计算机视觉的应用方向精选(九篇)
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第1篇：计算机视觉的应用方向范文
近年来，经济的发展和人们生活水平的提升也使得人们的出行更加便捷，越来越多的人都是自己驾车出行，这样导致公路上的交通流量不断增加，如何保障交通的顺畅性和安全性成为人们关注的重点问题。信息技术的发展推动了计算机视觉技术的出现，为交通安全性的提升提供了一定的保障。本文主要对计算机视觉技术进行分析，进一步探讨计算机视觉技术在智能交通系统中的应用。
【关键词】计算机 视觉技术 智能交通 系统 应用
智能交通系统简称ITS，这是一种新型的交通管理系统。该系统主要结合了信息化技术、计算机技术以及数据传输技术等多种技术，用来对整个交通运输体系进行管理，可以实现人、车、路的全面监控和管理。计算机视觉艺术作为智能交通系统中的一个重要环节，受到相关工作人员的高度重视。随着计算机视觉技术的发展，不仅为交通行业的发展提供了更多的便捷，同时还能够筛选道路交通的各种信息，进一步增强了智能交通系统的灵活性和准确性。
1 计算机视觉技术的概述
计算机视觉也被称为图像分析和图解理解，其包括的理论主要有摄影几何学、概率论、图像处理理论以及人工智能理论等部分。计算机视觉技术主要是用二维投影图像实现三维物体重构。这种技术的应用范围比较广泛，不仅应用于二维图像识别方面，同时还用于三维物体的识别和重建上面。通过计算机视觉技术能够获取专业化的三维信息，对三维信息的获取一般有两种方法，其中一种是直接获取法，还有一种是间接获取法。直接获取法主要是通过计算机视觉技术的效果来确定三维运动中产生的各种参数，这一过程对摄像机运动问题的关注程度较高；间接获取的方式就是将单幅图像和摄像机焦距相结合，来判断被测量位置视觉上的信息。计算机视觉技术的关键就是实现特别匹配，在特殊情况下可以利用不同的摄像C同时收集运动信息，从而提高相关控制的精确度。
2 计算机视觉技术在智能交通系统中的应用
计算机视觉技术在智能交通系统中的应用可以实现道路交通的监控，同时还能够实现自动收费、智能导航等功能，主要应用有以下几个方面的内容。
2.1 交通监控中对计算机视觉技术的应用
基于计算机视觉技术的交通监控系统主要分为三个步骤，首先是对车辆和行人进行跟踪和分割，其次是对车流量进行分析和计算，并且计算车辆的平均速度和道路上车辆的队列长度，最后根据道路的交通状况来规划形式线路，从而有效缓解道路交通拥堵的现状，方便人们减少出行时间。车辆和行人作为道路中运动的主要目标，在监控场合下，需要对运动时间进行有效分割，常用到的分割方式包括光流法和帧差法两种，其中前一种分割方式主要是依据图像中不同的运动用映射参数正确的表达，这样可以将具有同样映射参数的光流量进行分配，从而完成参数分割。计算机视觉在交通监控中的应用主要是对车辆速度、车辆数目、车辆分类进行检测。随着计算机通信技术的发展，计算机视觉技术也是日新月异，基于计算机视觉的交通监控系统具有较强的实时工作性，能够快速的适应高度公路以及城市道路交通的监控。
2.2 车辆导航中对计算机视觉技术的应用
实现车辆的智能导航是计算机视觉技术在智能交通中应用的典型案例。这种技术主要为驾驶人员提供道路信息和车辆运行状况两大信息。通过车辆智能导航系统的运行能够对道路两边的界限进行有效的识别，将车辆引向规定的行驶车道，在车辆行驶过程中，该系统能够自动检测车辆与前方其他车辆之间的距离，从而提醒驾驶人员保持车辆的安全距离，最终实现安全导航驾驶。通过该系统的摄像机运动能够识别其他车辆的行驶状况，并且通过计算检测点的方式计算车辆的模拟匹配点。车俩智能导航系统中就使用了计算机视觉技术，可以从中提取相关信息，计算车辆行驶的安全距离和速度。
2.3 计算机视觉技术用于车辆辅助驾驶
计算机视觉技术在车辆辅助驾驶中的应用主要是帮助驾驶人员对外界的变化做出反应。具体表现为车辆在市内行驶时，计算机视觉技术的应用能够识别周边道路的标记，并且对交通标志、其他车辆和行人进行识别，然后筛选相关信息进行计算，让驾驶人清楚外界的具体状况，从而避开其他的车辆和行人，能够从根本上减少交通事故的发生，增强车辆的安全运行。辅助驾驶的形式转变为人机交互的方式，一定程度上能够满足驾驶人员对信息的需求。
2.4 计算机视觉技术用于车辆智能收费
车辆收费是车辆在公共交通位置行驶中的一个关键环节。随着科学技术的发展，车辆收费系统逐渐向着计算机技术的应用方向发展，计算机视觉技术在各地区交通发展中的应用是现代化交通发展的一个重要突破口。很多地区的智能化收费都是通过识别车牌的方式来实现收费，我国在车牌识别这方面仅仅限制于单目车牌和双目车牌的识别，其中单目车牌识别的核心就是将车牌照位置作为核心部分，我国大部分地区都是将单目系统作为核心部分来使用。采用双目系统对车牌进行识别，也可以对车辆的型号进行识别，通过大量的实践发现，双目系统进行车牌识别的实用性较强。但是这种识别方式在实际应用过程中仍然存在着信息获取难度大、车牌照定位难度大等多种问题，尤其是车辆在高速路上行驶时，对于车牌信息的获取更为困难，因此，在这方面还需要加大研究和实践。
3 结束语
随着计算机视觉技术的智能化发展，其在智能交通系统中的应用能够解决多方面的问题。该技术的应用不仅能够实现车辆的实时监控，同时还能够实现车辆导航以及车辆收费，帮助驾驶人员识别车辆行驶中存在的障碍物，这样一来，可以增强车辆行驶的安全性，同时还能够提高我国道路交通系统的整体管理水平。但是该技术应用中也存在不足之处，未来发展中需要降低视觉系统的价格，减少系统的尺寸，从而增强系统对车辆信息的处理速度，最终实现对道路交通的全面监测。
参考文献
[1]王春波，张卫东，许晓鸣.计算机视觉技术在智能交通系统中的应用[J].测控技术，2000（05）：22-24.
[2]郁梅，蒋刚毅，郁伯康.智能交通系统中的计算机视觉技术应用[J].计算机工程与应用，2001（10）：101-103+121.
[3]顾晶. 基于计算机视觉的智能交通监控系统的研究[D].东南大学，2006.
[4]谢萍萍，黄传春.计算机视觉技术在智能交通系统中的应用[J].福建电脑，2008（10）：77+133.
第2篇：计算机视觉的应用方向范文
物体为什么会呈现出人们所看到的视觉效果?经过多重反射后，光线将怎样变化?如何让计算机把真实世界里的物理原理数字化表现出来?这些都是松下康之在微软亚洲研究院工作时要思考的问题，摄像机拍摄出的画面抖动看不清怎么办?松下康之也遇到过生活提出的小挑战。
松下康之用研究员的“专属语言”解释道，“低层视觉研究”和“满帧视频稳定技术”可以很好地回答和解决上面问题。“这也正是我所从事的两个研究方向：一个是光度学，另一个是视频分析，”微软亚洲研究院视觉计算组主管研究员松下康之说，“两者之间并没有十分紧密的联系，但这也正是有趣的地方。”
从东京大学的博士到微软亚洲研究院实习生、从日本东京到北京的希格玛大厦、从电气工程学专业到以物理学为基础的计算机视觉和视频分析与合成。事实上，这种“毫无关系”所带来的惊喜与巧合也贯穿于松下康之的经历之中。于是，松下康之给记者讲述了一个充满偶然与必然、选择与坚持的故事。言语间，流露出日本文化的严谨、美国式的活泼和与在微软亚洲研究院的中国研究员一样的亲切与随和。
邂逅未来
微软亚洲研究院院长洪小文曾说过：“创新更多的是意外”。而松下康之与微软亚洲研究院的缘分，正是充满着这种“必然的意外”。
在东京大学读书的时候，松下康之本科、硕士、博士的专业方向都是电气工程。那时，松下康之已经研究了智能交通系统。“但是，我意识到自己想做一些更加基础的研究，并且希望可以把这些研究应用到不同的事情上。”在博士毕业前两年，松下康之就发现了自己对计算机视觉领域的浓厚兴趣。而电气工程与计算机科学联系紧密，计算机系统结构和软件都有学习，所以对于松下康之来说，从电气工程转到计算机视觉并不是一个很大的跨越。
2002年，当时松下康之还在读博，在一次国际性的计算机视觉大会上，他见到了时任微软亚洲研究院副院长的沈向洋，“我之前就认识他，还知道他在计算机视觉领域非常有名。我希望能有机会与他一起工作，学到更多东西。”于是，松下康之向沈向洋毛遂自荐，“意外地”成了一名微软亚洲研究院的实习生，经过4个月的实习生活之后，松下康之发现自己已经喜欢上了这里的研究环境和生活，就这样，在微软亚洲研究院的工作开始了。
如何用科技来解决实际问题，从而改变更多人的生活，一直是微软亚洲研究院的初衷。生活也不断地给松下康之带来灵感和意外的收获。
其中，“满帧视频稳定技术”的“诞生”就源于松下康之的婚礼――用手持的摄像机拍摄的婚礼画面是摇晃的，看起来很不舒服，新婚妻子对婚礼录像效果很不满意，松下康之就想通过研究解决视频颤抖的问题。“现有的数字影像镶嵌技术可以对画面进行稳定性处理，但如果物体移动，这种在场景固定的情况下才能实现的方法就不可行了。而通过‘满帧视频稳定技术’，丢失掉的像素被自然的补充上了。”同理，还可以去除覆盖在视频上的文字、镜头上的污点，来补上丢失的像素。
科技的光影魔术
“视频分析在不久的将来将变得更加重要，因为图像和视频的界限已经越来越模糊，我相信最后一切都将变成视频。”松下康之对记者说。
微软亚洲研究院的计算机视觉包括：高层视觉(如人脸识别技术)和低层视觉(如光度学，即研究光线与物体的相互作用)，松下康之的研究方向属于后者。
“光度学也非常重要，因为如果我们不明白‘低层’上发生了什么，就无法在‘高层视觉’研究上取得突破，所以‘低层视觉’研究是非常基础的。如果“低层视觉”发展了，那么“高层视觉”也会随之发展。”
虽然是“肉眼”难以察觉的变化，但是松下康之却给记者描述了光度学形象的应用――3D复原和现实物体数字化。而要实现上面的两项应用，很明显需要比普通人更特别的“视力”。
“计算机视觉里有一个传统的方法，叫多视角立体视觉法(multi－view stereo)，通过不同视角拍摄的图片我们可以重现3D，但不能做细节的重现；还有另一种方法，叫立体光学法(photometric stereo)，摄像机和物体都是固定的，但是光线是变化的，如果移动光源就可以得到物体的不同观察值，通过观察值可以得到表面方向(surface orientation)。”
前者可以得到整体的形状，但却无法得到细节，而后者不能给你整体的形状，因为它只能给你表面方向。如何把两个技术的优点结合起来得到最真实的3D图像呢?
