计算机视觉的原理范文

导语：如何才能写好一篇计算机视觉的原理，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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一、公立医院的会计核算现状分析

目前，我国大部分公立医院普遍存在着财务管理意识较淡薄、会计核算内容不完整、会计核算方法不够科学、执行能力较差等问题。会计核算是国家与相关部门利用严格的会计制度来规范企事业单位的会计核算行为。所以，即使是作为管理者和财务人员，也无权更改会计核算的内容和准则。管理者和会计人员对于会计核算必须严格执行国家制定的会计核算制度和政策。更不能因本医院的特殊情况而随意更改会计报表、会计账本，更不得随意增减会计核算科目。

会计核算是以货币为主要计量单位，对会计主体的资金进行全面、完整的反应，真实合理地进行会计核算是做好财务工作的重要前提。对于保证会计核算工作的真实完整性、提高会计核算的效率。及时准确地编制财务报表、满足其资料使用者的需求具有重要意义。

二、公立医院会计核算中存在的问题

会计核算的结果可以全面、完整的反应该医院的财务成果和经营状况，是不可忽略的一部分。随着人民生活水平的提高，人们对医疗服务方面也有了更高的要求。网络时代，我国在各方面的发展都越来越国际化，人们通过和一些西方国家的医疗服务水平相比，我??的医院确实存在很多问题需要解决。例如公立医院在管理决策方面的不合理，对医院会计核算的不重视，都会导致会计核算失去其真正

意义。

（一）公立医院对会计核算的管理不科学

在现有条件下，医院财务管理的核心就是会计核算方面。但通过对一些公立医院的调查发现，很多医院在会计核算方面都存在较大的问题，会计核算管理方法不科学，管理制度不严谨。正常来说，支出应该纳入医院的成本核算中进行统一核算，可调查显示，大部分公立医院却只对医疗设备及药品进行核算，而其他方面则忽略不计，这样对于财务管理来说，也就失去了会计核算真正的意义。不仅如此，大部分公立医院在对坏账处理方面也存在着较大的弊端，在医院的日常经营过程中，由于药品的保质期失效而对医院造成的亏损则是不可避免的，长此以往，这些亏损就形成了医院会计核算方面的坏账，但大部分医院却对这一方面的亏损预估过低，这些亏损经过常年累计又由于医院预估较低，则会在会计核算方面形成较大误差。调查结果显示，大部分公立医院未明确规定计提减值准备，医院为了一些突况和临床急救的需要，往往会提前存储大量物质，在市场经济状况下，提前存储的这些物资很有可能会贬值，而且，公立医院的大部分设备设施都是技术含量较高，所以其价格也相对来说也会较高。而医院未规定计提减值准备，其财务报表反映的资产现状就是不真实的，也不具有实际意义。

（二）公立医院对会计核算方面认识不足

市场经济发展越来越快，出现了一大批民营医院与公立医院并驾齐驱，但是相关部门在对公立医院会计核算方面的想法却严重的落后，这种落后的想法也严重的影响了公立医院未来的发展。而一些小型公立医院，从费用的支出方面考虑，也不肯在会计核算方面做出过多的投入，这就直接导致了医院在会计核算方面的不完整，甚至在会计核算方面做出错误的决定。同时，大部分医院存在核算人员的业务能力和素质普遍不高，很多医院的会计核算人员还只是刚刚毕业不久的大学生，工作经验更是少之又少，在工作中也较容易犯错，一些专业能力不高的会计人员根本不了解医院会计核算的标准和制度，甚至有一些从未接触过这一行业的人员也在从事着这一工作，这样就不可避免的会犯一些工作中的错误。这些因素都严重的影响了会计核算的准确性和真实性，甚至会导致公立医院的管理者做出一些错误的决策和判断。

（三）会计核算内容不完整

近年来，随着人民生活水平的不断提高，对医疗服务方面的需求也越来越高，很多大型公立医院在新设备和新技术方面投入较大，医院将大部分资金都用于基础设施的建设方面。久而久之，资金短缺、入不敷出等问题较为严重。调查结果显示，针对这一问题，大部分公立医院并没有及时进行资金的筹集活动，给资金管理方面带来了一定的风险，也没有进行准确的资本预算，没有对新设备和新技术的预期收益进行合理分析，管理过程中的一些漏洞也会导致部分设施和技术的闲置，没有达到一定的利用率。

大部分公立医院也没有深入了解和分析医院各个部门和各个科室的具体财务情况，在预算编制方面较为模糊，并没有做详细预算和分析，造成这一结果主要因为大部分公立医院没有较为完整的监督体制和管理体制。

三、公立医院会计核算的解决措施

（一）建立健全完整的会计核算体系

公立医院应根据自身的实际情况以及所在省市的经济发展水平，对以往的会计核算制度进行调整和完善，建立一个合适的会计核算体系，而不应该一味地模仿一些大型医院的会计制度。在目前的市场经济状况下，医院未来的发展也应该呈现多样化趋势。

（二）加强医院管理人员对会计核算方面的重视

大部分医院的管理人员对财务核算方面都没有很好的重视起来，只有从根本上改变管理人员对会计核算的看法和了解，才能更有效的实施财务管理政策、才能体现会计核算的真正意义。比如之前提到的由于药品过期从而导致的坏账问题，在会计核算中是较为重要的一部分，大部分公立医院的管理者并没有真正的重视这一问题，医院应根据自身情况重新对坏账计提这一部分做出调整，及时修改和完善其政策和制度，严格确定其标准。这样才能保证财务人员对坏账部分做出正确处理，不影响医院的正常运营，不失去会计核算的真正意义。

（三）加强教育和学习

财务管理制度能否有效的执行与医院财务人员的专业水平有着较大的关系，近年来，国家对医院的投入力度也在不断加强，不断引进先进设备和人才，这样的做法也是提高医疗科学水平的必经之路。所以，公立医院应不断加强财务人员的专业素质。及时组织财务人员进行教育培训，当有新的财务政策出现时，单位应邀请相关学者或专家及时讲解，使财务人员在自身教育方面上不落后，培养高素质的财务人员。公立医院想要在市场经济中稳定发展，就必须通过各种渠道不断学习，不断提高自身的文化素质，不断丰富和完善自身的知识结构，这样才能够不被市场经济所淘汰。学习新的财务知识和内容也能够创新工作方法，提高工作效率。同时，会计核算人员应提高会计核算效率，节约整个团队的人力成本，避免因为了加强教育和学习而给医院带来费用上的超支，从而得不偿失。医院也可适时的建立一些奖惩制度，提高财务人员工作的积极性和主动性。对于一些工作效率较高的、工作方法创新的员工，应提出奖励制度。

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关键词：视觉原理；计算机视觉艺术；数字媒体；应用

利用计算机所具有的视觉艺术，大众仅仅利用需要实施身体动作来直接性的操作以及控制，根本就不需要学习就能够启动以及进行一定的操作，这样更加方便老年人以及儿童的实际操作。在数字媒体当中，应该对计算机视觉艺术进行充分利用，更加方便人们的实际操作，同时还能够保证其更好的感受艺术方面所具有的魅力，让群众在足够放松的时刻能够对创作者的实际思想以及意图进行充分的了解以及掌握，对艺术价值进行充分发挥，进而来有效提升艺术人文的实际价值。

1对计算机视觉原理进行分析

通常来讲，计算机视觉还称为机械视觉，属于是机械来对人类视觉进行一定的模仿的光学识别系统，利用光学系统、感应器、光源等来实现物体定位、动作的追踪以及视线的判断等相关的功能。一般情况下，工程技术所运用的基本都是计算机视觉，当有着一定的环境以及模式时，计算机视觉在进行持续性的工作时，能够有效保证持续工作有着非常高的正确性以及准确性，还能够对人工不可以完成的任务进行很好的完成。当计算机视觉在进行实际的工作过程中，最为基本的条件是先对映像进行处理，之后输入模拟讯号，对数字影像进行一定的处理以及分析。实际的工作流程是：影像在摄入之后，应该对其进行一定的强化，除去噪声，之后对图像特征进行一定的压缩以及获取。在对数据库样本进行一定的对比之后，对程序进行有效的分析以及判断，做出有效的指令。

2对数字媒体当中计算机视觉艺术的实际应用进行分析

2.1艺术与计算机进行一定的融合时，应该对动画、声音以及图像等因素进行有效结合，在对艺术语言表现形式进行丰富的同时，应该提高作品的感染力

在有些结合视觉艺术以及数字媒体时，应该保证在对画面进行观看时，应该有效的欣赏画面，还可以有效的感受到声色等。利用高度仿真的听觉、触觉以及视觉，保证大众在进行玩游戏时，可以对虚拟世界进行真实的感受，还能够利用动作以及肢体语言等来和计算机实现有效的交流。保证大众不是对电影单独的进行欣赏，还应该更好的参与到其中，体会艺术的表演。

2.2在数字媒体当中运用计算机视觉艺术能够对艺术的实际表达形式进行有效的丰富

随着交互技术的逐渐成熟以及发展，让该技术得到了有效的拓展以及广泛的运用。运用交互技术，应该让人们不受到被动的欣赏，应该积极的参与到视觉艺术当中，保证大众的积极参与以及做出判断，同能够利用各种选择来呈现出过程以及解决，对观众的兴趣进行充分的调动，进而来有效提高大众的参与积极性。

2.3在电子游戏当中，运用计算机视觉艺术，应该在相对比较大型的电子游戏当中进行计算机视觉技术的运用

在实际的游戏过程当中，大部分的玩家基本上不再是仅仅运用键盘以及鼠标来实施游戏，大部分都是利用身体行动来移动。通常情况下，机器利用摄像机部来对玩家的具体身体动作进行一定的捕捉，玩家能够与机器相连接的手枪进行有效的操作，射中屏幕当中的对象。同时，手机上的相对比较小型的电子游戏，仅仅需要手指来滑动屏幕，就能够实现实物的运动以及跳跃等，进而来躲避障碍。除此之外，仅仅需要稍微的倾斜一些收集，就能够实现人物两侧的奔跑，同时还能够保证声光效果，实现互动，具有非常大的震撼力，会在很大程度上促进大众参与的积极性。

