運動確定初值，然后用非線性優化目標函數法精化初值。該改進法大大提高了算法的魯棒性及標定精度。
另外，孟曉橋、胡占義的圓標定方法，吳毅紅等的平行圓標定方法等實用性和針對性強的方法也成為攝像機標定發展的一個方向。
4．結束語
攝像機標定技術越來越受到重視，無人機的導航，工業中工件測量、機器人輔助外科手術等很多領域都需要高精度、穩定、實時的標定結果，因此未來攝像機標定技術如何保證精確度的同時提高標定方法的魯棒性方面,還需進一步研究。
參考文獻
[1] 馬頌德，張正友. 計算機視覺――計算理論與算法基礎[M] . 北京:科學出版社,1998.
[2] 陳西.攝像機標定與三維重建研究[D].北京：北京化工大學，2007.6
[3] 高紅波.基于單視圖的攝像機標定及其應用[D].成都：電子科技大學，2009.5
[4] 劉振中，傅莉.攝像機標定研究[J].沈陽航空工業學院學報，2010，27（1）：43~47
[5] 蔡宇.3D重建中的攝像機標定和點云處理[D].長春：吉林大學,2009.4
[6]胡培成，黎寧，周建江. 一種改進的基于圓環點的攝像機自標定方法[J]. 光電工程, 2007, 34 (12) : 54 - 60.
[7]李華,吳福朝,胡占義.一種新的線性攝像機自標定方法[J].計算機學報,2000,23(11): 1121~1129
[8]R. Hartley. Self-calibration of stationary cameras [J].International Journal of Computer Vision,1997,22(1): 5~23
[9]S. D. Ma. A self-calibration technique for active vision system [J].IEEE Trans. Robot. Automat.,1996,12(1): 114~120
篇10
【關鍵詞】計算機視覺；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
工業生產中流水線技術已經成熟，但是機器的工作效率并不能使產品的合格率完全得到保障。我們需要將檢測裝置添加到流水線系統中，實現產品合格與否的信息反饋。通過檢測產品合格與否，不合格的收回改進，來進一步提高生產過程中產品的合格率。而且一個簡單的檢測裝置可以替代大量人工勞動，整體上提高生產效率和利潤。
屏蔽罩（框）是手機的重要部件，傳統的屏蔽罩在沖壓成型和超聲清洗過程中會導致個別產品的四邊平面度不達標（需小于0.1mm），屏蔽罩平面度的不達標會影響下一工序的包裝和焊接。因此公司需要一大批工人進行平面度人工目測和人工半自動包裝，生產效率較低，檢測+包裝約650片/人?小時）。
本項目擬研制一個自動檢測設備，用機器視覺檢測代替人工檢測，每臺機器可以替換4-5人，生產效率提高5-7倍。
1 總體系統設計方案
1.1 檢測平臺的搭建
首先根據需要對相機，鏡頭進行選型，合理搭配，要求圖像抓取效果要好。其次合理利用光學原理，給目標合適角度合適光照強度，能給相機抓取最優圖像。最后通過驅動設置相機參數進一步對抓取的圖像質量進行微調。
1.2 圖像處理
將相機抓取的圖像傳送到計算機利用計算機高效運算速度進行處理。
第一步：圖像預處理。顏色空間的轉換，顏色分量通道提取，圖像銳化，圖像平滑，圖像增強等，都在預處理范圍。這一步主要目的是增強目標區域，降低噪聲，削弱背景。
第二步：圖像分割。顏色區域提取，閾值提取，邊緣提取等。這一步目的在于將我們的目標信息進行降維處理，減少運算量。
第三步：特征統計，模板匹配。
2 待測物承載平臺的搭建
整個平臺由Basler acA2500 14gm相機和外部供電電源，亞克力板搭建的平臺，偉郎可調節紅色環形光源和光源控制器組成。
Basler工業相機性能上遠超普通相機，可以達到工業測量的高精度要求；亞克力板表面能夠保證較高平滑，這對于共面的檢測而言至關重要；可調光源可以根據環境變化給平臺進行任意需求量的補光，對于長時間工作的工業測量必不可少。
平臺的搭建要方便相機采集我們所關心的目標的最為清晰的圖像。利用光的折射性質，我們就讓光源、目標物和相機成一定角度，剛好光源的光照射到目標物上，發生反射后的放射光剛好射入相機內。這個時候感光片能采集到最為理想的圖像，對于后面的程序中的圖像預處理也是相當方便的。光源的強度調節能夠在光源相機固定后，改變相機采集到的圖像的亮暗程度，從而對目標景物進行適當的突出與削弱。
3 數字圖像處理
3.1 數字圖像處理軟件
數字圖象處理軟件的總體設計決定整個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量與決策的任務。
軟件設計主要內容：可視化界面布局設計、圖像處理和決策菜單、處理軟件框架編寫、編寫、各個按鈕功能實現和菜單功能編輯等。