“我们考虑如果把一个持续光源固定在摄像机上，这样我们就可以同时移动光源和摄像机。”于是，松下康之和他来自东京大学的实习生一起做出了看起来与普通家用数码产品没有太大差别的“3D摄像机”。“这个3D摄像机的相关的配件在市场上很容易就能买到，手持永远是简单的，人们不会想要拿着一个庞然大物。”松下康之向记者介绍研发背后的原因。
文化熔炉
作为美国电气电子工程师协会2009年计算机视觉与模式识别国际会议(CVPR)和2009年计算机视觉国际会议(ICCV)的区域主席、著名期刊International Journal of Computer Vision(IJCV)和Computer Vision Applications(CVA)的编委，松下康之坦言，微软亚洲研究院对研究员在专业领域的自由交流的支持，使得研究员对自己的研究领域“看得更远、更透彻”。
“通过这些职务，我对研究方向有了更高的认识，这种视野能够帮助我决定今后什么样的研究更有价值。此外，我能够认识计算机视觉界的很多人，这是另一个收获。”松下康之笑着说。
第3篇：计算机视觉的应用方向范文
关键词：计算机视觉；案例推理；图像处理；图像描述
中图分类号：TP391.41 文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)04-11102-03
1 引言
基于案例推理(case-base reasoning)是人工智能中正不断发展的一项重要推理技术。基于案例推理与类比推理方法相似，案例推理将旧经验或教训转换为知识，出现新问题时，首先查找以前是否有相似的案例，并用相似案例解决新问题。如果没遇到相似案例的,经过推理后解决新问题的方法，又会成为新的案例或新经验，下一次再遇到相同问题时，就可以复用这些案例或经验。
这与人遇到问题时，首先会用经验思考解决问题的方式相似，这也是解决问题较好的方法。基于案例推理应用于工业产品检测或故障诊断时具有以下特点：
CBR智能化程度较高。利用案例中隐含的难以规则化的知识，以辅助规则推理的不足，提高故障诊断系统的智能化程度。
CBR较好解决“知识获取”的瓶颈。CBR知识表示以案例为基础，案例的获取比规则获取要容易，大大简化知识获取的过。
CBR求解效率较高。是对过去的求解结果进行复用，而不是再次从头开始推导，可以提高对新问题的求解效率。
CBR求解的质量较高。CBR以过去求解成功或失败的经历，可以指导当前求解时该怎样走向成功或避开失败。
CBR持续不断的学习能力，使得它可以适应于将来问题的解决。
所以基于案例推理方法正不断应用在产品质量检测和设备故障诊断方面，并取得较好的经济效益。为了产品检测和设备故障诊断中，更为智能化，更容易实现现场检测和诊断，计算机视觉技术起到很大的作用。
计算机视觉是研究用计算机来模拟人和生物的视觉系统功能的技术学科，使计算机具有感知周围视觉世界的能力。通过计算机视觉，进行图像的获取预处理、图像分割与特征抽取、识别与分类、三维信息理解、景物描述、图像解释，让计算机具有对周围世界的空间物体进行传感、抽象、判断的能力，从而达到识别、理解的目的。
计算机视觉随着科学技术发展，特别计算机技术、通信技术、图像采集技术、传感器技术等，以及神经网络理论、模糊数学理论、小波的分析理论等计算机视觉理论的不断发展和日趋成熟，使计算机视觉从上世纪60年代开始兴起发展到现在，取得快速发展，已经从简单图像质量处理发展到围绕着纹理分析、图像编码、图像分割和滤波等研究。图像的分析与处理，也由静止转向运动，由二维转向三维，并主要着眼于对图像的识别和理解上，也使计算机视觉的应用领域更为广泛，为案例推理中运用计算机视觉打下基础。
2 案例推理系统的主要关键技术
（1）案例的表示与组织
案例的表示与组织即是如何抽取案例的特征变量，并以一定的结构在计算机中组织存储。如何将信息抽取出特征变量，选择什么语言描述案例和选择什么内容存放在案例中，案例按什么组织结构存放在存储器中，这关系到基于案例推理方法的效率，而且对于案例数量越来越多，结构十分复杂的案例库，尤其重要。
（2）案例的索引与检索
案例的索引与检索即是为了查找最佳相似案例，如何建立案例索引和相似度算法，利用检索信息从案例库中检索并选择潜在可用相似案例。后面的工作能否发挥出应有的作用，很大程度上依赖于这一阶段得到的案例质量的高低，因此这一步非常关键。
（3）案例的复用和调整
案例的复用即是如何根据旧案例得出新解，涉及到找出案例与新问题之间的不同之处，案例中的哪些部分可以用于新问题，哪些部分不适合应用于新问题的解决。而复用还分案例的结果复用，案例的求解方法复用。
（4）案例的学习
案例的学习即是将新解添加到案例库中，扩充案例库的案例种类与数量，这过程也是知识获取。此过程涉及选取哪些信息保留，以及如何把新案例有机集成到案例库中，包括如何存储，如何建立索引等等。
针对案例推理的关键技术，根据检测和故障诊断系统的特点，计算机视觉主要解决如何将产品图像输入系统，如何将产品图像特征进行抽取和描述，如何区别产品不同之处。以便案例推理系统进行案例建模，确立案例的表示形成和案例相似度的计算。本文主要从计算机视觉如何运用在案例推理系统进行探讨。
3 产品输入系统
产品输入系统在不同产品类型和生产环境可能有不同之处，主要应有传感器单元和图像采集单元。如图1。
图1 产品输入系统结构
传感器单元主要判断是否有产品存在，是否需要进行图像采集，是否继续下一个产品图像的采集。这简单传感器可使用光电开关，配合光源，当产品经过时，产品遮挡住光源，使光电开关产生一个0值，而没有产品经过时，光电开关产生相反的1值，系统通过判断光电开关的值，从而判断是否有产品。
图像采集单元简单地说是将产品拍摄并形成数字化图像，主要包括光源、反射镜、CCD相机和图像采集卡等组成。光源和反射镜作用主要使图像中的物体和背景之间有较大灰度。CCD相机主要是拍摄设备。图像采集卡主要是将图像数字化。通过传感器判断有产品后，光源发出的光均匀地照在被测件上，CCD相机拍摄，拍摄图像经过图像采集卡数字化后输入存储设备。存储设备即为计算机硬盘。存放原始图像、数据、处理结果等。
这是案例推理系统的原始数据,是图像处理、图像特征抽取描述的基础。
4 图像处理
在案例推理系统中，需要对案例的组织和案例建模，案例的组织即案例的表示，相对计算机而言，即图像特征的抽取，即某图像具有与其它图像不同之处，用于区别其它图像，具有唯一性。同时，又能完整地表示该图像。所以案例的表示要体现案例的完整性、唯一性、操作容易性。
图像中有颜色区别、又有物体大小之分以及图像由不同的物体组成。如何表示图像，或说图像内部包含表示的本质，即图像的描述。根据图像特点，确立图像案例的表示，以图像的像素、图像的数字化外观、图像物体的数字组成等属性。这需要对产品输入的原始图像进行处理。
在计算机视觉技术中，对原始图像主要进行图像增强、平滑、边缘锐化、分割、特征抽取、图像识别与理解等内容。经过这些处理后，输出图像的质量得到相当程度的改善，既改善了图像的视觉效果，又便于计算机对图像进行分析、处理和识别。具体工作流程如图2所示：
图2 计算机视觉的任务与工作流程
图像预处理是将产品的数字图像输入计算机后，首先要进行图像的预处理，主要完成对图像噪声的消除以及零件的边缘提取。预处理的步骤为：图像二值化处理；图像的平滑处理；图像的边缘提取。
图像二值化处理主将灰度图形二值化的关键是阈值的选取，由于物体与背景有明显的灰度差，可以选取根据灰度直方图中两峰之间的谷值作为阈值来分割目标和背景。
图像的平滑处理技术即图像的去噪声处理，主要是为了去除实际成像过程中因成像设备和环境所造成的图像失真，提取有用信息。
图像边缘提取是为了将图像中有意义的对象与其背景分开，并使之具有某种指定的数学或符号表达形式，使计算机能够理解对象的具体含义，检测出边缘的图像就可以进行特征提取和形状分析了。可采用多种算法，如采用Sobel算子提取边缘。
图像预处理是为下一步的特征描述打基础，预处理的好坏直接影响案例推理的结果和检测诊断的效率。
特征提取是对图像进行描述，是案例建模关键，案例建模是根据案例组织要求抽取图像特征，是建立案例索引和检索的关键。如果图像没有特征，就谈不上进行检索。图像特征可通过图像边界、图像分割、图像的纹理等方法，确定图像特征，包括是什么产品、产品形状大小、产品颜色，产品有什么缺陷、产品缺陷在什么位置等特征，根据这些图像特征进行描述，形成计算机中属性值，并从数据库查找相应信息资料，从而确定产品之间的关系，相似度，也就是案例推理的方向。