2.4分析数字媒体中计算机视觉技术的应用，保证数字媒体技术有效表现艺术

同时在实用艺术以及纯艺术当中，也会运用到数字媒体，该技术能够让相对比较单纯的个人视觉实现有效的创造，同时还能够把艺术箱社会性视觉产品进行转化，并得到一定的经济效益。同时，大众能够通过剪切以及拷贝等相关的方式来有效获取视觉技术，之后有效的转化艺术资源，有效奠定了创作视觉艺术的基础。现阶段，大众对于个性化以及独特性有着逐渐提高的需求，在对相对比较独特的视觉技术进行追求时，在一定程度上提高了评价视觉作品的标准。在数字媒体当中运用计算机视觉技术，会在很大程度上提高大众对美的享受，保证大众能够充分感受到舒适以及愉快的感觉，同时还能够得到审美方面的评价，在该过程当中，不能够参杂任何的因素，应该让计算机视觉因素仅仅对视觉美感以及视觉形式进行充分的追求，可以有效体现艺术的本质。同时，数字媒体有着美方面的品格，有效结合计算机视觉艺术，保证数字媒体艺术的美以及真。这个实际的运用过程能够有效提升审美方面的机制，更好的领悟视觉艺术当中所存在的美。

3结语

综上所述，在数字媒体当中，计算机视觉技术的运用，应该有效结合图像、动画、声音以及文本等多个因素，在对语言表现的具体形式进行一定的丰富时，应该让作品具有更大的感染力。除此之外，还应该保证视觉技术有何足够的光声效果，利用一定的互动，会具有非常大的震撼能力，积极促进大众的参与程度。还可以在很大程度上满足大众对于美方面的追求，进而对其所具有的艺术价值进行充分发挥，有效提升艺术所具有的人文价值。

参考文献

[1]刘晓,王会霞.计算机视觉艺术在数字媒体领域的应用研究[J].互联网天地,2015,07:21-24.

[2]丛婧.浅谈计算机视觉艺术在数字媒体的应用[J].电子制作,2013,18:75.

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关键词：OpenCV；计算机视觉技术；三维模拟技术

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）30-0137-02

21世纪是国际计算机技术高度发展的时代，人们生活中的每个角落都可以看到计算机技术的身影，尤其是现代计算机视觉技术和图像处理功能发展更加迅猛，各技术分支也逐渐趋于成熟。计算机视觉技术主要指的就是利用智能计算机系统来代替人类的眼睛对现实三维世界进行辨识和理解，整个过程均是计算机自我学习的过程，而随着这项技术研究的不断深入，其不再仅仅包含计算机技术科学，同时还涉猎了包括生理学、神经学、物理学、应用数学等多门学科，为人类科技的进步提供了有效的动力。

1 计算机对视频中运动物体检测的原理概述

在现代计算机技术基础下，对视频当中的运动物体检测原理主要包括两种，分别是从微观和宏观的角度出发。其中宏观检测技术指的是当计算机截取了视频中的某一个图像，其以整幅图像为对象进行检测；微观检测技术是指在截取图像后，根据实际需求对某一区域内的图像内容进行检测。在计算机视觉技术实际应用时，其第一步就是对图像的采集，第二步是对已经采集的图像进行预分析处理，如果采用宏观检测技术则对图像整体进行分析；如果采用微观检测技术则首先将图像进行分割，然后对分割后各图像内容中出现的运动物体影像进行分析。在图像数据获取过程中应用的是背景差分法，这一技术主要是将背景和运动物体进行分离提取，以获取没有背景图像的运动物体影像数据。还可以利用帧间差分法，这种方法主要是对一个视频图像的逐帧画面进行差别比较，从而获得各帧图像上的差值，而将这些差值帧图结合起来就是一个物体在计算机视觉下的运动轨迹。现代研究者更倾向于将背景和帧间差分法进行结合运用，这样可以获得无背景下的运动物体轨迹，进而提升计算机视觉系统捕捉数据的准确性。

2 OpenCV的应用概述

OpenCV是现代计算机视觉技术当中具有开源性的视觉库，其最早是由俄罗斯Intel分公司所研发，不仅高效，而且具有兼容的优势。同时与传统IPL图像处理系统相比，OpenCV所处理的图像数据等级更高，例如在对运动物体进行特征跟踪、目标分割、运动轨迹分析以及三维模型重建等方面都有着巨大的优势。

OpenCV本身编辑的源代码是开放式的，编写过程简洁且方便，并且程序中大多数函数已经通过了汇编的最优化，使其能够更加高效地被应用。在使用OpenCV的摄像机标定模块已经为用户设计了实用性较强的接口，并且能够支持Windows界面的操作平台，使得这一技术的操作更加简便。这一技术本身操作简便，对于编程人员和检验人员个人技能素质要求并不高，视觉技术系统研发人员可以利用简便的操作来检验其设想是否能够实现，这就使得现代计算机视觉技术开发团队能够形成更好的协作研发关系，进一步提升技术研究效率。目前已知OpenCV编程系统在航空航天定位、卫星地图绘制、工厂大规模生产视觉检测等方面得到了广泛的应用，同时对于无人飞行器的视觉捕捉技术也有极大的帮助。最为重要的是OpenCV编程语言的兼容性较强，编程人员可以根据自己的意愿对源代码进行披露，并且国内也已经形成了规模较大的交流社区，给更多同行业者提供答疑解惑的场所，进一步扩大了OpenCV的应用范围。

3 基于OpenCV的计算机视觉技术

3.1 基于OpenCV下的运动物体检测技术

在常规运动物体检测技术下，均是直接通过图像背景和运动物体的区分来实现运动物体的捕捉。而基于OpenCV下的运动物体检测技术则不仅能够针对于图像背景的分离实现运动物体的观察，还可通过物体本身特定的信息来进行检测，主要包括形状、轮廓以及颜色等。这样就能够实现在复杂的背景当中将特定的运动物体完整抽离出来。其基本流程包括：首先，对影像数据当中某一时间点的图像进行捕捉，然后对这一视频图像的格式进行转化；其次，对转化格式后的视频图像进行早期处理，并将运动物体和复杂的背景区分开，降低周围各环境因素对运动物体主体图像的影响；第三，根据完成提取后的运动物体图像进行辨识，然后再从视频当中捕捉拥有相同特征的物体，并对该物体进行跟踪识别。而这一过程的实质则在于先利用图像捕捉技术对画面进行截取，然后同时利用背景差分法和帧间差分法对图像进行分割，逐帧地将运动物体完成提取出来，以供计算机进行视觉跟踪处理。

3.2 基于OpenCV的图像预处理技术

一般情况下，计算机视觉处理技术应用的环境情况较为复杂，大多数应用环境当中均有光照的变化，并且部分计算机视觉处理设备还需要在露天环境下进行工作，此时周围环境中的风、温度、光照、气候以及运动物体数量等对视频图像的采集均有着极大的影响。环境因素会使图像采集的质量大幅度降低，同时图像当中的噪点问题也难以避免，而噪点是视觉捕捉和图像处理当中最大的影响因素。因此，在基于OpenCV下的计算机视觉技术在捕捉视频图像之后先对其进行预处理，然后再由系统对运动物体进行分离、检测和跟踪。一般的预处理过程主要包括平滑度滤波、图像填充、背景实时更新等。

1）图像的平滑度滤波预处理技术

由于在实际计算机视觉捕捉过程中图像噪点是难以避免的问题，以此在对图像中运动物体进行检测前，应该相对这些噪点进行预处理，降低环境噪声对图像的影响。图像的平滑度滤波处理共分为两种方式，分别为线性和非线性。其中线性处理方式就是通过计算机处理设备的简单运算，对图像当中的噪点进行直接清除，但这一技术使用后会造成截获图像模糊不清的情况，因此仅对噪点较少的图像采用该处理方式；非线性滤波处理则是利用复杂的图像处理运算，将截获图像当中的噪点无限缩小，使其不对图像整体造成影响，并且可以有效保证图像的局部调整，但这种处理方式在运算时速度没有线性滤波处理快，因此需应用在噪点较多，图像信息较复杂的处理当中。

2）图像的填充预处理技术

这一处理技术在使用过程中运算速度较慢，主要是由于其需要对逐帧的图像均进行处理，也包括两种处理方式，分别为边缘填充和腐蚀膨胀处理。其中边缘填充处理主要指的是在确定运动物体之后，利用计算机系统自身的边缘检测处理技术，对物体的轮廓进行辨识，并利用形态学上的漫水填充方式对运动物体周围的噪点进行颜色填充，减小其对画面整体元素的影响。而腐蚀膨胀处理与边缘填充处理原理相类似，但这种处理技术主要是针对于噪点进行腐蚀和膨胀，使其在画面当中所占比例扩大，但对运动物体本身不造成影响，这使运动物体和噪点之间的差异就会更加明显，就可以将噪点的影响降到最低，但这种处理方法的效果和摄像机本身的性能、质量等有着密切的关联。