功能菜單中包含：圖像預處理、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、Prewitt邊緣檢測、Robert邊緣檢測、Kirsch邊緣檢測、Laplace邊緣檢測；R轉G、R轉B、G轉R、G轉B、B轉R、B轉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換。
3.2 設計計算和校核
3.2.1 手機屏蔽罩邊緣與校準面縫隙計算
K=C*N
式中：K：縫隙寬度（mm）；N：縫隙寬度對應的像素個數；C：單位像素對應的實際尺寸（mm）
N=Imax-Imin
式中：N：縫隙對應的像素個數；Imax：縫隙最大處對應的縱坐標較大點的坐標值；
Imin ：縫隙最大處對應的縱坐標較小點的坐標值。
3.2.2 攝像系統的尺寸比例的計算
攝像系統的尺寸比例包括光源和目標物的距離，鏡頭和目標物的距離，相機內感光片和鏡頭間的距離，標準目標物的實際尺寸。
因為我們這里的鏡頭和相機完全擰合時，焦距為3m左右，而實際中需要的焦距為15cm。為了調整焦距，只能將鏡頭往外擰出3mm才能達到要求。但是這個時候，鏡頭出現向下偏折。這個時候利用理論方法計算存在較大誤差。我們用合格產品作為測量校準如圖，合格品側面厚度為1.2mm。采集多次數據，得出單位像素實際對應的尺寸值，然后作為標準值測量，如圖1。
圖1 用合格產品進行尺寸校準
1）攝像頭與目標距離的計算
攝像頭和目標物的距離在光源和相機固定后用直尺便可以測出。我們的平工后，測的的實際距離是200mm。
2）攝像圖片尺寸與實際尺寸比例的計算
攝像圖片尺寸和實際尺寸的比例有兩種方法可以求得：
方法一：將一個已經經過校準后的知道具體尺寸的物體放在目標物的位置上，采集圖像并計算對應尺寸的像素個數，便可以知道單位像素個數代表著實際尺寸的大小。
計算公式如下： C=L/N 式中：C：單位像素個數代表的實際尺寸大?。╩m）；L：物體的實際尺寸（mm）；N：在采集的圖像中，L對應的像素個數。
方法二：根據鏡頭的焦距，相機內感光片到鏡頭的距離和鏡頭到目標物的距離，然后根據光學原理進行演算，得出采集的圖像中一個像素對應的實際尺寸大小。
3.2.3 數字圖像處理算法的設計
數字圖像處理算法包括圖像預處理、圖像濾波、邊緣提取和最終決策。
1）圖像預處理算法的設計
（1）圖像銳化，效果如圖2
這里用目標像素點的灰度值與相鄰像素點進行差值運算，最后結果和0，255進行比較，不同結果進行不同操作。
（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 圖像濾波算法的設計
由于成像系統、傳輸介質和記錄設備等的不完善，數字圖像在其形成、傳輸記錄過程中往往會受到多種噪聲的污染。另外，在圖像處理的一些環節輸入的對象不理想時也會在結果圖像中引入噪聲。
它們常常表現為一些較強視覺效果的孤立象素點或者是象素塊。破壞圖像的正確性。通過圖像濾波能很好地保護圖像目標的形狀、大小及特定的幾何和拓撲結構特征。
本項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 邊緣提取算法的設計
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
代碼實現如下；
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
通過一系列的計算之后，決策將對計算結果進行判斷，得出手機屏蔽罩是否合格的結論，并通過亮燈來顯示結果。
4 視覺檢測系統測試數據
通過選擇合格樣品進行多次測量（如圖6），我們就可以建立一個標準。樣品與相機距離保持一致，鏡頭保持焦距不變，這個時候合格樣品在檢測中的數值為164px，而樣品在合格情況下，這個像素值對應2.4mm。
因此，單位像素對應實際尺寸大小為2.4/164=0.0146341mm。
那么，不合格樣品1號（如圖7）的誤差為（191-164）*0.0146341=0.395mm，即不合格樣品1號，邊角不共面而且偏差為0.52/2=0.1975mm。
5 結束語
機器視覺用機器代替人眼來做測量和判斷，不僅提高了準確性還提高了效率，這在已經成為全球制造業的加工中心的國內市場，特別是高要求的零部件加工及其相應的先進生產線越來越有存在意義。本設備作為這方面的一個產品，能夠真真切切的為相關公司帶來顯著的經濟效益。
【參考文獻】
[1]徐貴力，毛罕平，胡永光.基于計算機視覺技術參考物法測量葉片面積[J].農業工程學報，2002，01：154-157+3.
[2]孔斌.人類視覺與計算機視覺的比較[J].自然雜志，2002，01：51-55.