5 系统的检索
根据案例推理原理和相应算法，建立案例推理系统模型，如图3所示。
图3 案例推理系统
对话系统：完成人机交互、问题描述、结果显示和系统总控制。
案例库系统：由案例库及案例库管理系统组成。
数据析取系统：对各种已有的源数据库的数据通过转换而形成所需的数据。
多库协同器：根据问题求解的需要，按照一定的数据抽取策略，完成问题求解过程中对模型库系统、方法库系统、知识库系统和数据库系统等资源的调度与协调。
知识库系统：由产生式规则组成，这些知识包括专家经验和以规则形式表示的有关知识，也可以是数据挖掘结论，支持案例检索、案例分析、案例调整等。 模型库系统：由模型库、算法库、模型库管理系统组成。完成模型识别和调用，并把结果综合，送入对话系统显示，作为补充信息供案例检索、调整使用。
数据库系统：存放待决策支持的所有问题，并完成其维护与查询等功能。
由于系统主要应用产品的现场实时检测监控或故障诊断，所以系统的检索时，也必须输入检索值，即输入现场产品的图像，在通过产品预处理、图像的二值化、分割和边界处理后，进行图像特征描述，根据图像描述进行分类识别。根据案例推理的算法检索案例库中，是否有相似的案例。即确定相似度。相似度确定主要由案例推理的算法确定，如贴近分析法。确定相似度最大作为结果，并将案例的解输出，给相关控制系统进行决策。如产品质量检测，确定产品质量是否合格，是否有不合格产品，不合格产品是什么原因造成，故障源是什么，如何解决和排除故障，等等。
6 结论
案例推理方法有效地解决计算机视觉技术中图像检索问题。对提高图像检索的效率和准确度提供了平台。
计算机视觉技术也为案例推理系统实现产品现场实时检测、监控、诊断提供技术支持。计算机视觉技术现场的数据采集、处理为案例推理打好基础。
两者的结合设计的系统适用范围很广，只要产品需要进行质量检测、监控，或设备需要进行故障诊断和维护，都可以适用。
系统提供的实时检测、监控和诊断功能，提高企业的生产效益，降低了生产成本。
参考文献：
[1]（美）桑肯（Sonka,M）.图像处理分析与机器视觉[M].人民邮电出版社.
[2]王宏等译.计算机视觉[M].电子工业出版社.
[3]蔡建荣.自然场景下成熟水果的计算机视觉识别[J].农业机械，36(2)：61-64.
[4]王宇辉.基于计算机视觉的锥体零件尺寸在线检测算法[J].重型机械，2005,2：4-6
[5]骆志坚.基于计算机视觉检测技术自动计数系统的研究与应用[J].仪表技术与传感器,2005,3：41-43.
[6]左小德.贴近度分析法在案例库推理中的应用[J],南大学学报(自然科学版)，1997，18(1):21-26.
[7]姜丽红.案例推理在智能化预测支持系统中的应用研究[J].决策与决策支持系统,1996,6(4):63-69.
第4篇：计算机视觉的应用方向范文
农业机械化不仅是人类的解放，解放劳动力。这些年轻的劳动力投入到其他领域，促进中国的经济发展可以提高农业生产的效率，优化操作质量和增加作物产量，有利于农业发展和农民收入，因此，今后应重视先进技术的推广，提高农业机械化水平。目前农业机械的使用，一些机械在使用过程中不能清楚地确定作物的位置，机器在关闭过程中很容易错过，所以利用新技术在农业机械有利于弥补农业机械的脆弱性，提高机器的运作效率。
目前，高新技术的应用范围扩大，农业机械行业也开始使用高新技术，引入计算机视觉技术、自动控制技术、信息网络技术、人工智能技术、机器人技术和液压技术在农业机械的应用现状。
2 农业机械的应用技术
2.1 农业机械的应用计算机视觉技术
农业机械的应用计算机视觉技术，主要是利用计算机视觉技术在农产品质量、品位等农业产品检查，是基于图像处理，计算机视觉的学科，主要是视觉信息处理理论。表达和计算方法研究，近年来，图像处理，计算机硬件和软件，等可视化仿真技术的逐渐发展计算机视觉技术的使用功能也扩大，计算机视觉技术是用来检查农产品的质量不仅是现阶段和分级产品还用于收割、种植等。
2.2 农业机械的CAD技术
CAD技术在我国已广泛应用于机械工程设计制造从上个世纪60年代，我国40多年后独立研究开发和推广应用。但由于我国机械工程设计CAD系统的开发过程的社会主义改革开放的影响，以便后期的完美程度我国机械工程设计CAD系统程度的效率和其他性能大大受到限制，相对于我国的国外机械工程设计CAD系统仍处于较低水平。
2.3 农业机械的信息网络技术
信息网络技术在农业机械中的应用非常成功，信息网络技术和地理信息系统，结合自动化技术等技术，可以监测作物和土壤的农业生产，也可以生产作物的发展，植物病虫害，和实时监控等等，然后依靠定位系统和地理信息系统来完成现场操作。
农业机械、机器人技术应用、信息网络、计算机视觉、自动控制技术的融合。目前，已经开发了采摘机器人，嫁接机器人，机器人除草，施肥机器人喷涂机器人，等。对肥料和喷涂机器人的使用，可以避免肥料、杀虫剂和其他化学品危害人体，达到改善环境的目的。目前虽然我国机器人技术落后于发达国家，取得了一些就，但由于现代机械机器人的购买成本非常高，所以这项技术并没有得到普及。
在农业机械的设计、制造和测试，虚拟现实技术具有非常广阔的发展前景，利用虚拟现实技术建立三维模型的农业机械设计师不仅可以了解每一个部分的质量，也可以完全满足的每一部分的运行性能三维农业机械模型具有很高的精度，和农业机械制造商大规模生产的计算机数据的基础上。
在虚拟制造系统中，虚拟现实技术的基础，虚拟制造系统是由多种学科知识，利用计算机技术综合建模、仿真、生产、制造汽车。与此同时，虚拟制造系统还可以制定合理的产品检验和测试程序。目前，虚拟制造技术应用范围广泛，涉及开始工装及模具生产设备，和其他领域，可以在生产部门系统，在这一过程中完成建模、修改、分析和优化的四个工作。此外，虚拟现实技术用于柔性制造系统和计算机集成制造系统的设计。
2.4 人工智能技术
近年来，全球高端技术获得了农业机械在农业的快速发展，管理，挖掘和采摘等实现智能化，使用人工智能技术研究和开发的激光拖拉机、内部导航设备，等等，可以拖拉机的方向和具置测量，并通过建立计算机数据库将记录相关数据，使用数据库了解排水位置、土壤湿度、等等。了解土地信息后，制定合理的土地种植方案，计算机化化肥消费，数量的农药和种子。
3 先进技术的应用在农业机械化操作的保障措施
得到更好的应用程序为了促进先进技术，提高农业机械化水平，未来应该完善的技术推广体系，提高农业机械化水平，促进农业生产和发展。完善的技术推广体系，高度重视农业技术推广，建立试验示范基地，发挥作用的指导，让农民参观和学习。让他们意识到农业机械设备的重要作用，加强农业机械化的意识，接受和使用机械设备，技术推广和培训活动。让广大农民掌握农业机械和设备的使用，提高思想认识和应用技能、农业机械和农业技术应用于农业生产。
构建技术环境，当地政府应该高度重视农业机械和农业技术推广的作用。提高思想认识，加强规划和指导，增加资本投资，培训专业人才，创新工作方法，对许多人来说，完善的技术推广体系，认真履行职责，并扩大先进技术的影响。完善法律法规，充分利用其在技术和人才优势，重视技术的宣传和推广活动，增强服务意识，扩展广泛的服务渠道，更好的满足实际工作的需要，对农业技术的发展，为推广农业机械和设备创造便利。
4 农业机械新技术的发展
农业机械新技术的应用和发展是为了提高农业的生产力服务，所以农业机械新技术的发展主要是以下几点：
首先，加快新技术的使用和推广。科学技术是第一生产力，加快计算机视觉技术、自动控制技术和智能技术等新技术在农业机械的使用，同时引进国外先进的机械、新技术，促进我国农业的发展，提高农业的生产效率具有重要意义。
第二，政府补贴。购买新机器的个人组织生产、资本压力，使得他们很难机械技术推广，所以对于农业机械推广使用新技术，政府将给予补贴材料，扩大新机器的使用。
第三，提高农业资源的利用效率。机械使用以提高农业生产的效率，提高农业资源的利用率。例如，在传统的农业生产过程中，和处理农作物秸秆，绝大多数情况下燃烧，不仅浪费资源，还污染空气。但农业机械的使用新技术的农作物秸秆粉碎加工、作物秸秆可以转化成脂肪不仅材料，提高农业资源的使用效率，也减少了空气污染。
第5篇：计算机视觉的应用方向范文