3）背景的实时更新预处理技术

在进行运动物体和背景分离过程中，计算机系统需要对图像上的背景元素进行辨识，并对其开展初始化处理，这样就能够为后期实时背景图像的差异进行凸显，以增加前景图像的效果，降低噪点对图像的影响。在运用这一技术时，首先要先对第一帧的图像进行确定，并将第一帧图像当中的背景图像元素进行辨识，然后在后期图像更新和运动物体检测过程中对背景进行实时更新处理。在更新的过程中其流程主要包括：首先，系统要对所读取的画面进行有效的判断，了解该图像是否为第一帧；其次，将Opencv处理的图像转变为单通道灰度值；第三，对转变后的图像进行高斯平滑度滤波处理，将图像当中的噪点进行去除；第四，采用形态学噪点填充技术对图像当中的噪点进行二次处理，以获得所需要更新的背景图像。

3.3 前景运动物体的提取技术

在计算机视觉技术进行运动物体的检测时，只有有效保障检测流程的准确度，才能够有效保障对前景运动物体的跟踪效果。其主要分为两大步骤，其一是对二值化后的图像数据进行分割处理；其二是在图像分析前对其进行充分的填充处理，保证前景图数据的完整性。同时，在前景图像提取的过程中也分为多个步骤，其包括：首先，对所提出的前景图像和背景图像进行差分处理；其次，将差分处理后的图像二值化处理；第三，对背景当中前景物体的轮廓或边缘进行辨识，根据前景图像的轮廓对其进行填充。由于在实际操作过程中，摄像头所处环境的变化较大，并且会在不同场所内的不同角度捕捉画面，因此就需要在前景图像提取时有效提高背景图像实时更新的效果。

利用阀值二值化的分割方式能够有效将前景图像和背景图像分离开，从而使目标运动物体能够呈现独立化，并且阀值分割方式开展前要相对每个像素点进行确定，判断其是否位于灰度值的范围内。而将该图像的像素灰度和阀值进行对比后会出现两种结果，分别是灰度值低于或高于阀值。在实际应用过程中，有效确定图像的分割阀值T，就能够降低环境当中光照因素对图像质量的影响。

4 计算机视觉技术当中的三维重建技术

1）三维重建的视觉系统

计算机视觉技术在对图像进行捕捉时可以视为是对大量的图像信息进行处理，从摄像机的视觉角度出发，其所输入的图像一般为二维属性，但输出的信息确是三维数据，而这种三维空间数据能够提升对运动物体所处空间位置、距离等描述的准确性。在三维重建视觉系统工作过程中，其相对基本的图像数据框架进行确定，然后利用一个坐标点建立2.5D图像数据，即以此点为视角能够观察到的图像数据，再将2.5D图像数据进行整合从而建立三维图像。

2）双目视觉系统

当人体利用双眼在不同角度、同一时间内观察同一个物体时，就可以利用算法来测量该物体和人体之间的距离，而这种方法也被称为双目立体感，其应用的原理主要是人体视觉差所带来的影响。同时利用两台摄像机对同一图像从不同角度进行观察，就能够获得人体双目观察后的效果，因此这一三维重建技术也被称为“双目视觉系统”。两台不同的摄像机即可代表人体双眼，其对图像进行逐帧捕获，但由于角度不同和环境影响因素的差异，因此造成了图像差异，必须对其捕捉的图像进行预处理。

3）三维重构算法

在计算机视觉技术中对于视频流的采集主要依靠的是彩色摄像机、红外摄像机、红外接收摄像头等设备。还可以利用微软所提供的Kinect设备，在进行运动物体检测前能够对NUI进行初始化处理，将系统内函数的参数设定为用户信息深度图、彩图、骨骼追踪图等数据。在使用Kinect设备对视频流进行打开时，其可以遵循三个步骤，其一是彩色和深度数据的处理；其二是根据数据的索引添加颜色信息，并将其引入到深度图数据当中；其三是骨骼追踪数据。

5 结束语

计算机视觉捕捉技术是现代计算机应用当中较为先进的内容，其应用范围较广，对于运动物体的捕捉准确度较高，能够有效推进现代计算机模拟技术的发展。

参考文献：

[1] 张海科.基于Opencv的人手识别与跟踪定位技术研究与实现[D].昆明： 云南大学，2013.

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关键词：计算机图形学；计算机视觉；可视化技术

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）01-0054-02

计算机图形学、计算机视觉以及可视化技术三者均是计算机领域重要组成部分，要做好计算机知识，就要先学好计算机图形学，但计算机图形学学习相对枯燥，尤其是算法教学难以理解，为解决这一问题，计算机视觉与可视化技术被应用到计算机图形学中。可见，三者之间存在一定的联系，因此，有必要对计算机图形学、计算机视觉以及可视化技术展开研究。

1 计算机图形学概述

1.1 计算机图形学目的

所谓的计算机图形学实际上就是怎样利用计算机表示图形，并利用计算机完成图形计算与处理，而这一过程的实现需要得到相关算法的支持。学习计算机图形学的目的是利用计算机技术为人们呈现既带有美感又不缺真实的图形（如下图1所示），为实现这一目标，就需要按照图形的要求创设合适的场景，并在一些光照模型的作用下，做好光照效果设计，在这一过程中需要计算机图形学能够与其他计算机技术相配合。经过计算机图形学出来的图像，多会以数字图像的方式展示出来，总的来说，计算机图形学与图像处理之间存在着一定的联系[1]。计算机图形学的涉及范围相对宽泛，不仅有图形硬件设计，还包括动画制作，虚拟现实等多个部分。此外，计算机图形学在动画制作中的应用频率也很高，如45分钟一集的动画影片中，85%的画面都需要用算机图形学来完成，由此可见，计算机图形学的应用频率极高，并在动画制作中发挥着不可替代的作用。因此，应重视计算机图形学的应用。

1.2 计算机图形学应用

随着计算机图形学的发展，它被应用到各个领域中，并发挥着重要作用。首先，在计算机辅助设计与制造中的应用，这是计算机图形学应用最多的领域，在计算机图形学被应用以后，不仅可以设计出更精准的图形，还能做好人机交互设计，强化修改能力。计算机图形学还被应用到三维形体重建中，利用该技术可以将原理的二维信息转化为三维信息，如在某次工程图纸设计中就应用了计算机图形学，经过一系列的处理以后，三维形体逐渐形成，最终实现了重建。其次，在医学领域中的应用。计算机图形学在医学领域中的应用多以计算可视化的形式展示出来，如在脑部手术中，医生为看清患处真实情况，经常需要利用在可视化技术的作用下将复杂的数据转化为图像，这时就体现了计算机图形学在其中的应用[2]。再者，在计算机动画中的应用，人们看到的动画影片就是计算机图形学作用的结果，以动画人物的行走为例，为保证动画人物的行走与自然人不存在过大差异，就需要应用大量的计算机技术，并在计算机图形学的作用下完成设计。最后，在计算机艺术中的应用。计算机图形学在计算机艺术中也有广泛应用，它不仅可以用于艺术制作，很多场景都是通过计算机图形学来完成的，现阶段，一些人正在利用计算机图形学创设人体模拟系统，其目的是让已故人士再次出现在荧屏上，这一目标的实现就需要得到计算机图形学的支持。

2 计算机视觉技术

2.1 计算机视觉技术含义

所谓的计算机视觉技术，实际上就是用计算机取代人眼做识别、跟踪以及测量等，同时也兼顾图形处理，其目的是让图像在计算机被处理以后更适于识别。对于计算机视觉技术来说，意在实现人工智能，主要是从图像与多维数据等方面实现人工智能系统设计[3]。计算机视觉是一种在相关理论与模型基础上发展起来的视觉系统，其主要构成部分有以下几种：

（1）程序控制，这一点主要体现在机器人设计上；（2）事件检测，多体现在图像监测上；（3）信息组织，主要体现在图像数据库等方面。计算机视觉三个阶段如图2所示，通过观察图1可以发现，计算机视觉存在于图像处理始终，从早期处理直到后期结束都存在，最终实现了3D描述，可见，计算机视觉具有十分重要的作用[4]。

2.2 计算机视觉技术的应用

现阶段，现代社会已经进入信息化时代，计算机技术也被应用到各个领域，并发挥着重要作用。计算机视觉的应用促使计算机实现了智能化，在该技术的支持下，计算机可以像人一样透过视觉看待世界万物，且具有良好的适应能力，但这一目标的实现还需要很长时间，需要一系列的努力才能实现。现阶段，计算机视觉应用最多的就是车辆视觉导航，然而，这种导航还没有实现完全自主导航，这也是需要进一步研究的地方。计算机视觉技术的适应性较好，特别适合在工业领域应用，即便是存在电子在干扰或温度变化较大的地方都能很好的运行，其整体效果也不会受到影响，再者，计算机视觉技术的嵌入性较好，成本相对较低，尤其适合在PC方案中使用，同时，具有一定的非接触能力，能够获取大量信息，且不受距离限制，总的来说，计算机视觉技术总体效果较好，适合利用在各种工业环境中应用，因此，应重视计算机视觉技术的应用[5]。同时计算机视觉还被应用到移动机器人设计中，主要是利用小波模板展示人体形态，然后做图像扫描，这样就可以顺利完成小波变换，进而了解到人的存在。同样，将计算机视觉应用到机器人设计上，可以自动检测出正在行动的人或车辆，而无法检测到静止的人，之所以会出现这样情况，主要是由于其中采用率步态分析法。

3 可视化技术

3.1 可视化技术含义

可视化技术是一种综合了计算机图形学与图像处理于一体的技术，它可以将复杂的数据转化为图像并在屏幕上展示出来。在可视化技术中，融合了以上两种技术的特点，并在多个领域都有应用，随着可视化技术的应用，不仅有效实现了数据表示，还强化了数据处理能力，更对数据决策分析有一定作用[6]。现阶段，虚拟现实技术已经成为可视化技术主要发展方向。

