計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

實(shí)用文檔計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用摘要：所謂的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)其實(shí)就是一種用來研究該如何使機(jī)器學(xué)會(huì)像人一樣觀察物體的技術(shù)，換句話來說就是通過計(jì)算機(jī)的攝像功能來代替人眼的功能，對(duì)既定目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別和測量等工作，并通過這樣的方法進(jìn)行計(jì)算分析，最終達(dá)到人眼觀察的效果。而計(jì)算機(jī)的相關(guān)技術(shù)發(fā)展和理論研究都是想通過多維數(shù)據(jù)或者從圖像中來獲取重要信息的一種智能化系統(tǒng)。早在上個(gè)世紀(jì)中期，計(jì)算機(jī)技術(shù)就已經(jīng)得到快速發(fā)展，并逐漸運(yùn)用于各個(gè)領(lǐng)域，為提高人類的生活水平和改善世界的經(jīng)濟(jì)發(fā)展都做出了巨大的貢獻(xiàn)。關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；視覺技術(shù)；發(fā)展；應(yīng)用引言：研究者們?yōu)榱耸褂?jì)算機(jī)能夠像人眼一樣去觀察物體，會(huì)利用例如相機(jī)之類的成像設(shè)備以及相關(guān)的圖像處理軟件。通過這些技術(shù)的利用，使得計(jì)算機(jī)可以在一定程度上模仿人類的觀察力，并隨之稱為計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)。最開始的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)與識(shí)別模式以及相應(yīng)的圖像處理并沒有非常明確的范圍劃分，將一切使用計(jì)算機(jī)來處理相關(guān)圖片和影像文件的技術(shù)都叫做計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，時(shí)代的不斷發(fā)展，圖像的處理技術(shù)越來越側(cè)重于使用二維的圖像作為基礎(chǔ)進(jìn)行處理，開始注重圖像主要特征的分類，辨認(rèn)，描述和解釋。而計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)更注重的是三維場景的分析，描述和提取。一：計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的發(fā)展歷程早在上個(gè)世紀(jì)50年代開始，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)就已經(jīng)由統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別技術(shù)開始了，側(cè)重于二維圖像的識(shí)別和分析上。而十年后，就已經(jīng)有研究者利用計(jì)算機(jī)的程序，從圖像數(shù)字中提取出例如凌柱，立方體等三維結(jié)構(gòu)并針對(duì)物體的形狀以及其空間關(guān)系進(jìn)行了闡述，通過這個(gè)三維場景的創(chuàng)建而使三維計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)得到了發(fā)展。隨后不久，就有麻省理工的研究者通過計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)課程的開設(shè)，使得越來越多的人開始接觸到計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，并在此期間培養(yǎng)出了一大批計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)方面的專家。在此期間有很多研究計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的研究小組成立起來，通過各個(gè)國家的專業(yè)性教授，展開關(guān)于計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)理論框架的探討。很快，在上個(gè)世紀(jì)80年代的時(shí)候，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)就已經(jīng)得到了蓬勃的發(fā)展，很多新理論，新方法，新概念都在不斷涌現(xiàn)，例如主動(dòng)視覺的理論框架，基于感知特征的物體識(shí)別的理論框架，視覺集成的理論框架等等。通過研究者們幾十年的不懈努力，使得計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)得到了非常大的發(fā)展，現(xiàn)如今，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)已經(jīng)被運(yùn)用于各個(gè)領(lǐng)域，各行各業(yè)運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)也愈加成熟，相信在研究者們的不懈努力之下，未來計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)一定會(huì)取得更大的突破，為全人類創(chuàng)造更大的福祉[1]。二：計(jì)算機(jī)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用分析隨著計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)被越來越多的研究者們所發(fā)展，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在各行各業(yè)也都得到了應(yīng)用，下面主要對(duì)計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品檢測，林業(yè)，農(nóng)業(yè)，工業(yè)以及電力系統(tǒng)自動(dòng)化，圖書館等六個(gè)方面的應(yīng)用展開分析。