关键词：印制电路板；图像处理；机器视觉；PCB裸板；自动光学检测；缺陷检测 文献标识码：A
中图分类号：TP391 文章编号：1009-2374（2016）09-0010-05 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.09.005
我国是全球第一大PCB生产基地，作为电子产品承载体的电路板，其集成度和产量不断在提高。为了保证电子产品的性能，电路板缺陷检测技术已经成为电子行业中非常关键的技术。建立在图像处理算法基础上的机器视觉检测技术与传统的人工检测技术相比，提高了缺陷检测的效率和准确度。因此，设计一种高效精准的机器视觉检测电路板缺陷的系统，具有非常重要的现实意义。评估印刷电路板质量的一个重要因素就是表观检测，PCB的表观质量对产品性能及成品使用安全有着极大的重要性。而伴随着近年来在工业生产领域崛起的计算机视觉，当前表观缺陷检测和分类识别的研究方向已经转向了利用计算机视觉技术来实现。计算机图像处理识别技术这种基于计算机视觉的检测技术成功取代了传统的PCB缺陷检测方法，在自动光学检测系统众多应用中占据了相对重要的地位，一跃成为PCB生产业表观缺陷的主要检测方法。
图1 系统框图
因此本文通过设计AOI自动光学检测系统，搭建较为简单的PCB缺陷自动检测系统的实验平台，对PCB中四类较为关键、常见的缺陷进行检测、分析、识别、判定，为研究推广PCB缺陷自动检测系统开拓应用前景，如能实现工业上的产业化检测，将有高额的经济收益。本文侧重对PCB中的四类较为关键、常见的缺陷进行检测、分析、识别、判定，并且仅搭建了较为简单的PCB缺陷自动检测系统的实验平台，即通过复杂算法对采集到的图像进行处理、配准、对比，从而得出PCB缺陷类型及对其进行标识。如图1所示。
1 硬件设计方案
PCB缺陷检测的总体系统设计方案主要是基于自动光学检测技术来搭建PCB缺陷检测系统，硬件设计是使用CNC-T程控光源高精度影像测试系统操作台，对待测电路板进行图像采集，再通过VS2010软件所编写程序处理，得出待测电路板的缺陷种类。整个系统主要分为运动控制、光源、图像采集、图像处理四个模块，分模块简要阐述了实验过程、所需设备以及软件算法，搭建了一个相对完整的系统工作平台。
图2 CNC-T程控光源影像操作台
该设备具有测量元素种类齐全、手动测量、自动对焦等多种功能，使用该设备采集图像进行二维检测，测量软体为YR-CNC，将图像储存至电脑后便由VS软件进行图像处理。实验组成如图3所示：
图3 实验系统框图
1.1 运动控制模块
本系统运动流程为：被检测的PCB在检测台上，通过步进电机XY轴运动到摄像机拍摄区域，CCD摄像机固定在工作台上方（Z轴），通过Z轴的运动实现聚焦。如图4所示：
图4 平台运动示意图
设备工作台台面尺寸为746mm×506mm，承载玻璃面尺寸为452mm×354mm，有效测量行程为400×300×200。本装置既可通过软件驱动自动采集图像，也可以通过手动控制，移动并聚焦采集待测PCB的图像。
1.2 光源模块
辅助光照――采用的是正向和背向光源这两种辅助光照。其中正光源和摄像头同侧，均位于Z轴上，正光源主要用于检测待测物体的表面特征。背光源位于检测台面下方，与正光源处于同轴反向关系，背光源能突出待测物体的轮廓特征，常用于检测物体轮廓尺寸。
图像采集：分别利用正光源突出PCB表面如走线、过孔和焊盘等主要特征，而下光源主要使PCB的轮廓尺寸和过孔产生强烈的轮廓对比。
光源：使用的是高度集中照明光源中心的LDR系列，由于该光源的伞状结构紧密排列着LED且采用了CCS独创的柔性板，使之成为LED照明系统的标准模式。照明系统如图5所示：
图5 照明系统
1.3 图像采集模块
图像采集模块是由图像采集卡、相机和镜头组成的，该模块是图像配准阶段的硬件基础。计算机采集图像的媒介就是相机，而相机按照不同原理又分为多种，常见的有CCD（Charge Coupled Device）和CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）两类。本系统采用的是CCD 1/2英寸43万像素彩色摄像头和高清晰度0.7～4.5X变焦倍率镜头，显示分辨率为0.001mm。
1.4 图像处理模块
通常获得的图像将受到工业现场环境、光照等条件的干扰，计算机所获得的图像质量多数参差不齐，图像的清晰度不一致，大大增加了PCB缺陷检测的难度，所以在利用复杂算法检测、识别PCB缺陷前要先对图像进行预处理。
本图像处理模块主要通过VS软件在OpenCV计算机视觉库的基础上，通过一系列算法对图像进行处理对比。
2 系统软件设计
2.1 OpenCV
OpenCV（Open Source Computer Vision Library）是一个跨平台的可以运行在Linux、Windows和Mac OS操作系统上的基于（开源）发行的计算机视觉库。它重量轻而高效，开放了多种接口如MATLAB、Ruby和Python等，并且在计算机视觉和图像处理中大多数通用的算法都是被允许的。OpenCV可用于开发实时图像处理、计算机视觉和模式识别方案，它提供了多种函数，实现了大量的计算机视觉算法，算法涵盖了从最基础的滤波至以高级的物体检测。OpenCV实际上是一堆C和C++语言源代码文件，许多常见的计算机视觉算法由这些源代码文件实现。如C接口函数cvCanny（）实现Canny边缘检测算法。它可直接加入到我们自己的软件项目编程中，而无需去编写自己的Canny算子代码，就是没有必要重复“造轮子”。
根据OpenCV中源代码文件巨多的特点，以算法的功能为基准，将这些源文件分到多个模块中，如core、imgproc、highgui等。将每个模块中的源文件编译成一个库文件（如opencv_core.lib、opencv_imgproc.lib、opencv_highgui.lib等），用户在使用时，仅需在自己的项目中添加要用的库文件，与自己的源文件一起连接成可执行程序即可。
OpenCV计算机视觉库的出现，是为了使人们利用方便快捷的计算机视觉框架，在计算机视觉领域可以更加轻松地设计出更为复杂的应用程序。OpenCV涵盖了多种计算机视觉应用区域，如用户界面、信息安全、医学影像学、工厂产品检验、立体视觉、机器人和摄像机标定等，约有500多个函数。因为计算机视觉与机器学习是相辅相成的，所以OpenCV也开放了MLL（Machine Learning Library）机器学习库。MLL除了在视觉任务相关中使用，也可以很容易地应用到其他机器学习中。
2.2 Microsoft Visual Studio2010
Visual Studio是微软公司推出的开发环境，是同行业中目前最流行的Windows平台应用程序开发环境。Visual Studio 2010于2010年4月12日，其集成开发环境（IDE）已被重新设计和组织，变得更简单了。
Visual Studio 2010同时带来了NET Framework 4.0、Microsoft Visual Studio 2010 CTP（Community Technology Preview――CTP），并且支持开发面向Windows 7的应用程序。除了Microsoft SQL Server外，它还支持IBM DB2和Oracle数据库。目前有专业版、高级版、旗舰版、学习版和测试版五个版本。Visual Studio的用处十分广泛，不仅可被用来基于Windows平台创建Windows应用程序和Web应用程序，还可被用来创建智能设备、Office插件和Web服务等应用程序。微软的Visual Studio 2010将成为一个版本的经典，这是相当于6.0版本。该版本可以自定义开始页，新功能还包括：（1）C# 4.0中的动态类型和动态编程；（2）多显示器支持；（3）使用Visual Studio 2010的特性支持TDD；（4）支持Office；（5）Quick Search特性；（6）C++ 0x新特性；（7）IDE增强；（8）使用Visual C++ 2010创建Ribbon界面；（9）新增基于.NET平台的语言F#。本课题将基于OpenCV计算机视觉库使用Microsoft Visual Studio2010开发环境，通过编辑算法实现PCB缺陷检测。
3 图像预处理