3.2 可视化技术的应用

首先，在计算机图形学教学中的应用，计算机图形学相对枯燥，相关知识也很抽象，不便于学生理解，在计算机图形学中最重要的部分是曲线曲面，而这些曲线曲面多是与数学模型有关，具有一定的抽象性，学生理解难度较大，以往教师只能通过一系列的公式演算帮助学生理解，尽管这样依然难以让学生掌握曲线变化情况，学生依旧无法正确理解。为减少这种情况的发生，可视化技术被应用到计算机图形学教学中，教师将抽象的知识用动画的形式展示出来，学生只要观看动画，拖动一定的控制点就可以了解到曲线变化情况，这样一来不仅增加了教学趣味性，学生也可以随意变动曲线，让复杂的知识变得简单，深化学生对计算机图形学知识的深度理解，同时，利用可视化技术在一定条件下，还可以完成代码编译，如在Actoin ScriPt中做编译，这样也可以增强学生的理解能力[7]。

其次，在医学领域中的应用。医学领域对于可视化技术的应用主要体现在放射治疗与矫正手术上。通过可视化技术可以屏幕上看到手术整个过程，并将原来细节部位放大，手术医生观察的更加细致，手术成功几率也会大幅度提升，患者生命也能得到保证（如图3所示）。如在对某名患者进行身体检查的过程中需要应用到可视化技术，由于通过检查会获得大量数据，而这些数据又相对复杂，但在可视化技术下就可以通过图表、曲线图或立柱图的方式展示出来，经过可视化技术的作用，了解到患者的血糖为5.6mmol/L，医生可以根这一数据做出诊断，而不必再分析这些数据。据不完全统计，80%的医疗检查工作都是需要利用可视化技术。

地质勘探是我国最重要的工作之一，由于多数矿藏都深埋地下，即便使用探测仪受多种因素影响也无法了解到实际矿藏情况，这就需要应用到可视化技术，在可视化技术的作用下，相关工作人员可以了解到地下有无矿藏，如果存在矿藏，相关工作人员也可以了解到矿藏所在位置与实际储备量，进而为矿藏开采奠定基础。如在地质勘探中，相关工作人员利用可视化技术做地形图整理，然后从中提取地形数据，再用CATIA做导入，这样就可以完成地形模型创建，这样就完成了三维地质模型创建工作，同时在相关工作台的影响下，还可以完成地形数据导入，进而生成一定的地形云点，如果其中存在错误，可视化技术也可以将其中的错误内容删除，这些都是可视化技术所带来的好处[8]。由此可见，可视化技术已经成为地质勘探中不缺少的技术。

最后，在气象预报中的应用（如图4所示）。利用可视化技术能够将数据转化为图像，通过观察图像就可以了解到云层变化情况，同时也能了解到实际风力大小与风走向等，气象预报人员就可以根据图像做出精准分析，需要了解气象变化的人也能了解到现实情况，如果气象条件恶劣，相关工作人员也可以及时做出工作调整，减少危险事件的发生。据不完全统计，可视化技术在气象预报中的应用频率高达100%，由此挽回的经济损失高达13.2亿元，可见，可视化技术在气象预报中的应用十分有必要，因此，应重视可视化技术在气象预报中的应用。

4 结语

通过以上研究得知，计算机图形学、计算机视觉以及可视化技术三者各具特色，三者间也存在一定的关系，尤其是可视化技术综合了前两者的特点，并融合了其他技术，在很多领域中都有应用。可视化技术是现阶段应用最多的一种技术，在计算机图形学教学中也有应用，并发挥着不可替代的作用。本文分析了计算机图形学、计算机视觉以及可视化技术的含义与应用，希望能为相关人士带来有效参考，正确利用这些技术。

参考文献：

[1]陈敏雅，金旭东.浅谈计算机图形学与图形图像处理技术[J].长春理工大学学报，2011（01）：138-139+146.

[2]柳海兰.浅谈计算机图形学的发展及应用[J].电脑知识与技术，2010（33）：9551-9552.

[3]滑瑞朋.计算机图形学的应用及研究[J].山西科技，2012（05）：37-38+45.

[4]刘涛，仲晓春，孙成明，郭文善，陈瑛瑛，孙娟.基于计算机视觉的水稻叶部病害识别研究[J].中国农业科学，2014（04）：664-674.

[5]关然，徐向民，罗雅愉，苗捷，裘索.基于计算机视觉的手势检测识别技术[J].计算机应用与软件，2013（01）：155-159+164.

[6]许志杰，王晶，刘颖，范九伦.计算机视觉核心技术现状与展望[J].西安邮电学院学报，2012（06）：1-8.

篇5

【关键词】动态图像序列;自动扶梯;客流量;测量

视频处理技术的产生和发展使得其应用范围越来越广泛，在这之中，动态图像序列处理技术因其在监控和管理方面的智能化特点，有着非常广泛的应用前景，其在自动扶梯客流量测量分析方面的应用为保证大型场所中自动扶梯的安全性提供了保障，对其进行研究是有着非常重要的意义的。

一、自动扶梯与其客流量

自动扶梯的定义是，由一台特种结构形式的链式输送机和两台特殊结构型式的胶带输送机所组合而成的，用以在建筑物的不同层高间运载人员上下的一种连续运输机械。其主要部件包括梯级、梯级驱动装置、驱动主机、传动部件、紧张装置、扶手装置、金属结构、梯级导轨、上下盖板、梳齿板、安全装置和电气控制系统等。自动扶梯具有连续性强，运输量大的特点，在人流集中的场所有着广泛的应用，比如在商场、飞机场、火车站、地铁站以及一些大型的娱乐场所中都可以看见人们利用自动扶梯来达到移动的目的。

自动扶梯的工作流程为：自动扶梯的梯级链作为扶梯的核心部件，一系列的梯级与两根牵引链条连接在一起，在按一定线路布置的导轨上运行即形成自动扶梯的梯路。牵引链条绕过上牵引链轮、下张紧装置并通过上、下分支的若干直线、曲线区段构成闭合环路。这一环路的上分支中的各梯级（也就是梯路）应严格保持水平，以供乘客站立。上牵引链轮（也就是主轴）通过减速器等于电动机相连以获得动力。扶梯两旁装有与梯路同步运行的扶手装置，以供乘客扶手之用。扶手装置同样由上述电动机驱动。为了保证自动扶梯乘客的绝对安全，在扶梯的主要部件处还装设多种安全装置，当扶梯有发生意外的倾向时，电气系统能及时的制停扶梯。

自动扶梯作为一种凭借运输带进行人员运输的工具，在大型场所的人员运输方面发挥着不可或缺的作用。当行人在自动扶梯的任意一端踏上梯级，就能被自动带到自动扶梯的另一端。扶梯可以一直保持相同的行走方向，但是绝大多数的自动扶梯可以根据时段和人流的需求，由管理人员对其行走方向进行控制。

自动扶梯在实际应用中，由于乘客自身情况存在差异性，因此并不能保证自动扶梯的每节台阶上都能满足理论上的人数设计，另外，在自动扶梯连续运转时，也不能保证乘客都能准确站在台阶上。因此，自动扶梯的实际运送能力与理论水平还是存在一定的差距。因此，为了保证自动扶梯的安全性，就要采取一定的措施对自动扶梯的客流量进行测量和分析。

二、计算机视觉系统

随着计算机技术的发展，计算机视觉研究的技术也越发成熟，目标检查和跟踪技术作为其中一个十分重要的部分引起了人们的广泛关注。

人类通过多种感觉器官形成对外界环境的感知，而在这些感知信息中，绝大多数的信息都是通过视觉，即通过人眼获得的。视觉作为一种高清晰度的媒介，能够在外界环境中实现信息的获得，还能对获得的信息进行处理、存储和传输。而为了填补智能机器在这个领域中的空白，从而实现捕获图像并对图像的属性进行描述及理解的目的，计算机视觉这门学科便应运而生。

计算机视觉的原理就是利用成像系统来代替视觉器官作为输入手段，利用计算机来代替人脑作为处理和解释的系统，从而使计算机能够实现如人一样的功能，通过视觉上观察到的事物和状况来理解、解释当前的事项，并依据视觉系统观察到的不同状况，自动做出适合当前状况的处理。但是要想达到这个目标，是要经过长久努力的，因此，人们在实现最终目标之前，首先确立了一个中期目标，这个中期目标就是建立起一种视觉系统。此视觉系统能够达到一定程度上的智能化，依据视觉敏感度和反馈完成一定的任务。自主车辆的直觉导航系统就是计算机视觉的一个重要的应用实例，然而，截止目前，还未能实现同人一致的对于任何环境都能进行识别和理解的能力，对于自主导航系统的实现还存在一定的差距。基于此，人们又将研究目标转向了高速公路上的道路跟踪能力，从而实现视觉辅助驾驶系统的开发，避免车辆在行驶的过程中与前方车辆发生碰撞。

需要特别指出的是，在这种计算机视觉系统中，计算机在其中的作用只是代替人脑的作用，但并不代表计算机就一定要按照人类视觉方法来处理视觉信息。计算机在处理视觉信息时，还是应该依据计算机系统本身的特点来进行，但是人类视觉系统作为目前为止人们所知的、功能最为强大和完善的视觉系统，还是应该作为计算机视觉研究的指导方向和启发方向。而这种由计算机信息处理的方法来研究人类视觉并建立起人类视觉的研究，被称为计算视觉，也是计算机研究中一个重要的研究领域。