：農(nóng)產(chǎn)品檢測農(nóng)產(chǎn)品種植是一項(xiàng)受自然環(huán)境影響很大的作業(yè)，由于農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量差異會(huì)導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品在形狀，大小，顏色等外觀上有很大的不同。因此，農(nóng)產(chǎn)品在向外出售的時(shí)候，一般都要進(jìn)行產(chǎn)品的等級(jí)劃分，現(xiàn)在農(nóng)產(chǎn)品檢測會(huì)用到計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品相關(guān)作物的外型尺寸和顏色進(jìn)行檢測，對(duì)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)作物進(jìn)行高價(jià)處理，對(duì)于一些有瑕疵的農(nóng)作物則要向低端市場出售。通過對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行檢測，可以提高農(nóng)作物等級(jí)劃分的效率，同時(shí)還可以減少農(nóng)作物由人工檢測所帶來的損壞，例如在檢測西瓜作物時(shí)，就可以通過計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對(duì)西瓜的相關(guān)外形及其顏色進(jìn)行檢測，方便農(nóng)民及時(shí)判斷西瓜的成熟度，降低人工操作所帶來的損失[2]。：林業(yè)計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在林業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，主要是用于林木球果的采集以及農(nóng)藥的噴灑方面。首先，對(duì)于林業(yè)的林木球果采集來說，工作量和工作難度都是非常大的，在以往通常都是采用人工采集的方法，農(nóng)民會(huì)帶有專業(yè)的采集設(shè)備來進(jìn)行采摘[3]。而前些年隨著機(jī)械設(shè)備的發(fā)展，出現(xiàn)了機(jī)械設(shè)備的搖振采種以及高空作業(yè)車來進(jìn)行采集，雖說這兩種方式大大提高了采集的效率性和安全性，但是現(xiàn)在有不少的林業(yè)都會(huì)采用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)來對(duì)球果所在之處進(jìn)行圖像分析，然后再結(jié)合相關(guān)專業(yè)設(shè)備進(jìn)行采集，一方面大大節(jié)省了人力物力的消耗，同時(shí)還提高了采集的效率性。其次，對(duì)于農(nóng)藥的噴灑來說，運(yùn)用常規(guī)的農(nóng)藥噴灑方法很容易造成大量農(nóng)藥被浪費(fèi)，不僅達(dá)不到防止害蟲的目的，同時(shí)還會(huì)浪費(fèi)財(cái)力，物力，人力。運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，可以幫助對(duì)施藥的目標(biāo)進(jìn)行圖像分析，最終得出具體的施藥位置以及準(zhǔn)確的施藥量。在計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的引導(dǎo)下會(huì)使得施藥的工作效率得到最大程度的揮發(fā)，對(duì)于林業(yè)來說是一種利于未來發(fā)展的絕好技術(shù)[4]。：農(nóng)業(yè)計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的運(yùn)用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。第一種就是對(duì)農(nóng)作物的生長情況進(jìn)行監(jiān)測。通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)可以使得在人工不接觸農(nóng)作物的情況下就能實(shí)時(shí)監(jiān)測到農(nóng)作物的生長情況，以及其生長環(huán)境的營養(yǎng)液濃度，風(fēng)速，濕度，溫度，光照等相關(guān)因素的具體數(shù)值，通過對(duì)相關(guān)數(shù)值的分析，可以很明確的知道農(nóng)作物的生長環(huán)境，并及時(shí)糾正，很大程度上可以避免人工監(jiān)測所帶來的失誤[4]。第二種就是對(duì)農(nóng)作物相關(guān)病蟲害的預(yù)報(bào)。運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，可以建立一個(gè)所有會(huì)損害到農(nóng)作物的昆蟲監(jiān)測體系，并通過相關(guān)數(shù)字化模型對(duì)昆蟲圖像進(jìn)行識(shí)別。例如可以將昆蟲的一些數(shù)值提取出來，像是昆蟲的復(fù)雜度，面積，周期等等，通過這些數(shù)據(jù)就可以很有效地監(jiān)測到害蟲并及時(shí)采取有效措施進(jìn)行清除。除此以外，還可以運(yùn)用一些數(shù)學(xué)形態(tài)方法來對(duì)說害蟲進(jìn)行檢測，提取害蟲的相關(guān)主要特征，對(duì)害蟲建模處理，通過大數(shù)據(jù)庫的建立，可以對(duì)所有害蟲進(jìn)行集中化監(jiān)測，這不管是對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來說，還是對(duì)計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的發(fā)展都是一件非常有益處的事情[5]。