要使用计算机对图像进行处理，所得到的连续图像就必须被转换为离散的数据集，这是因为计算机只能处理离散度数据，这一过程我们称之为图像采集。图像采集由图像采集系统实现，如图6所示。图像采集系统的三个主要模块是成像系统、采样系统和量化器。
图6
将整理出的字符图像交予识别模块来识别，被称为图像的预处理。PCB的图像预处理包括灰度化、增强、滤波、二值化、配准等，处理后的PCB输出的图像质量将得到改善，在很大程度上使得该图像特征更直观，方便计算机分析和处理。PCB的图像预处理为整个PCB缺陷检测系统的核心部件，很大程度上决定了检测的准确性。图像预处理流程如图7所示：
图7 图像预处理流程图
4 PCB缺陷检测
本文针对四种常见缺陷：断路、短路、毛刺（凸起）、缺损（凹陷）进行检测研究。在这四种缺陷中，最为严重的缺陷类型是断路和短路，它们将会使整块板子失去本来的功能；而凸起、凹陷也可能影响到PCB在使用过程中的稳定性能。如图8所示为几种常见的缺陷：
图8 常见电路板缺陷
4.1 PCB缺陷的检测方法
常用的PCB缺陷检测方法有参考法和非参考法两种。要是从概念理解和电路难易程度看，参考法明显更加具有概念直观、电路简单的优势；要是从检测所需要的条件来看，非参考法则在不需要待测PCB与标准PCB进行准确对准这一点上优于参考法。
本课题采用参考法进行PCB缺陷检测。
使用参考法对PCB缺陷进行检测的流程为：（1）确定标准的PCB图像并放入参考库；（2）通过成像设备采集待测PCB图像，进行图像预处理之后，再二值化PCB待测图像，并对其进行连通域提取；（3）然后将处理结果与标准图像进行对比，利用图像相减来判断PCB可能存在的缺陷；（4）进行分类，确定缺陷类型。
4.2 图像连通域
像素是图像中最小的单位，每个像素周围有8个邻接像素，常见的邻接关系有两种：4邻接与8邻接。4邻接一共4个点，即上下左右。包括对角线位置的点，8邻接的点一共有8个，如图9所示：
图9 领域示图
如果像素点A与B邻接，我们称A与B连通，即有如下的结论：
如果A与B连通、B与C连通，则A与C连通。在视觉上看来，点与点相互连通，形成一个区域，而不是连通的点形成不同的区域。这种相互立体的所有的点，我们称为连通区域。连通区域标记常用的方法有Two-Pass（两遍扫描法）和Seed Filling（种子填充法）两种方法，本课题主要介绍第二种。
Seed Filling来源于计算机图形学，通常应用在填充图形上。思路：以一个前景像素当作种子，而后在处于同一像素值且位置相邻的连通区域，把和种子相邻的前景像素融合到同一组像素中，结果将是获得一个像素集，即连通区域。接下来介绍使用种子填充法实现的连通区域分析法：
第一，重复扫描图像，当得到当前像素点B（x，y）=1时停止：（1）赋予B（x，y）一个label，并将像素位置作为种子，接着将所有位于该种子周围的前景像素都压入栈中；（2）将栈顶像素赋以相同的label值并弹出，接着将全部位于栈顶像素周边的前景像素都压入栈中；（3）重复（2）步骤，直到栈为空。此时，图像B中的一个像素值被标记为label的连通区域便被找到了。
第二，在扫描结束前，重复第一个步骤，由此可以获得图像B中所有的连通区域在扫描结束后。
扫描所得的连通域如图10所示：
图10 图像连通域提取
4.3 缺陷识别
缺陷识别具体特征如表1所示：
表1 缺陷特征
缺陷种类 二值图像面积 连通区域数
断路 减少 增加
短路 增加 减少
凸起 增加 不变
凹陷 减少 不变
第一，短路和断路。在出现短路缺陷时，待测图像与标准图像相比，其所包含的连通区域数将会减少。同理可得，在出现断路缺陷时，待测图像与标准图像相比，其所包含的连通区域数将会增多。因此，断路和短路缺陷便可利用比较连通区域数来判定和识别。
第二，凸起和凹陷。凸起缺陷将导致导线和导线、导线和其他导体间的间隙变小，而凹陷缺陷将导致导线和导线、导线和其他导体间的间隙变大，二者均会导致PCB使用过程中出现不稳定状态。而观察可知，这两种缺陷的连通区域相同，差别在于各自二值化面积的大小，所以可以通过计算该待测图像的连通区域面积来识别凸起、凹陷缺陷。
识别过程：将经过图像预处理的待测PCB图像与标准图像进行对比后，通过算法找出缺陷。比较二者的连通区域数，若前者大于后者，则标定该缺陷点为断路，反之则为短路；若二者连通区域数相同，则比较二值化图像面积，若前者大于后者，则标定该缺陷点为凸起，反之则为凹陷。检测流程如图11所示：
图11 PCB缺陷检测流程图
5 系统实验
本文使用CNC-T程控光源高精度影像测试系统操作台，结合VS2010软件基于OpenCV计算机视觉库的算法编程来实现PCB的缺陷检测。整体实验过程为：手动控制操作台捕捉、聚焦、采集待测PCB的图像，采集到的图像与标准图像进行对比、识别，得出缺陷种类并显示结果。
本课题一共就所研究缺陷类型，做了40组实验，通过实验结果计算正确率。如表2所示：
表2 实验结果统计
缺陷类型 实验次数 正确率
断路 10 100%
短路 10 100%
凸起 10 100%
凹陷 10 100%
针对不同电路板图中出现的同种断路类型进行检测，效果如图12a、图12b、图12c所示，可准确检测出缺陷存在。
图12
针对不同电路板图中出现的同种短路类型进行检测，效果如图13a、图13b、图13c所示，可准确检测出缺陷存在。
图13
针对不同电路板图中出现的同种凸起类型进行检测，效果如图14a、图14b、图14c所示，可准确检测出缺陷存在。
图14
针对不同电路板图中出现的同种凹陷类型进行检测，效果如图15a、图15b、图15c所示，可准确检测出缺陷存在。
图15
6 结语
PCB板面向体积越来越小、密度越来越高的方向发展。在检测产品价格方面，国外AOI检测产品价格普遍偏高，而由于经济原因，在国内PCB板生产制造商多数仍采用人工目测等传统检测方法检测。随着经济的发展，数字图像处理研究的深入，自动光学检测系统也开始频繁活跃在人们视线中，但在PCB缺陷检测方面的应用却还有待完善。因此，本论文建立在深入掌握工控系统结构并从PCB板的质量标准、图像特点、缺陷特征及检测要求的分析基础上，对以图像处理为基础的PCB缺陷检测技术进行了深入研究。由于PCB缺陷自动检测系统的研究涉及多个领域的知识，其研究过程十分耗时、繁琐，由此，本论文仅仅对PCB缺陷检测中较为常见的问题进行了较深入研究，并且仅搭建了较为简单的PCB缺陷自动检测系统的实验平台，对PCB中的四类较为关键、常见的缺陷进行检测、分析、识别、判定。虽然还未实现真正实现工业上产业化检测，但是在未来几十年中，研究推广的PCB缺陷自动检测系统将有十分良好的应用前景，也将有高额的经济收益。
参考文献
[1] 陈胜勇，刘盛，等.基于OpenCV的计算机视觉技术实现[M].北京：科学出版社，2008.
[2] Gary Bradski，Adrian Kaebler，于仕琪，等.学习OpenCV[M].北京：清华大学出版社，2009.
[3] 周长发.精通Visual C++图像处理编程（第3版）
[M].北京：电子工业出版社，2006.
[4] 党振.中国大陆PCB产业的现状与未来[J].印制电路信息，2006，32（1）.
[5] 胡跃明，谭颖.自动光学检测在中国的应用现状和发展[J].微计算机信息，2006，（4）.
[6] 李汉，何星，等.印刷电路板的自动光学检测系统
[J].无损检测，2004，26（6）.
[7] 张利，高永英，等.PCB板检测中的定位研究[J].中国图像图形学，1999，4（8）.
[8] 姚立新，张武学，等.AOI系统在PCB中的应用[J].电子工业专用备，2004，（5）.
[9] 范小涛，夏雨人.一种基于图像处理的PCB检测算法研究[J].计算机工程与应用，2004，（13）.
[10] 傅莉.印制电路板的发展及前景[J].电脑与电信，2010，（5）.
[11] 张明轩.基于视频序列的人脸检测与跟踪算法研究[D].中北大学，2011.
[12] 张驰.基于机器视觉的智能控制与图像识别问题研究[D].兰州理工大学，2009.
[13] 谢飞.基于计算机视觉的自动光学检测关键技术与应用研究[D].南京大学，2013.
[14] 张静.PCB表观缺陷的自动光学检测理论与技术
[D].电子科技大学，2013.
[15] 俞玮.AOI技术在PCB缺陷检测中的应用研究[D].电子科技大学，2007.