随着人们逐渐步入信息时代，计算机技术广泛渗透于各个领域。究其原因，主要是因为很多没有经过专业计算机训练的人也要使用计算机，同时，计算机随着科学技术的不断发展，其功能性也在不断地增强。然而，这也相应为计算机的使用带来了一定的弊端，比如，计算机的使用方法也变得越来越复杂，这就在一定程度上导致了人本身的灵活性与计算机使用时的死板要求形成了强烈的反差和矛盾。前者可以通过听觉、视觉等各种感官知觉与外界进行信息交换，还可以通过大脑的处理，用不同的方式传达相同的意义，而计算机却只能依照之前编写的程序语言来运行程序来实现运行的目的。因此，为了能方便更多的人应用复杂的计算机，就必须要通过一些有效的措施来改变从前计算机为主体，人去适应计算机的状况，而应该以人为本，交换主体，让计算机来适应其使用者的需求和习惯，以人的习惯为要求指向，让计算机具有听觉、视觉等能力。同时，计算机还需要具有一定的逻辑推理能力和决策能力。而这种计算机即智能计算机。智能计算机的出现，使计算机的使用更加方便和人性化，以智能计算机为基础的系统也为各个领域的发展带来了巨大的促进作用，替代了很多繁重的工作，提高了工作效率，并且保证了工作人员的作业安全。

同时，在计算机视觉研究领域，运动目标的检测识别和跟踪技术一直都是一个热点问题，其对识别精度和实时性要求更高，其算法的好坏会给结果的稳定性和精准度带来直接的影响。而这些方法的实现都是基于动态图像序列。

三、基于改进型Hausdorff距离的人体检测

自动扶梯客流量的测量工作是极具现实意义的，通过对大型场所内自动扶梯的客流量进行测量，可以有效对客流量进行控制，提高人员和建筑的安全。而测量工作的实现是基于摄像头获得的动态图像序列，并通过序列进而识别出人数和即时速度。为了能够准确识别出自动扶梯上的各个人体，可以采用Hausdorff距离识别方法。这种方法即使在有光线问题或者遮挡问题导致人体特征现象发生时，也能完成对人体的识别。而Hausdorff距离模板又具有适应性强且计算量小的优点。但是在很多应用场合中，一旦被测图像中有些边缘信息消失或者存在大大量与人体特征无关的点时，这种距离模板的匹配就不能达到令人满意的效果。

Hausdorff距离的模板匹配及其缺陷

Hausdorff距离是用来描述两组点集间相似度的量度，是一种集合之间的定义形式。若设A、B为两个有限点集，则Hausdorff距离则可表示为：

H（A，B）=max（h（A，B），h（B，A）） （1）

h（B，A）=max{mina-b} （2）

当Hausdorff距离用于二值模板与图像之间的匹配时，首先要计算这两个二值图像的距离变换。由（2）计算出有向距离，再由（1）得出Hausdorff距离的值，从而判断出匹配情况。但是需要特别指出的是，一旦图像中存在突发的噪声时，Hausdorff距离值也可能变得很大，从而造成目标物体不能被有效检测。另外，当所测目标物因为光线的问题或者遮挡问题只有部分物体特征呈现出来时，Hausdorff距离的值也可能会很大，也就是说目标物体还是得不到检测。

针对以上方法存在的缺陷，为了进一步提高此方法的稳定性，对（2）进行了改进，有相距离表示为：

从而通过对不同区域下的界定就可以有效去除二值匹配过程中干扰因素的影响。

基于滤波的目标预测跟踪

可以采用滤波器进行预测和跟踪匹配位置中心点。此处滤波器将被用于匹配中心点在下一图像中的位置，假设这两个坐标之间不相关，则就可以实现对这两个中心点的分别预测和跟踪，极大提高了算法的执行效率。而在下一帧中检测目标时，就可以缩小搜索范围。这不仅使得该算法的执行速度得到了提高，还使之更适于自动扶梯客流量状况测量的实时操作。

四、结语

自动扶梯客流量的测量对于扶梯的安全使用有着重要的意义，相信随着科学技术的不断发展和科研人员的不懈努力，在不久的将来，一定会出现更为方便、准确的测量方法，并在各个领域上得到有效应用，为计算机视觉系统的发展提供坚实的基础。

参考文献

[1]贤云得.机器视觉[M].北京：科学出版社，2004.

[2]张强.动态图像序列中目标检测与跟踪技术研究[D].华北电力大学，2012.

篇6

关键词：计算机技术；轮廓提取；视觉测量

计算机视觉测量技术是一种综合技术，融合了光电子技术、计算机技术、图像处理技术等多种技术。在对采集对象进行处理之后，就可以得到目标物体的几何特征参数。想要得到准确的图像，就必须重视目标物体的轮廓提取参数。在计算机视觉测量系统中，为了保障测量的精准度，选取合适的轮廓提取方法也是很重要的。边缘检测法是轮廓提取方法中主要的内容，该方法借助于空域微分算子，使图像和模板完成卷积。边缘检测方法中的局部算子法，具有实现简单、运算速度快等优点。梯度算子、Sobel算子、Roberts算子、canny算子，都是经典局部算子法。本文提出了基于灰度阈值法的原理，根据链码跟踪技术对轮廓信息进行存储，实现图像轮廓的提取。这种方法具有准确度高、稳定性好等优势，在工程上的应用十分广泛。

1 轮廓提取的原理

轮廓提取指的是从物体图像上得到物体外形，它能够有效保障测量的精确度。由于计算机视觉测量图像只含有目标和背景2类区域，应该利用阈值分析法对图像进行分割。为了确保二维图像中没有噪音，可以利用非线性的滤波能力消除噪音。为了实现轮廓提取，将会掏空图像内部的点。通过链码跟踪技术对轮廓的信息进行存储，使图像的轮廓处理工作量得以减轻。轮廓提取的工作流程是：首先对原始图像进行预处理，消除噪音后可以得到平滑的图像。然后，对图像进行阈值分割得到二维图像。对二值图像进行轮廓提取，就可以得到图像的边界点。最后，再根据跟踪算法将轮廓存储为链码序列的形式。

2 图像轮廓提取的关键技术

轮廓提取技术是计算机视觉测量技术中的重要组成部分，轮廓提取技术主要包括图像预处理技术、阈值分割技术、轮廓提取技术和链码跟踪技术等内容。本文将具体介绍几种关键的图像的轮廓提取技术。

2.1 图像预处理技术

通过光学成像系统产生的二维图像经常含有各种噪音。为了提高计算机的视觉能力，增加计算机的分析和识别能力，必须消除掉这些二维图像中的噪音。有目的地显示出有用的信息，消除掉无用的信息，这种方法就是图像预处理技术。图像预处理技术能够有效增加图像的清晰度，是一种关键的计算机视觉测量技术。图像的预处理技术是指在图像输入过程中对图像进行处理，从而得到清晰图像的技术。图像的预处理技术的内容很多，比如图像中如果含有噪音，就需要除掉图像中的杂音，提高图像的语音效果。对于一些比度比较小的图像，就需要对其进行灰度变换。对于已经模糊的图像，应该进行各种复原处理。对于失真的图像，应该采用几何方法来校正。

计算机视觉测量中的图像预处理技术，能够有效地提高图像的画面质量，让图像便于处理，更易于测量。图像预处理的方法有很多，通常情况下，主要采用图像平滑处理、图像锐化处理、图像边缘增强等技术。

2.2 阈值分割技术

由于计算机视觉测量技术中只有目标和背景两类区域，本文将采用单阈值法来分割图像。阈值分割法在实施的过程中，先要确定分割阈值，再将分割阈值与像素的灰度进行比较。

阈值分割法的原理是：首先设定图像的灰度区间在z的最大值和z的最小值之间。在该区间设定一个阈值Z，阈值Z的大小在z最小值与最大值之间，令图像中所有灰度值小于或等于Z的像素，将它们的新灰度值设定为0，大于Z的像素新灰度值设定为1。经过这样的阈值分割，就可以得到输出的二值图像。

阈值分割的工作尽量保留原图像，在此基础上，应该去掉一些冗余信息。但阈值分割法中最为关键的就是阈值z的确定，这是灰度值的突变点。本文将采用迭代法来确定阈值Z，根据灰度直方图来确定初始阈值，将图像分割为目标和背景，计算目标和背景灰度的平均值，可以利用循环迭代的方法求出差值较小的阈值，该阈值就是灰度阈值Z。这种方法求灰度值算法简单，便于实现，其具体的步骤是：首先，求出图像的最大阈值与最小阈值，令初始阈值为最大阈值与最小阈值和的一半。然后，再利用初始阈值将图像分割为目标和背景，分别求出目标和背景的平均灰度值Zo与Zb。Zo与Zb和的一般就是新阈值Z，如果新阈值Z与初始阈值相等，那么新阈值Z即为所求阈值。

2.3 轮廓提取技术

通过对阈值分割后的图像进行缺陷修补，还需要利用轮廓提取技术，最后才能得到图像中目标的二维轮廓。本文将采用掏空内部点的方法对二维图形进行轮廓提取。假定背景颜色为黑色，目标颜色为白色。当目标中有1个点为白色，这个内部点周围的8个点都为白色时，就可以将这个点和它周围8个点都删除，把内部点全部掏空。

在二值图像中，假设背景的灰度为0，目标灰度为l，那么边界轮廓的提取方法如下：如果中心像素值为O，那么其余相连8个像素均规定为1；如果其余相连8个像素为1，那么将把中心像素值改为0；除此之外，中心像素将一律设定为1。根据这样的规则，就可以得到图像的轮廓。

2.4 链码跟踪技术

链码是一种改进的坐标序列存储结构，链码用指向中心像素P的8个方向来表示，每个方向都存在着45度的夹角。对于轮廓图像来说，除了起始像素以外，所有的像素都可以用8个像素方向来确定。轮廓跟踪是以链码的方向来进行的，上一个轮廓点将会影响到下一个跟踪点。这种方法能够加快像素扫描的速度，能够有效地提高跟踪效率。