：工業(yè)工業(yè)一直以來都是對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求非常嚴(yán)格的作業(yè)，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面，首先，第一點(diǎn)是產(chǎn)品的尺寸和形狀檢測上。對(duì)于工業(yè)制造來說，產(chǎn)品的尺寸以及其形狀會(huì)直接影響到產(chǎn)品是否合格，以及在實(shí)際運(yùn)用中會(huì)發(fā)揮到的作用效果[6]。運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)可以對(duì)產(chǎn)品在三維及二維上的相關(guān)特征進(jìn)行檢驗(yàn)，例如相關(guān)產(chǎn)品的形狀，位置及圓度等。第二，運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)可以檢測到產(chǎn)品有關(guān)零部件缺失的問題。在整個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程當(dāng)中，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)可以準(zhǔn)確監(jiān)測出產(chǎn)品內(nèi)部是否存在雜質(zhì)，以及產(chǎn)品外部是否缺少螺絲和鉚釘之類的零部件[7]。第三，監(jiān)測相關(guān)產(chǎn)品的表面質(zhì)量。為了能夠保障產(chǎn)品是完全合格的，除了要對(duì)產(chǎn)品的有關(guān)零件及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相關(guān)尺寸，形狀進(jìn)行檢測以外，也要對(duì)產(chǎn)品的表面質(zhì)量進(jìn)行檢測。運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)可以使得對(duì)產(chǎn)品表面的相關(guān)裂紋，劃痕，粗糙度，紋理等各個(gè)方面進(jìn)行非常有效的監(jiān)測[8]。：電力系統(tǒng)自動(dòng)化電力系統(tǒng)自動(dòng)化所運(yùn)用到的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)主要體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)。首先第一點(diǎn)是在人機(jī)界面當(dāng)中的應(yīng)用[9]。人機(jī)界面的相關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)更加突出人主體地位的作用,簡單來說，運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，可以使得用戶在向計(jì)算機(jī)輸入時(shí)，可以更加有效地實(shí)現(xiàn)身體，口，足，手等相關(guān)機(jī)能的轉(zhuǎn)變，在向用戶輸出后，會(huì)有從視覺向嗅覺，觸覺，聽覺等方面的轉(zhuǎn)變。其次，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)還被運(yùn)用在鍋爐火焰的相關(guān)檢測中。運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，可以很有效地檢測出鍋爐的相關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)情況，也可以很大程度上的達(dá)到安全運(yùn)轉(zhuǎn)的作用。由于種類及相關(guān)復(fù)核的變化，會(huì)使得火的位置發(fā)生移動(dòng)，所以為了保證安全性和準(zhǔn)確性就必須要判斷火焰的相關(guān)情況，如果只單純的運(yùn)用相關(guān)檢測器，只能夠判斷有火焰有無開啟，并不能夠檢測到火焰的具體情況，運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)可以幫助彌補(bǔ)此類弊端，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步檢測的目的[10]。：圖書館現(xiàn)在有越來越多的圖書館采用自動(dòng)化管理的模式，通過計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的運(yùn)用幫助圖書館自動(dòng)化管理模式向著更深層次轉(zhuǎn)化，主要會(huì)體現(xiàn)在書刊剔舊以及古籍修補(bǔ)的兩個(gè)方面。首先對(duì)于古籍修補(bǔ)來說，在收藏過程中所受到光照，濕度，溫度的影響很容易使得紙張發(fā)黃，出現(xiàn)蟲洞，變脆等情況發(fā)生。在修補(bǔ)的過程中如果依靠這類技術(shù)，就可以開展更加具體的修補(bǔ)工作，能夠大大提高修補(bǔ)工作的開展效率。其次，對(duì)于書刊的剔舊來說。幾乎每個(gè)圖書館的藏書都是非常多的，對(duì)于一些非常舊的并且其使用率也非常低的文獻(xiàn)資料一定要及時(shí)的清除干凈，這樣才能使得圖書館的相關(guān)文獻(xiàn)得到最有效的更新。通過計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的運(yùn)用，可以使得圖書館的相關(guān)工作變得更加有效率，極大程度上保障了工作的效率和準(zhǔn)確性。三：計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)與相關(guān)領(lǐng)域的關(guān)系分析計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)作為一種現(xiàn)當(dāng)代非常流行的學(xué)科，與非常多學(xué)科有著萬縷千絲的聯(lián)系，尤其是與一些相近相關(guān)學(xué)科會(huì)出現(xiàn)交叉交融的現(xiàn)象。下面主要列舉幾個(gè)最接近的學(xué)科。：圖像圖形處理圖像圖形處理這門學(xué)科最關(guān)鍵的地方就是在對(duì)圖像進(jìn)行一定分析的基礎(chǔ)之上，再研究相關(guān)目標(biāo)的特點(diǎn)，以及其內(nèi)在聯(lián)系理解圖標(biāo)內(nèi)的相關(guān)含義并解釋清楚對(duì)應(yīng)外在環(huán)境，由此指導(dǎo)接下來的一些工作。