第6篇：计算机视觉的应用方向范文
【关键词】OpenCV视觉库 图像处理 Android平台
Opencv全称：Open Source Computer Vision Library，是一个可以移植到其他开发工具中的一个跨平台的图像处理视觉库，它由C++语言编写，主要有C++、C语言接口，为了能在手机等移动端更方便的进行图像处理，我们利用其JAVA接口将opencv视觉库添加到Android的开发工具中，实现了在移动端的图像处理功能。
1 opencv的特点
（1）跨平台，有很好的移植性。Opencv由跨平台的中高层API构成，可以运行在Linux、Windows和Mac OS操作系y上，该库有C++、C、Java接口，我们运用Java接口就可以将Opencv视觉库移植到Android studio开发工具中。
（2）免费、开源，与耗费很高的商业化工具（比如 MATLAB+Simulink）有很大的区别。
（3）高效、快速、使用方便。Opencv视觉库具有强大的图像运算功能，API中有比较完善的处理函数，能够明显提高开发效率。
2 Opencv在Android studio中的环境搭建流程
2.1 安装Java JDK
需要完成JDK的下载、安装和环境配置的流程，安装完成后，要运行资源管理器输入 Java Version来验证是否安装成功，若显示Java版本信息，则安装成功。
2.2 下载Android Studio开发工具并安装
在Android Studio的中文社区下载最新的Android Studio开发工具（要包含Java SDK），并运行Android Studio，根据安装提示进行安装，并运行开发工具。
2.3 配置Opencv Android SDK
在Opencv官网（http：//）下载Opencv Android SDK并解压。在Android Studio中，新建一工程，点击File并import Module，并选中解压的Opencv SDK文件夹中的Java文件夹，这样就将Opencv视觉库移植到了Android Studio中。然后右键App project，打开open Module Settings中的Depencies，点击Module Dependency，添加OpencvLibrary，这样就完成了深层配置。最后把Opencv SDK文件夹中的native文件夹中的libs的4个文件夹复制到所建好的工作空间中的project中的libs中。
3 图像的灰度处理和像素取反处理的应用举例
本文中是用的移动端为魅族MX3，Android版本号为5.0.1。
3.1 灰度处理
使用OpenCv将一幅图像转换为灰度图像在实际应用中也不少，转换为灰度图像比较简单，关键函数： cvCvtColor：cvCvtColor（IplImage* src， IplImage* dst， CV_BRG2GRAY）。值得注意的是：最后一个参数为 CV_BRG2GRAY ，表示将BRG图片（彩色图片）转换为灰度图片（黑白），参数src、dst必须事先分配好内存空间，使用完之后必须要释放空间。
3.2 像素操作―取反
OpenCV中图像取反是将图像中的像素点变为原来像素点的反色。例如，如果一副灰度图像的每个像素值由2^8=256个，假设点i点像素值为brga[i] ，则取反后的像素值为 255- brga[i]&oxff。
关键代码为：
int cnum = src.channels（）；
byte[] bgra = new byte[cnum]；
for （int i = 0；i
bgra[i] = （byte） （255 - bgra[i]&0xff）；}
然后运用matToBitmap函数将Mat格式的图像转换成Bitmap的图像，并显示在android手机移动端。
经过编写代码并运行得到的处理结果如图1所示。
4 结束语
OpenCV视觉库是一套简单易用且完整的计算机视觉框架，帮助开发人员完成大量的底层工作，减少了工作量，更有效提高了设计出复杂计算机图形处理的能力。并且我们将OpenCV移植到Android操作系统中去，也是图像处理领域的一大进步。我们相信，在OpenCVForAndroid的应用不断拓展中，众多图像处理领域会有广泛的前景。
参考文献
[1]陈雪娇.基于Open CV的计算机视觉技术研究[J].电脑知识与技术，2015（30）.
[2]张家怡.图像识别的技术现状和发展趋势[J].电脑知识与技术，2010（21）.
[3]黎松，平西建，丁益洪.开放源代码的计算机视觉类库Open CV的应用[J].计算机应用与软件，2005.22（08）.
[4]何鹏，王连鹏，楚艳红.基于Open CV 的机器视觉在智能手机中的应用[J].计算机工程与设计，2011（10）.
[5]王福斌，李迎燕，刘杰，陈至坤.基于OpenCV的机器视觉图像处理技术实现[J].机械与电子，2010（06）.
作者简介
刘贤辉（1992-），男，山东省青岛市人。现为青岛市山东科技大学在读研究生。主要研究方向为移动端的图像处理研究
第7篇：计算机视觉的应用方向范文
通过阐述农业机械中的几种新的技术手段，比如计算机技术、网络信息技术、人工智能技术及液压技术等在农业机械中的应用情况，对农业机械技术的发展进行了分析，希望可以为农业机械设备的智能化发展提供相应的参考依据。
关键词：
农业机械；技术手段；应用；发展前景
我国在国际上的地位正在逐渐提高，这与我国的经济发展是分不开的，经济的发展需要基础的支持，农业就是我国的基础，我国是农业大国，农村人口基数大。随着近几年我国农业的发展，很多高新技术也被运用到农业的机械设备中，使农机设备向着智能化的方向发展，有效地提升了农业生产的整体效率。在农业的生产中使用高新技术还能够提高农业的生产效率，保证农机相关机械的正常运作。
1农业机械技术的应用分析
1.1计算机技术
这里所说的计算机技术主要指的是计算机视觉技术，这一技术最早被运用在农业机械上是在20世纪70年代中期，当时主要运用的是计算机技术中的视觉技术，利用这一技术的主要目的是可以对农产品的品质质量进行分级别检查。计算机视觉技术是以图像处理为基准，随着图像处理以及视觉模拟技术的发展，计算机视觉技术不仅可以用来检查农产品的品质，而且还可以用来对农产品进行播种、收割。虽然计算机视觉技术在我国农业技术领域的应用时间还不是很长，在实际的使用中还有很多的问题出现，但是相信随着科学技术的不断发展，计算机视觉技术必将会改变传统的农业作业模式，为现代化农业发展提供技术上的支持。
1.2网络信息技术
网络信息技术在我国农业机械上的应用是非常成功的，信息技术与地理信息系统的有机结合不仅可以为农业的生产提供高精度的监控，而且还能够对农业生产中出现病虫害的情况进行及时的检测，然后根据定位系统来进行田间作业。
1.3液压技术
液压技术主要依靠的是微电子技术和工业传感技术，在数据的采集上，运用液压技术主要完成的是能量的转换和匹配，其目的是为了让农业机械的效率能够得到进一步的提高，让机械设备的相关系统特征可以得到完善，让机械设备的可靠性能够得到提升，这也很好地符合了环境保护的相关标准要求。而大部分的农业机械都是采用内燃机作为原动力，所以很多时候都会出现工作负荷，一般情况下，我们都是通过电液控制手段来完成负载与原动力之间的匹配情况，尽可能地减少功率传输过程中出现的损失，从而提高农业机械系统的工作效率。
1.4人工智能技术
随着信息全球化的不断深入，高端技术不仅在大型的企事业单位中被运用，在农业中也得到了广泛的应用，比较有成果的就是美国利用人工智能技术研发出激光拖拉机、机械的内部导航装置，等等，这些装置可以对拖拉机的运行方向及所处位置进行实时的测定，在了解地区土地信息之后，再制定合理的土地种植方案、农药及种子的数量，等等。
2农业机械技术的发展趋势
2.1推广农业机械产品的技术发展
目前在我国的农业机械发展上，已经开始运用机电智能化技术和计算机技术，这使得农业机械化设备的科技含量有了极大的提高，不仅有效地提高了农业机械的作业效率，而且也提升了农业的生产效率。
2.2农业资源的利用率得到了提升
只有提高了农业资源的开发利用率，才能够确保农业实现可持续发展，同时也为保护生态环境奠定基础，如回收农业生产的废弃物，普及无害化的处理设备，运用无害化技术来处理废水可以有效地达到保护环境的作用。而在农业种植的过程中，使用有机肥料还可以进一步提高农业资源的利用效率。除此之外，大力发展节能型动力机械设备可以有效地避免出现资源浪费，从而提高农业资源的整体利用效率。
2.3提高农业机械产品的质量监督水平
要想提升农业的机械化水平，还要从规范设计的基本要求出发，全面提高农业产品的质量。在质量提升的过程中，还要注重农业产品的整体造型和外观，农机设备的耐久性也要经得起考验。选用与农机设备相配套的发电机及元件，能够最大程度上提高农业机械产品的质量。在农业机械设备完成安装之后，还要对其进行试运行，只有保证了设备各项指标都正常的基础上，才能够真正的投入使用，这也是提高农业机械产品可靠性的前提。
2.4加大政府的补贴力度
各级地方政府要加大农业机械的技术推广，做好农业机械的培训工作。国家还要将拖拉机、插秧机等农机具作为农具购置补贴的关键，普及农业机械知识。这样也能够更好地提高农业机械化的发展进程。2.5确保农业机械技术的安全生产关注安全监督管理及装备的创建工作，加大农业机械的安全投入，以便更好地满足农业机械工作安全监督管理的需求。除此之外，最重要的是，要将农业机械的安全检验工作纳入到各级县市政府的财政预算当中。
3结语
随着科学技术的飞速发展，一些高新技术正在逐渐地被运用到农业的机械设备中，这些机械设备的出现不仅提高了农业的整体生产水平，而且还进一步提升了农业的生产效率，很好地实现了农业的可持续发展。在今后的农业发展过程中，农业机械也必定是智能化的，所以要求操作人员要不断地提高自己的专业素养，全面推广农业机械新技术，只有这样才能够真正意义上实现我国农业机械的智能化。
作者：徐家亮 刘晓鹏 单位：黑龙江省克东县农机安全监理站
参考文献：
［1］陶乐然.长春星宇小区新技术应用［C］//增强自主创新能力促进吉林经济发展———启明杯•吉林省第四届科学技术学术年会论文集（下册）.2006.