链码的跟踪过程如下：（1）通过扫描得到初始轮廓点，将该点的坐标定位（x，y），进入步骤（2），如果扫描之后得不到轮廓点，那么进入步骤（4）。（2）按照链码的方向来扫描当前与相邻的8个区域，如果遇到轮廓点，用“-”设置停止扫描跟踪，并记录该店的链码值，转进步骤（3）；如果扫描过程中没有遇到轮廓点，则设置结束跟踪标志，将扫描点重新设置到起始点（x，y）坐标上，转退步骤（1）。（3）用底色填充扫描轮廓点，将当前点设置为跟踪到的轮廓处，转退步骤（2）。（4）用“-”设置结束所有轮廓跟踪。

根据上述步骤，不仅可以算出链码序列，还能够求出链码序列中的坐标、方向，甚至能求出链码的具体值。为了区别链码序列中的不同轮廓，要使用特殊标志将它们分开。为了找出封闭轮廓的起始点，应先标出链码方向序列，将轮廓结束标志最后标出。在自闭式轮廓跟踪系统中，序列的记录工作是根据轮廓线条顺序进行的，这将大大方便后续轮廓处理工作。

通过链码的解密工作，可以求出链码表示的轮廓值，解码的过程和编码的过程相同。链码和像素之间存在一一对应关系，可以用数组的方法来解决解码问题。对于X坐标的数组，可以将它们设定为X[8]，X[8]={1，1，0，-1，-1，-1，0，1}。对于Y坐标的数组，可以将它们设定为Y[8]，Y[8]={0，1，1，1，0，-1，-1，-1）。通过处理这种链码序列，可以求出不同轮廓的坐标值。

3 图像轮廓提取效果分析

如果图像在没有受到干扰的情况下，就能够提取到较为清晰的轮廓。但是如果存在某种敏感性因素时，就会严重影响图像的轮廓提取效果。利用20%的椒盐噪声影响一个花瓶图像，在预处理环节对其滤波之后，会产生出图像5（c）。以这种图像为检验标准，对其进行轮廓提取试验。同时，也可以利用Sobel，Robets，Canny等算子对该图像进行边缘提取试验，将实验得出的结构图像，与轮廓提取试验中得到的图像相比较，可得到图1。

根据图1可以看到，Sobel算子、Robets算子、Canny算子在受到干扰的情况下，对图像轮廓的提取效果不是很好，会出现断线、噪声等问题。而采用本文方法的轮廓则能保持较高的清晰度，这种方法适用性强，无噪音，未来必将会得到广泛应用。

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【关键词】粮油；品质检测；新技术；探究

一、粮油品质检测评价新技术概况

粮油产品作为关乎国计民生的重要物资资源，如何保障粮油产品的安全，促进国民生活健康发展对国家安全有着重要意义，当前我国粮油安全问题较为严峻，以次充好、以假乱真的不法行为严重扰乱粮油市场的健康发展，同时更对居民生活构成严峻威胁。探索高效、便捷、准确的粮油品质检测评价技术能够较好的检测出样本的优劣水平，及时区分出产品的优劣，为粮油市场的有序发展以及居民食用粮油安全奠定基础。传统的粮油品质分析检测技术较为落后，程序较为复杂难以满足现代化生产的需要，例如在品质分析中由于人为性的主观因素较强，难以对样本粮油给出客观准确的评价，而化学测定中又需要破坏大量粮油样本，成本较高。所幸随着传感技术等新型科学的迅猛发展，借助于计算机视觉技术、电子舌技术和电子鼻技术等，粮油品质检测评价实现了无损检测，且具有极大的便利性和准确性，当前作为粮油品质检测的新技术，这三种技术已经的到了广泛的发展和运用，在粮油品质检测中有着广阔的发展前景。

二、三种新技术在粮油品质检测评价中的应用

（一）计算机视觉技术的应用

通过计算机视觉技术对粮油品质进行检测评价主要是针对粮油的色泽以及粮食的颗粒形态和纹理等进行外观分析，由于在外观评价中人工检测的工作量较大，主观性强，难以形成客观标准，通过计算机视觉技术可以将图形信息分析到极致，然后对比特征参数以获得较为准确和客观的品质评价结果。当前计算机视觉技术已经在粮油品质检测评价中的到较为广泛的运用，其中在对稻米的检测中垩白、粒型、黄粒米率、整精米率、蛋白质含量、直链淀粉含量等品质指标已均能够获得较为精准的测量数据，测试精度满足要求，从而为有效评价样本品质提供了坚实的基础数据。同样利用计算机视觉技术对油脂进行品质检测也是通过色泽判断来完成评价，当前最主要的检测方法为罗维朋比色法和重铬酸钾法，通过计算机视觉技术对油脂成像进行精细化处理，较好的重现油脂色泽并有效避免了人工检测的主观性，能够准确分辨出油品等级，检测误差非常小。在粮油检测中科学手段的不断丰富发展，在对样本进行视觉分析中使得误差率得到不断降低，从而有效提升了粮油品质检测的可观性和准确性。

（二）电子舌技术的应用

电子舌技术最早起源于上世纪80年代中期，是一种模拟动物味觉的一种设备，主要用于对液体味道的分析和识别。电子舌通过传感器阵列对样本做出相应并输出对应信息，然后通过计算机系统对数据进行处理，再对比数据库信息从而得出样本味觉特征结果。在粮油检测方面，电子舌主要是利用了粮油中部分具有氧化还原活性的物质，这些物质具有敏感的感官刺激以及抗氧化性等特点，因此只需要通过电化学传感器阵列进行直接分析即可过的粮油品质评价。根据最新研究成果显示，通过电子舌已经能够很好的区分不同类型的粮油和品质，这种装置只需要将样本粮油涂到改进了的碳层电极，然后放入不同的电解水溶液中观测并收集其电化学反应获得的电势信号。最后通过输入样本粮油的主要成分来分析不同类型的粮油所产生的信号特征，进而达到鉴别、检测、评价粮油品质的目的。该种方法在实验中针对六种粮油和三种橄榄油进行了评价，实验结果表明该方法在粮油品质评价上具有良好的区分度和较强的可信度。

（三）电子鼻技术的应用

电子鼻的应用原理基本类似于电子舌，都是通过传感器阵列来达到模仿动物感官针对特定物品进行精确鉴别的一种电子装备。而事实上电子鼻要远比动物鼻子更加厉害，我们通过嗅觉知识判别出样品的直观气味，对细微差别并不能做出客观评价，而电子鼻则能够通过气味刺激来准确呈现样品品质。当前电子鼻技术具有效率高、使用广泛和准确性等方面的特点，在粮油检测领域同样发挥着重要作用。针对粮油的检测电子鼻主要发挥着许多方面的作用，针对粮食品种主要有四种：一是对谷物霉变做出判断；二是判断谷物虫害情况；三是对谷物品种以及其品质做出判别；四是对谷物存在的年限做出分析。而针对油脂产品主要是对油脂进行定性分析和质变分析，首先通过电子鼻对不同油品的气味进行判别来区分不同类型和品质的粮油，如对橄榄油进行定级，判断油脂掺伪情况等，这些信息都可以通过电子鼻得到准确反映。其次粮油质变之后会产生难闻的气味严重影响粮油的品质，更会给消费者带来严重的健康危害，利用电子鼻对气味的区分技术来监控或者对粮油进行检测，可有有效并及时发现油品的酸败和异味的产生，从而对粮油品质做出准确评价。

三、结语

粮油品质的检测和评价是一项复杂的工作，在对样本进行评价过程中需要一定的客观指标作为依据，信息技术的发展为粮油品质检测评价提供了更加便捷和客观的检测方法，有效避免了人工检查的主观性影响，根据当前对计算机视觉技术、电子鼻和电子舌技术的不断研究和探索，其在粮油检测中也必将发挥着越来越重要的作用，为粮油品质检测评价提供更加准确、客观、可信的数据支持。

参考文献

[1]胡桂仙，王建军，王小骊，董秀金，朱加虹.粮油品质检测评价新技术的研究进展及展望[J].中国粮油学报，2011（03）

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【关键词】电力系统；发展趋势；新技术发展

0 前言

电力系统是我国国名经济的基石。电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。现代社会需要的是安全可靠经济的电能。电力系统主要由发电输电变电配电及用电等5部分组成。电力系统是一个具有复杂的大系统由于用户的不断增加的需求，电网对于技术的要求水平也提出了越来越高的要求。

1 电力系统自动化的发展趋势总的发展趋势的特点研究

1.1 电力系统自动化的图形化特点

因为电力系统联网工程的正式启动，电力系统的调度管理、数据计算分析呈现出传输路径的交叉性，信息更新越来越高速这样的几种特点。在计算机技术和通信技术的快速发展下，电力系统技术整合也在蓬勃发展着。电力系统信息数据处理上已经不再使用传统的处理方式，而是使用图形化处理这样的新技术，这样看到图形，电力系统管理者就能了解电力系统的变化发展趋势，也就能对未来电力系统软件开发带来丝丝先机。

1.2 电力系统自动化的远程化特点

过去电力系统的硬件平台大部分是计算机，外加使用扩展测控法对接口电路工作开展监测。此类的设计有很多的优势，这种类型的设计的周期很长，扩展性也很好。但是这样的设计方式也具有着高成本、大体积、大功耗以及灵动性差的多种缺点。现在，正是有着网络技术的不断更新和电子技术的不断进步，远动终端设备已经变为越来越接近最优化、智能化和小型化、协调化。因此，建立在此基础之上的电力系统也具备了远程化的特点，使电力系统自动化在控制系统方面的发展更加贴近智能化。

1.3 电力系统自动化的分布化特点

发电率范围在几十兆瓦至几千瓦之间并且模型较小的发电单元，它的地点处于用户周围还有有高效和可靠特点的称为电力系统自动化技术分布化。分布式发电主要包括以液体或气体为燃料的内燃机、太阳能发电、微型燃气轮机和风力发电等等的其他一些发电方式。这种发电技术具有很好的灵活性，能够给与用户各不相同的感受。还能为边远商业区域提供可靠的电力资源，让他们使用具有再生特点的资源进行多次发电，这样的电能还具有稳定度高的特点，是具有分度化的特色。极端及技术、新材料技术和电力电子技术都要作为支柱技术被在其中使用。