這與計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)有著異曲同工之妙，都是借助一些工程技術(shù)手段，對(duì)客觀的場景所得到的圖像進(jìn)行分析并對(duì)場景有一個(gè)解釋和認(rèn)識(shí)。：機(jī)器視覺計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)與機(jī)器人視覺，機(jī)器視覺都有著非常大的關(guān)系，在一定程度下，都可以作為相近意思的詞來使用。簡而言之，一般會(huì)將計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)與圖像解釋和場景分析的方向靠攏，會(huì)將機(jī)器人視覺和機(jī)器視覺向著通過感應(yīng)器來獲取相關(guān)環(huán)境的圖像，構(gòu)建一些具有感知功能的體系，并通過這個(gè)體系來實(shí)現(xiàn)辨識(shí)物體和檢測的算法。：模式識(shí)別模式識(shí)別是指既具有一些相似部分，但又不完全相似的現(xiàn)象或者是客觀事物所構(gòu)成的一定類別。圖形圖像就是其中的一個(gè)種類，通過這個(gè)模式，可以在客觀事件中建立起一個(gè)用于描述或者邏輯判斷的技術(shù)，方便人們對(duì)事物進(jìn)行客觀描述。對(duì)于圖形中的一些信息進(jìn)行描述和分類一直都是模式識(shí)別的重要工作，在這個(gè)基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)。：人工智能人工智能主要是從判斷事物，規(guī)劃行為，理解世界，學(xué)習(xí)環(huán)境，解決問題，推理思維等方面來學(xué)習(xí)人類的能力。就目前為止，人工智能主要用計(jì)算機(jī)來再生，執(zhí)行或者模擬一些與人類有關(guān)的技術(shù)和能力。視覺是人類智慧的體現(xiàn)，因而計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)與人工智能有著非常大的關(guān)系。在很多計(jì)算機(jī)研究當(dāng)中，都會(huì)兒運(yùn)用到人工智能技術(shù)。除此以外，計(jì)算機(jī)視覺也是人工智能的一個(gè)重要開發(fā)領(lǐng)域，需要借助其相關(guān)理論研究成果和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。：計(jì)算機(jī)圖形計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與計(jì)算機(jī)視覺模擬技術(shù)也有著非常大的關(guān)系，研究者會(huì)將計(jì)算機(jī)圖形學(xué)叫做計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的逆反問題。視覺技術(shù)需要從二維圖像中來提取三維的相關(guān)信息，但是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)要使用三維模型來還原一個(gè)二維的場景圖形。但是仍然需要我們注意的是，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)還存在著非常多的不確定因素，但是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)卻是處理確定性問題，通過既定的數(shù)學(xué)方式來解決相關(guān)問題。結(jié)束語：計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于提高我國的科技水平有著非常顯著的作用，不僅影響我國的軍事實(shí)力，同時(shí)對(duì)我國科技水平也有著非常大的影響。因此，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的發(fā)展，也受到了越來越多國家的重視，相信計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在今后的發(fā)展道路上必將取得更大的成就，也一定會(huì)帶領(lǐng)整個(gè)科技領(lǐng)域走向更大的發(fā)展舞臺(tái)。參考文獻(xiàn)：[1]馬玉真,胡亮,方志強(qiáng),等.計(jì)算機(jī)視覺檢測技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用研究[J].濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2016,18(3):222-227.[2]王斌.計(jì)算機(jī)視覺圖像處理技術(shù)在茶學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用方法的研究[J].福建茶葉,2017,39(12):17-17.[3]潘美蓮.船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)應(yīng)用[J].艦船科學(xué)技術(shù),2017(6):99-101.[4]楊丹.計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在影像測量系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程,2018(2):147-147.[5]周靜,時(shí)云峰.計(jì)算機(jī)視覺圖像處理技術(shù)在茶學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用研究[J].福建茶葉,2018,v.40；No.198(6):11-11.[6]柴媛媛.計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)及其在自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].信息與電腦(理論版),2018,N