［2］刘蒙之.传播新技术与国家发展———一种政治经济学的观察［C］//中国传播学会成立大会暨第九次全国传播学研讨会论文集.2006.
［3］张仁江，田莉.制造业企业新技术采纳：动因、路径及障碍分析———基于T公司的纵向案例研究［C］//第六届（2011）中国管理学年会———技术与创新管理分会场论文集.2011.
［4］胡札进，姚尚斌，徐七三“.双低”储藏与四项储粮新技术的综合应用［C］//全面建设小康社会：中国科技工作者的历史责任———中国科协2003年学术年会论文集（上）.2003.
［5］柳旭.浅析电视空间新技术对审美体验的影响［C］//2009中国电影电视技术学会影视技术文集.2010.
第8篇：计算机视觉的应用方向范文
提起数字媒体，人们通常会想到传媒行业，其实数字媒体的应用绝不局限于传媒。随着宽带网络的普及，人们在日常业务处理过程中，正面对越来越丰富的网上媒体和内容，包括各种视频、音频、文本、图像等。下面，就让我们跟着诸位数字媒体方面的专家一起来分享这个缤纷的世界。
三维几何建模与形状表示
北京大学视觉与听觉信息处理国家重点实验室主任教育部长江学者奖励计划特聘教授 查红彬
精彩问答
在背景比较复杂、有干扰的情况下模型检索的效果怎么样？
在模型检索的时候并没有考虑背景，因为这是做模型检索比较容易的部分。模型检索一般是没有背景的，但也可以做，但是要推广到背景比较复杂的物体上识别可能有很大的问题，因为这时候匹配不仅仅是局部匹配，而是两个子集和子集的匹配问题，到目前为止，我们只是做没有背景的模型检索。
为什么要重新谈论三维形状表示问题？在多媒体信息处理领域里面，有两个比较重要的方向，这也是计算机科学技术领域里两个重要的方向，一个是计算机视觉，一个是计算机图形学。计算机视觉是从图像中通过识别或重建处理，得到一个对对象物的描述。反过来说图形学，是对一个对象和场景的描述，通过绘制和动画生成图像和视频。它们从处理过程来说是逆过程，这两个领域之间有密切的关联。
我们现在考虑计算机三维建模或模型的描述，考虑的不仅仅是计算机视觉或计算机图形学所包含的内容。这里面简单列举一下，比如基于模型的三维物体识别和场景识别，这两个应该是典型的计算机视觉里面考虑的应用。除了这以外还可以用模型干别的事情，比如绘制，还包括基于这样模型的设计、变形、动画等等。除了两个单独研究的应用之外，还要想怎么把两者结合起来，把虚拟和真实的东西无缝连接到一起，这些都牵涉到三维模型。
我们考虑的三维模型跟以前相比，应用领域大了很多，要达到这个要求，对模型的表达、形状的表达也都有了更高的要求。
怎样找到一些更新更有效地表达形式来符合这些要求呢？这里有四个方面，现在能不能建立一个形状空间，把考虑的对象完整地在形状空间里面表达出来。第二点就是针对形状的特性，表达要具有柔性，对象物的表面不都是连续的，也有一些非连续性和不规律性，这些特性怎样能够进行柔性处理。第三个是需要一些描述是局部性的，另外一些要求描述是整体性的，这两者之间如何有一个很好的结合方法。第四是在大量的计算当中，包括变形和动画中有很多编辑的工具，所以我们要求对现在的形状表达有一些比较高的要求。
在计算机视觉里面有一个老大难就是识别，已有模型，但是眼前看到的是一部分三维数据，怎么用这部分数据和模型数据匹配来识别它呢？这就牵涉到局部匹配，我们要解决局部匹配需要什么描述？我们要有一个模型，从大量的数据中建立一个模型库，并从中抽取很多特征，把这些特征进行组织。这里面牵涉三个比较大的问题，第一个是形状空间怎么构造，没有很好的特征表达或整理的形式，后面的匹配以及其他的工作就很难做。第二个是怎么定义基于这种特征的相似度。第三个是怎样在形状空间当中搜索到最优的匹配。
针对这些问题我们最近一两年做了一些工作，最近提出一个广义形状分布(Generalized Shape Distributions)描述方式，主要目的有两点，能不能在三维形状表示过程当中，找到一些最关键的描述指令，并从中找到相互关系，把整体和局部结合起来。如果把之间的关系描述出来，就能把局部结构性的信息用整体观点加进去，这两件工作就是我们做这件事情的主要目的。
在形状描述问题上，我们还有很多工作要做，除了局部、整体描述之外，我们要想办法把他们结合到一起。今后几年要用更多的模式识别的办法，来解决面临的图形学或虚拟现实和计算机视觉当中的很多问题。
生活中的计算机视觉
香港中文大学信息工程系终身教授
微软亚洲研究院视觉计算组负责人 汤晓欧
精彩问答
微软亚洲研究院视觉计算组在原创思想这一块，引领下一个方向有没有什么考虑，您谈到很多对人们日常生活影响很大的应用，但是在背后的更深层的考虑，更新的创意在哪里呢？
我们的研究者都很年轻，我本人也才工作七年的时间，很多的算法已经发展这么多年了，所以在开始的时候比较容易想出来的方法，现在已经很难有那么多的原创内容。我们的工作是去找一些非常原创的内容，有的是理论上的，有的是新的发明，这可以有很大的影响。
图像通过闪光灯的分割，前景和背景深度差会不会影响分割效果，距离会不会影响分割效果呢？
我们这个通过闪光灯对图像进行分割的技术，会一定程度上受到光的强度和距离的影响。
我们主要的研究领域包括计算机视觉、模式识别、图像处理和视频处理。下面就为大家介绍几个比较典型的应用。
如何将图片的前景和后景分离？我们现在照两张图片，一张打闪光灯，一张没有打闪光灯，这样拍出来的照片背景没有变化，但前景变化很厉害。在开闪光灯的情况下拍的照片，前景和后景可以利用一些技术很容易地分开来。
把一个图片的前景切割出来放入另一张图后，那剩下的图片缺一块的怎么办呢？如何修复剩下的图片呢？在例举的图片上，大家可以看到不同的区域，我们可以由一个算法，从其他的地方借过来，再贴上去，经过这样的处理后，图像基本上和原来没有太大的区别。
如此的修修补补又有什么用呢？比如说，你对这张图像不是很满意，你可以把图片上不喜欢的部分划出来，然后利用一些技术将划出来的空白部分填上。更有用的地方在于，你照了不想被别人看到的照片后，除了删除，你多了一个选择。你可以把不想让别人看到的照片部分去掉，并利用一些算法把空白的地方填补上，而且让别人看不出来。
现在大家的电脑上都会有很多照片，怎么快速地浏览这些照片呢？我们可以把这些图像都放在一个屏幕上，可屏幕毕竟有限，怎么才能把照片放得更多一些呢？我们现在做的是可以随机把照片放到桌面上，但是电脑会对每张照片上的重要信息进行筛选，在放尽可能多的照片的同时，让每张照片上最重要的信息不被遮掩，而且均匀地分布在桌面上。这样大家看起来就更清楚了。这个算法就是怎么让所有图像均匀分布，同时把所有背景都要盖上。我们可以对图像进行各种处理，同时我们也可以利用一些技术知道别人有没有处理图像，对图像有没有做过手脚。
现在我们来说说视频方面。比如说抖动很厉害的图像，怎么把物体移到中间？一个办法是把除移动图像外的公共部分切出来，但是移动越大，公共部分就会越来越小，更好的办法是用一些技术把空处填上。
现在MSN的功能已经越来越丰富。比如说一段电影，你看到一件比较中意的衣服，只要你把鼠标移动衣服的覆盖范围，你就能很清楚地知道这件衣服的品牌及价格。如果你把鼠标在那件衣服上轻点，电脑就会直接跳转到这个衣服的相关网站。
你在视频聊天的时候如果不想让对方看到你所处的环境，你就可以很轻松地把背景模糊掉。如果大家对自己的长相不是那么有信心，我们可以帮你改变一下你的长相。为自己添一幅酷酷的墨镜，换上一个性感的大嘴巴，这些都能轻而易举地完成。
多媒体传感器网络
北京邮电大学教授、博士生导师
智能通信软件与多媒体北京市重点实验室主任 马华东
传感器研究是IT非常热门的话题， 首先我为大家介绍一下多媒体传感器网络的基本概念。从早期的巨型机到今天的小型机，生物芯片尺寸越来越小，但是效率越来越高；网络设备联网和数据交换的需求越来越大，设备之间的传输量也越来越大；从信息处理的角度来看，内容逐渐占据了主导地位，由数据为中心转到以内容处理为中心。这三方面的演化是今天讨论多媒体传感器的背景。
传感器网络是一组传感器节点，由组织方式协作地感知采集和处理感知对象的信息，它的基本特点是造价低、能量敏感、通信能力有限、计算能力弱、动态变化。现在的需求是要求通信能力越来越强，计算能力应付节点的处理的要求。