2 电力系统与新技术的结合

2.1 与智能计算机的结合

计算机视觉技术就是与智能计算机的结合之一。使用计算机视觉技术能够方便的获得多种图像信息。在电力系统中应用计算机视觉技术。目前，计算机视觉技术使用在电力系统中的作用是修改遥控系统在此同时提高它的性能。这主要表现在使用在线监测和开展无人操作或者环境监视，红外图像监测是电力设备在线监测常用方法中效果最好的。它既有这使用方便，又有着精准度较高的特点。红外图像识别方面主要就是使用计算机视觉技术，这样能取得较好的效果。计算机视觉技术的工作原理是在科学获取电力设备实时红外图像和电力设备正常工作时图像后，将两者开展对比。如果出现不正常。也就因此能够证明电力设备出现问题。第开展无人操作或者环境监视是使用微波双鉴探测器进行协助，将差分图像以及流光法一起使用对移动物体开展监测。如果出现不正常现象，那么系统就可以识别出来，并且警告我们。因为计算机视觉技术还处于起步阶段，其存在一定的不足之处。虽然计算机视觉技术发展迅速，但计算机视觉技术发展的并不完善，因为图像识别自身的复杂性的原因，所以现阶段还不能实现完全的无人操作。正是因为有着这些原因，在大多数情况下，计算机视觉技术只能够作为一种辅助技术。

2.2 与微机保护系统的结合

在电力系统自动化技术发展速度过快并且伴随着相关微机设备应用范围越来越普遍的情况下。人们越来越严格的要求微机保护系统。更简单的说，也就是原有的电力系统自动化技术当中的微机保护系统已经无法满足社会发展的需要。人们需要的微机保护系统应该具备更加牢靠与稳定的可以对通信进行保护的能力。这样才能够达到人们希望人机互动的效果。这样的系统在对硬件提高出高要求的同时也对软件业产生了更加具体的要求。例如，我国在上世纪末将第一套微机线路保护设备投入使用，并且该设备因为性能占据极大的优势从而获得世界各国用户的普遍认可。

在继电保护设备中，我们更加需要完善的问题就是设备的实时性。设备的实时性直接关乎电网的安全稳定，它直接受到其影响。假如设备实时性出现缺陷，会给电力系统带来难以补救损失的可能性。现阶段在我国电力系统中应用的嵌入式系统通常来说主要为C/C++语言。这是因为该系统不仅灵活性高并且可移植性也很强。同时该系统还使用了能够随时改变的模块化，目的在于处理好各种存在可能性会产生的问题但是却又不能够进行更换的难题。在提供便利的同时也能够尽最大的努力满足用户各种要求。

2.3 与GPS安全监控系统的结合

GPS的全称是全球定位系统。这是一个卫星系统。它能具有导航、定位、授时等功能的原因是它可以保证在地球上任意一点都可以同时被观测到。高精度、高效率和低成本都是GPS定位技术具有的优点。正是在这些优点的帮助下，它才能在各类大地测量控制网获得加强改造，也因此具有了较为普及的应用。目前，GPS技术出现了一个不断进步的境地，而将GPS技术使用到电力系统当中的条件也越来越松。电力系统使用GPS动态安全监控系统后取得效果很好。不仅能够对系统开展实时且有效的监控，同时还能够将GPS定位技术的精准度高并且效率快以及成本低的优势完全体现出来。可以对管辖区内的大地测量控制电网进行合理的监测。电力系统使用GPS动态安全监控技术后。基于GPS的动态安全监控系统指的是电力系统采用GPS所实现的光纤通信技术和同步测量技术。电力系统的动态安全监测管理主要包括动态相量测量系统、定时系统、中央信号处理系统和通信系统四个部分的内容。使用GPS和EMS监控系统能够做到对数据的动态、集中处理、定时等，为相量的控制提供条件。实现动态检测是我们必须做的，同时也是是电力系统发展的要求。

动态安全监控系统是基于GPS统一时钟的新一代EMS。各种各样的电磁暂态故障记录器和集中在稳态运行监控和数据采集（SCADA）系统是电力系统目前主是在录音的过程中使用的监控工具。前面具有记录数据冗余，记录时间短，缺乏沟通不同的录音机，让困难分析系统作为一个整体的动态特性：后者记录数据刷新间隔时间，但是用于系统的稳态特性。很难分析整个系统的动态行为的原因是都有一个共同的、缺乏精确的时间戳之间的联合不同位置即记录数据只是部分有效。新一代的基于GPS动态安全监控系统，是一个相结合的新的和现有的SCADA的动态安全监控系统。在这样的新技术下，GPS同步相量测量技术和光纤通讯技术和实施总量控制提供了条件。

在大型电力系统的稳定性和振动监测中常用的GPS系统的研究获得了一定的成果。在现实生活中已投入运行，例如GPS同步相量测量装置监控系统在南方电网投运。中国南方电网功率角振荡天骨干接触线己广泛应用在网格中的500千伏线路可以在实时调度中心观察。

3 结语

电力系统自动化技术无疑具有着很大的潜力在计算机技术、信息技术、控制技术的发展下，也将有更多的技术出现。随着它们的出现，电力系统将更加自动化，为人们提供更好的电能。

【参考文献】

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关键字：摄像机标定；几何模型；传统标定；自标定

1．引言

随着图像技术和计算机系统的发展，计算机视觉技术已广泛进入人们生活的各个领域。摄像机标定技术作为计算机视觉领域的一个重要研究内容，主要用于机器人定位，工业控制，交通监管、三维重建等方面。计算机视觉中使用的摄像机一般为价格低廉的非量测CCD摄像机，这种摄像机内部参数不知或不稳定，图像分辨率不高，并且存在较大的非线性畸变。鉴于这些特点，对摄像机标定的精确度、稳定性以及实时性的研究显得尤为重要。

2．摄像机标定的基础理论

2.1摄像机标定的含义

所谓摄像机标定，就是从摄像机获得的图像信息出发，根据物体的空间三维信息和图像中二维信息的对应关系，从而确定摄像机的成像几何模型，模型的参数就是摄像机的参数。[1]即摄像机的标定过程也就是求解摄像机内外参数的一个过程，其中内参数包括焦距、光心、纵横比、畸变系数等，外参数则由空间位置和方向，即旋转矩阵和平移矩阵组成。

2.2.图像坐标系、焦平面坐标系、摄像机坐标系和世界坐标系

如图2-1所示，（）为图像坐标系，以像素为单位；（）为焦平面坐标系，以实际物理长度为单位，O1为摄像机光轴与图像坐标系的焦点，通常位于图像的中心。两坐标系间存在如下关系式：

（式2-1）

图2-1 图像坐标系与焦平面坐标系

摄像机的成像原理图如图2-2，摄像机坐标系和世界坐标系的关系可由3*3旋转矩阵R和3*1平移矩阵t表示（见式2-2）。[2]摄像机坐标系和焦平面坐标系的关系表示为式2-3.

（图 2-2 摄像机坐标系、世界坐标系和焦平面坐标系

2.3.摄像机几何模型

摄像机的几何模型是光学成像的几何关系的简化，大体包括线性和非线性模型。

2.3.1线性模型

线性模型是最简单的摄像机模型，也称为针孔模型，是将空间的三维直线投影为图像上的二维直线。空间中的任一点P可表示为式2-4，再由式2-1~式2-4，可得式2-5。

其中，为u轴和v轴的夹角。为图像主点坐标，K为摄像机内参矩阵，为摄像机的外参矩阵。

2.3.2 非线性模型

实际应用过程中，特别是使用广角镜头时，图像上会产生畸变，线性模型此时便不能准确的描述成像关系。通常所说的畸变包括径向畸变和切向畸变，一般情况下，径向畸变的第一项就足以描述镜头畸变。[3]

径向畸变： ，其

中，，为径向畸变系数。

3．摄像机标定方法

摄像机标定技术已比较成熟，方法很多，但仍然没有一种能够普遍适用。摄像机标定技术主要可以分为三种：传统标定技术、自标定技术和基于主动视觉的标定技术。

传统的标定方法就是用一个结构形状已知的物体作为空间参照物，通过图像和空间点的对应关系确定摄像机模型，再根据优化算法获得摄像机的参数。[5]具有代表性的方法有直线线性变换法、两步法、张正友标定法等。

所谓自标定，就是不依赖于标定参照物，根据多幅图像的几何关系和摄像机内参数存在的约束实现标定。主要方法有基于Kruppa 方程的自标定方法，基于二次曲面的自标定法等。

基于主动视觉的标定需借助可精确控制摄像机运动的平台，控制摄像机作特殊运动，获得多幅图像，建立摄像机模型，从而求解参数。常用方法有基于摄像机纯旋转的标定方法[8]、基于三正交平移运动的标定方法[9]、基于平面正交运动的标定方法[7]等。

3.1算法比较

传统标定法需要基于特定的实验条件（如特定的标定物），算法复杂，实时性差，但精度较高。

自标定法中常用的绝对二次曲线法受初值影响较大，虽然相对于传统标定法较灵活，但鲁棒性不足，对噪声较为敏感。该方法主要用在对精度要求不高的场合。

基于主动视觉的标定法需要提供摄像机运动平台，成本较高。目前的研究集中在如何减少对摄像机的运动限制的同时仍能线性的求解摄像机的参数。[6]

3.2改进算法

针对上述方法存在的不足之处，近年来出现了许多改进算法。例如：经典的两步法标定过程中只考虑了径向畸变，与实际情况不符，因而限制了标定精度的进一步提高；并且该法不能用平板标定块一次标定，给实际应用带来麻烦。文献[10]提出了一种改进的Tsai两步法，针对目前广泛使用的面阵CCD摄像机，采用非线性模型，运用迭代法求解内外参数。该方法操作简便，速度和精度上明显优于经典的两步法，但最终的迭代收敛条件仍需进一步研究。文献[11]中提出了一种新的基于Kruppa方程的自标定算法，该方法简化了Kruppa方程并确定目标函数，通过摄像机的三次线性无关的任意平移运动确定初值，然后用非线性优化目标函数法精化初值。该改进法大大提高了算法的鲁棒性及标定精度。

另外，孟晓桥、胡占义的圆标定方法，吴毅红等的平行圆标定方法等实用性和针对性强的方法也成为摄像机标定发展的一个方向。

4．结束语

摄像机标定技术越来越受到重视，无人机的导航，工业中工件测量、机器人辅助外科手术等很多领域都需要高精度、稳定、实时的标定结果，因此未来摄像机标定技术如何保证精确度的同时提高标定方法的鲁棒性方面,还需进一步研究。

参考文献

[1] 马颂德，张正友. 计算机视觉――计算理论与算法基础[M] . 北京:科学出版社,1998.