右图是目前主流的传感器节点的配置，从配置来讲还是比较低的，现在信息处理侧重压力、温度、光、震动等简单的数据或者是标量数据。人类获取信息80%是视觉信息，10%左右是听觉信息，也就是说90%左右的信息是多媒体信息。传感器网络就是对音频、视频信息获取后提供给使用者，使其对环境信息有一个全方位的了解，对传感器网络的应用是非常广泛的。
从网络的结构来讲，基本结构和原来传感器网络差别不是很大，这里面强调增加音频、视频获取处理，网络传输整个过程的各个环节，同时这里面最好可以交互。有了这个概念以后，深入分析一下主要特点，首先是网络能力的增强，这样一个传感器网络应该集信息的采集、处理传输、转发、能量供应等方面，除了传统的标量数据，音频、视频的图像数据，都可以进行采集处理。
现在多媒体传感器网络目前有哪些问题呢？从需求来看，现在网络是异构的信息，媒体信息的格式，种类很多，并且差异非常大，数据量比较大，特别是音频、视频信息，格式比较复杂。这些信息传输过程中需要高速实时地传输，对网络传输速率也提出了比较高的要求。媒体信息的安全问题，也是网络需要考虑的，还有服务质量的问题。针对这些需求，我们可以看到，通信资源和计算资源这两者之间存在非常大的矛盾，或者非常大的鸿沟，如何解决这两者之间的差距就是我们研究的问题所在。
最后谈一下多媒体传感器网络研究的挑战，首先是节点的芯片设计，这是基础，这里面需要采用多种技术，包括软硬件协同设计的技术，各种技术结合，降低成本、能耗、体积、提高运算速度和可靠性。第二是三维场景的覆盖问题，方向性传感模型是一个简单的二维图形，实际上是三维图形监测，这是一个三维场景方向的问题，研究这个就复杂多了。还有一个问题是服务质量保证问题，在新的网络当中服务质量体系是什么样，也是研究的方向。再一个是信息处理，为了使网络传输数据量比较快，能不能在节点做信息处理的计算。当然信息的安全也比较重要，用这些节点获取多媒体信息怎么保证安全的质量，使应该看到的人看到这些信息，不应该看到的人看不到这些信息。
在多媒体传感器网络中，我们还是做了一些工作，和一些同行学者也有一些交流，这里面也有一些质疑，说多媒体传感网络和原来传感器网络设计初衷是不是吻合的，原来没有想让它处理这么多信息，原来体积比较小，加上这些信息以后，无疑使它的体积增大，这里面和初衷之间是不是有矛盾，传感器网络研究有没有必要性，如果有必要性可行不可行，这都是我们目前研究的问题。
第9篇：计算机视觉的应用方向范文
关键词：增强现实；视线追踪；应用
增强现实（Augmented Reality简称AR）技术是近年来的一个研究热点，有着广泛的应用前景。它是对现实世界的补充，使得虚拟物体从感官上成为周围真实环境的组成部分。与传统的虚拟现实（Virtual Reality简称VR）不同，增强现实只是实现对现实环境的增强，加深了对现实环境的感受。在实际的AR体验中，因为人的观察视线会不断地变化，AR系统需要实时的根据用户的视场重新建立位置坐标系，进行追踪。而视线追踪技术就是实时地跟踪用户头部的位置和视线方向，根据这些信息来确定虚拟物体在真实空间坐标中的位置，并将它实时地显示在显示器中的正确位置。
一、视线追踪技术及其特点
（一）视线追踪技术概述。
视线追踪也称为眼动追踪，它被认为是研究视觉信息加工的有效手段。利用专用设备来记录学习者的眼球运动（Eve-Movement，简称眼动）情况，可以作为分析学习者内部心理活动情况的依据。关于视线追踪技术的研究己有较长历史，目前它己在多个领域得到广泛应用。例如用于图片广告研究（网页评估、设计评估等）、动态分析（航空航天、体育运动、汽车、飞机驾驶等）、产品测试（可用性测试）、场景研究（商场购物、店铺装演、家居环境等）和人机交互等多个领域。此外，视线追踪在智能计算机、智能家电、虚拟现实和数字游戏等领域也有很好的应用前景。
在眼动实验研究中，当被试对视觉信息进行提取时，其注视时间、注视次数、注视点序列、眼跳距离、回视次数、瞳孔直径等通常被视为思维和心理加工的重要参数。因此，通过对被试在学习过程中的实时眼动信息进行观测，可用于分析和引导其学习的依据。眼动模式一般分为三种：注视（fixation）、眼跳（saccade）和追随运动（pursuit movement）。其中，持续一段时间、相对稳定的眼球运动称为注视；眼球快速运动时导致视觉区域的聚焦点产生变化，这种行为称为眼跳；眼睛缓慢、平滑地追踪某个缓慢运动的目标，则称为追随运动。通过分析眼动模式和相关参数，可以获得很多重要的信息。例如，眼跳速度会随着疲倦程度的增加而降低，而随着学习任务难度的增加而增加；眨眼速度和眼睛睁开程度的降低则可能意味着疲倦的加重。因此，可以据此来确定学习者的学习精神状态，或对其学习过程进行分析，从而采取相应的学习策略或干预措施。
（二）视线追踪系统的类型及其特点。
人眼的注视点主要由头的方位和眼睛视线决定。头的方位决定了人眼可能注视的范围，眼睛的视线决定了注视点的精确位置。国内外将视觉跟踪技术按照借助的媒介分为硬件和软件两种。以硬件为基础的视线跟踪的基本工作原理是利用图像处理技术，通过摄像机摄入瞳孔反射的红外线记录视线变化，达到视线追踪的目的。视线跟踪装置目前有穿戴式与非穿戴式，接触式与非接触式，如带上专用头盔、眼镜或者头部固定支架，置于头部上的摄像机，这种情形用户使用较不舒适。通过软件实现的视线跟踪方法，对用户没有干扰，首先利用摄像机获取头部、脸部或眼睛图像，再经过软件分析对视线定位与跟踪。由于不需要佩戴任何装置，用户的自由度舒适度较好。
人与计算机交互是研究人与计算机之间沟通的技术，将视线跟踪、语音识别、手势输入、感觉反馈等引入人机交互，提高了交互的自然性和高效性。视线追踪技术同样引发了人机交互系统的改革，鼠标、触控板的消失，及通过追踪人眼视线，用眼神来操作电脑、输入文字、玩游戏。
二、视线追踪技术在AR增强现实研究中的应用
（一）显示技术。
AR的简单定义就是将计算机生成的虚拟数字信息叠加到现实的生活场景中。这个“叠加”是需要通过显示设备作为中介来实现。
增强现实系统中的显示器可以分为头盔显示器（HMD）和非头盔显示设备。目前，一般的增强现实系统主要使用透视式头盔显示器。透视式头盔显示器主要由三个基本环节构成：虚拟信息显示通道、真实环境显示通道、图像融合及显示通道。其中，虚拟信息的显示原理与虚拟现实系统所用的浸没式头盔显示器基本相同；图像融合与显示通道是与用户交互的最终接口，根据其中真实环境的表现方式，可分为基于CCD摄像原理的视频透视式头盔显示器和基于光学原理的光学透视式头盔显示器两类。
光W透视技术是通过安装在设备眼前的光学透镜来呈现出真实和虚拟世界。首先计算机生成的虚拟信息经过光学系统放大后反射后进入视野，透过透镜又能直接看到现实场景，两部分的信息汇聚到人眼的视网膜上实现AR的效果。视频透视技术是借助安装在头显上的摄像头来捕捉获取外部真实环境，计算机将数字模拟信息叠加到摄像机的视频信号上，再将真实场景和虚拟场景进行融合。相比较光学透视技术，它的视角场更大，而且不受外界的强光干扰。不过一旦摄像机与用户的视点不能保持完全重合，会产生一些偏差。
（二）跟踪注册技术。
基于计算机视觉的注册技术主要是指利用计算机视觉获取真实场景的信息后，经过图像处理方面的知识来识别和跟踪定位真实场景。细分可以划为基于传统标志的注册算法和基于自然特征点无标志注册算法。基于计算机视觉的注册技术的精度较高，但是对计算量非常大，而且算法复杂，对系统的要求非常高。
为了取长补短，得到更加精确的注册结果，现在有结合两种技术的混合注册方法。通常是先由跟踪传感器大概估计位置姿态，再通过视觉法进一步精确调整定位。一般采用的复合法有视觉与电磁跟踪结合、视觉与惯导跟踪结合、视觉与GPS跟踪结合等。
三、结论
在国外，增强现实早已在医学、遥操作、制造与维修、可视化与教育培训、娱乐、军事训练等领域取得了成功应用。在国内，不少单位和个人对增强现实中的关键技术和算法进行了研究，并且以牙科医学、设备维修等许多背景得到了初步应用研究。但国内的研究目前仍多限于实验阶段，与国外的应用水平还有一定距离。
目前，随着增强现实的快速发展，出现了许多新的研究方向，如新的显示方式、照片真实感图形绘制、调节现实、基于网络的增强现实和针对户外随身增强现实系统的技术等等。其中涉及到的技术包括基于图像的绘制（IBMR）、多通道信息融合、普适计算技术、显示设备和跟踪设备的随身便携化等。随着系统性能的提高、操作过程的简化和设备成本的降低，增强现实会在越来越多的领域得到广泛应用。
参考文献：
[1]奚惠宁等.视线追踪应用技术的专利分析[J].电视技术，2013（S2）。