[2] 陈西.摄像机标定与三维重建研究[D].北京：北京化工大学，2007.6

[3] 高红波.基于单视图的摄像机标定及其应用[D].成都：电子科技大学，2009.5

[4] 刘振中，傅莉.摄像机标定研究[J].沈阳航空工业学院学报，2010，27（1）：43~47

[5] 蔡宇.3D重建中的摄像机标定和点云处理[D].长春：吉林大学,2009.4

[6]胡培成，黎宁，周建江. 一种改进的基于圆环点的摄像机自标定方法[J]. 光电工程, 2007, 34 (12) : 54 - 60.

[7]李华,吴福朝,胡占义.一种新的线性摄像机自标定方法[J].计算机学报,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

【关键词】计算机视觉；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

工业生产中流水线技术已经成熟，但是机器的工作效率并不能使产品的合格率完全得到保障。我们需要将检测装置添加到流水线系统中，实现产品合格与否的信息反馈。通过检测产品合格与否，不合格的收回改进，来进一步提高生产过程中产品的合格率。而且一个简单的检测装置可以替代大量人工劳动，整体上提高生产效率和利润。

屏蔽罩（框）是手机的重要部件，传统的屏蔽罩在冲压成型和超声清洗过程中会导致个别产品的四边平面度不达标（需小于0.1mm），屏蔽罩平面度的不达标会影响下一工序的包装和焊接。因此公司需要一大批工人进行平面度人工目测和人工半自动包装，生产效率较低，检测+包装约650片/人・小时）。

本项目拟研制一个自动检测设备，用机器视觉检测代替人工检测，每台机器可以替换4-5人，生产效率提高5-7倍。

1 总体系统设计方案

1.1 检测平台的搭建

首先根据需要对相机，镜头进行选型，合理搭配，要求图像抓取效果要好。其次合理利用光学原理，给目标合适角度合适光照强度，能给相机抓取最优图像。最后通过驱动设置相机参数进一步对抓取的图像质量进行微调。

1.2 图像处理

将相机抓取的图像传送到计算机利用计算机高效运算速度进行处理。

第一步：图像预处理。颜色空间的转换，颜色分量通道提取，图像锐化，图像平滑，图像增强等，都在预处理范围。这一步主要目的是增强目标区域，降低噪声，削弱背景。

第二步：图像分割。颜色区域提取，阈值提取，边缘提取等。这一步目的在于将我们的目标信息进行降维处理，减少运算量。

第三步：特征统计，模板匹配。

2 待测物承载平台的搭建

整个平台由Basler acA2500 14gm相机和外部供电电源，亚克力板搭建的平台，伟郎可调节红色环形光源和光源控制器组成。

Basler工业相机性能上远超普通相机，可以达到工业测量的高精度要求；亚克力板表面能够保证较高平滑，这对于共面的检测而言至关重要；可调光源可以根据环境变化给平台进行任意需求量的补光，对于长时间工作的工业测量必不可少。

平台的搭建要方便相机采集我们所关心的目标的最为清晰的图像。利用光的折射性质，我们就让光源、目标物和相机成一定角度，刚好光源的光照射到目标物上，发生反射后的放射光刚好射入相机内。这个时候感光片能采集到最为理想的图像，对于后面的程序中的图像预处理也是相当方便的。光源的强度调节能够在光源相机固定后，改变相机采集到的图像的亮暗程度，从而对目标景物进行适当的突出与削弱。

3 数字图像处理

3.1 数字图像处理软件

数字图象处理软件的总体设计决定整个可视化界面的视觉效果。软件的功能必须能很方便快捷的完成测量与决策的任务。

软件设计主要内容：可视化界面布局设计、图像处理和决策菜单、处理软件框架编写、编写、各个按钮功能实现和菜单功能编辑等。

功能菜单中包含：图像预处理、包含图像锐化、图像灰度化、图像反色、图像二值化、中值滤波、Sobel边缘检测、Prewitt边缘检测、Robert边缘检测、Kirsch边缘检测、Laplace边缘检测；R转G、R转B、G转R、G转B、B转R、B转G、RG交换、RB交换、BG交换，包含的颜色空间有CMY、HSI、HSV、YU、YIQ，这里提供各种颜色空间的双向转换。

3.2 设计计算和校核

3.2.1 手机屏蔽罩边缘与校准面缝隙计算

K=C*N

式中：K：缝隙宽度（mm）；N：缝隙宽度对应的像素个数；C：单位像素对应的实际尺寸（mm）

N=Imax-Imin

式中：N：缝隙对应的像素个数；Imax：缝隙最大处对应的纵坐标较大点的坐标值；

Imin ：缝隙最大处对应的纵坐标较小点的坐标值。

3.2.2 摄像系统的尺寸比例的计算

摄像系统的尺寸比例包括光源和目标物的距离，镜头和目标物的距离，相机内感光片和镜头间的距离，标准目标物的实际尺寸。

因为我们这里的镜头和相机完全拧合时，焦距为3m左右，而实际中需要的焦距为15cm。为了调整焦距，只能将镜头往外拧出3mm才能达到要求。但是这个时候，镜头出现向下偏折。这个时候利用理论方法计算存在较大误差。我们用合格产品作为测量校准如图，合格品侧面厚度为1.2mm。采集多次数据，得出单位像素实际对应的尺寸值，然后作为标准值测量，如图1。

图1 用合格产品进行尺寸校准

1）摄像头与目标距离的计算

摄像头和目标物的距离在光源和相机固定后用直尺便可以测出。我们的平工后，测的的实际距离是200mm。

2）摄像图片尺寸与实际尺寸比例的计算

摄像图片尺寸和实际尺寸的比例有两种方法可以求得：

方法一：将一个已经经过校准后的知道具体尺寸的物体放在目标物的位置上，采集图像并计算对应尺寸的像素个数，便可以知道单位像素个数代表着实际尺寸的大小。

计算公式如下： C=L/N 式中：C：单位像素个数代表的实际尺寸大小（mm）；L：物体的实际尺寸（mm）；N：在采集的图像中，L对应的像素个数。

方法二：根据镜头的焦距，相机内感光片到镜头的距离和镜头到目标物的距离，然后根据光学原理进行演算，得出采集的图像中一个像素对应的实际尺寸大小。

3.2.3 数字图像处理算法的设计

数字图像处理算法包括图像预处理、图像滤波、边缘提取和最终决策。

1）图像预处理算法的设计

（1）图像锐化，效果如图2

这里用目标像素点的灰度值与相邻像素点进行差值运算，最后结果和0，255进行比较，不同结果进行不同操作。

（2）图像反色，效果如图3

图2 图像锐化

图3 图像反色

3.2.4 图像滤波算法的设计

由于成像系统、传输介质和记录设备等的不完善，数字图像在其形成、传输记录过程中往往会受到多种噪声的污染。另外，在图像处理的一些环节输入的对象不理想时也会在结果图像中引入噪声。

它们常常表现为一些较强视觉效果的孤立象素点或者是象素块。破坏图像的正确性。通过图像滤波能很好地保护图像目标的形状、大小及特定的几何和拓扑结构特征。

本项目中使用的滤波手段有：中值滤波、图像阈值二值化（效果如图4）。

3.2.5 边缘提取算法的设计

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]；效果如图5。

图4 图像阈值二值化

图5 Sobel算子边缘提取

代码实现如下；

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 最终决策

通过一系列的计算之后，决策将对计算结果进行判断，得出手机屏蔽罩是否合格的结论，并通过亮灯来显示结果。

4 视觉检测系统测试数据

通过选择合格样品进行多次测量（如图6），我们就可以建立一个标准。样品与相机距离保持一致，镜头保持焦距不变，这个时候合格样品在检测中的数值为164px，而样品在合格情况下，这个像素值对应2.4mm。

因此，单位像素对应实际尺寸大小为2.4/164=0.0146341mm。

那么，不合格样品1号（如图7）的误差为（191-164）*0.0146341=0.395mm，即不合格样品1号，边角不共面而且偏差为0.52/2=0.1975mm。

5 结束语

机器视觉用机器代替人眼来做测量和判断，不仅提高了准确性还提高了效率，这在已经成为全球制造业的加工中心的国内市场，特别是高要求的零部件加工及其相应的先进生产线越来越有存在意义。本设备作为这方面的一个产品，能够真真切切的为相关公司带来显著的经济效益。

【参考文献】

[1]徐贵力，毛罕平，胡永光.基于计算机视觉技术参考物法测量叶片面积[J].农业工程学报，2002，01：154-157+3.

[2]孔斌.人类视觉与计算机视觉的比较[J].自然杂志，2002，01：51-55.