计算机视觉技术的应用

摘 要文章在介绍计算机视觉技术相关内容的基础上,对该技术在工业、农业、林业和农产品检测这四个领域的具体应用进行简要分析.

关 键 词计算机；视觉技术；应用研究

中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1671-7597（2013）16-0114-01

计算机视觉技术自20世纪70年代产生以来就得到了全世界的广泛关注.作为一种多学科综合应用下的新技术,随着专家对其研究会的不断深入,其应用领域也越来越广,给人们的生产生活带来了极大方便.

1计算机视觉技术

计算机视觉技术是在计算机技术应用下发展起来的一种新技术,主要用来研究计算机模拟生物的宏观或外显功能.该技术在应用过程中会涉及到计算机科学、神经生物学、人工智能、模式识别以及图像处理等多个学科,多学科技术的综合运用使得计算机具有了“感知”周围世界的能力,这也正是该技术发挥作用的核心所在.计算机视觉技术的特点就在于,首先,它能在不接触被测者的前提下完成对被测者的检测；其次,该技术应用的领域和检测的对象非常广,能在敏感器件的应用下,完成对人类难以观察到的超声波、微波和红外线等的检测；最后,该技术还突破了人在视觉观察上长时间工作的限制,能对检测对象进行长时间观察.

2计算机视觉技术在各领域的应用分析

随着计算机视觉技术研究的不断加深,该技术的应用领域也越来越广,下面,本文就选取工业、农业、林业、农产品检测、电力系统自动化及图书馆工作这6个方面对计算机视觉技术的应用进行简要分析.

2.1在工业领域中的应用

工业生产对产品的质量要求极高,计算机视觉技术在工业上的应用主要集中在以下3方面：1）产品形状和尺寸的检测上.对制造业而言,产品的形状和尺寸是否合格直接影响到产品在实际应用过程中作用的发挥.计算机视觉技术的应用能对产品进行二维和三维等几何特征的检测,如产品的圆度、位置及形状等.2）产品零部件缺失情况的检测.在生产线运行过程中,计算机视觉技术能准确检测出产品在生产过程中是否存在铆钉、螺丝钉等零部件的缺失以及产品内部是否在生产过程中掺进杂质等.3）产品表面质量的检测.为了从各个方面保证产品的合格性,对其进行表面质量的检测也是一个极其重要的环节.计算机视觉技术实现了对产品表面的纹理、粗糙度、划痕、裂纹等各方面的有效检测.

2.2在农业生产领域中的应用

该技术在农业领域的应用主要集中在以下两方面：1）对病虫害的预测预报.预测预报作用发挥的关键环节是建立起计算机视觉技术对所有昆虫的识别体系.对昆虫图像识别系统进行数字化建模所使用的方法主要以下2种,一种是运用数学形态学的方法对害虫的边缘进行检测,进而提取害虫的特征；第二种是从昆虫的二值化图像中提取出昆虫的周长、面积和复杂度等基本信息,并对这些信息建立害虫的模板库以实现对昆虫的模糊决策分析.2）对农作物生长的监测.常用的方法就是运用计算机视觉技术下的非接触式监测系统对农作物生长环境下的光照、温度、湿度、风速、营养液浓度等相关因素进行连续地监测,进而判断出农作物长势.

2.3在林业生产中的应用

该技术在林业生产中的应用主要集中在农药喷洒和林木球果采集这两方面.就林业的农药喷洒而言,常规的农药喷洒方式易造成农药的大量流失,不仅达不到防止林业有害生物的目的,还浪费了大量的人力、物力和财力.计算机视觉技术的应用能通过对施药目标图像进行实时分析,得出具体的施药量和准确的施药位置,该技术指导下的施药工作极大发挥了农药的效果.就林木球果采集而言,该采集工作的操作难度一直都很大,我国当前使用的方法主要是人工使用专业工具下的采集以及机械设备运用下的高空作业车采集和摇振采种机采集,这两种方式都存在一定的安全性和效率问题.计算机视觉技术的应用能通过对需要进行采集的林木球果进行图像采集来得出球果所处的具体位置,再结合专业机械手的使用完成球果采集.该技术不仅节省了大量劳动力,还极大提高了采摘效率.

2.4在农产品检测中的应用

农产品在生产过程中受自然环境的影响比较大,所以农产品不仅会产生质量上的差异,还会造成颜色、大小、形状等外观上的极大不同.由于农产品在出售时大多要进行产品等级的划分,所以将计算机视觉技术运用到对其颜色和外形尺寸的检测上,有效达到了对农产品进行检测的目的.通过对外观大小尺寸的检测,不仅提高了对农产品进行分门别类地等级划分的效率,还在很大程度上减少了对产品的损坏；通过对西瓜等农产品进行颜色上的检测,能准确判断其是否成熟,有效避免了人工操作下的失误.

2.5在电力系统自动化中的应用

计算机视觉技术在电力系统自动化应用的表现当前主要表现在以下2个方面：1）在人机界面中的应用.人机界面在运行过程中更加强调人的主体地位,实现了用户对各种效应通道和感觉通道的运用.具体来讲,计算机视觉技术在用户向计算机的输入方面,效应通道实现了手动为主向手、足、口、身体等的转变；在计算机向用户的输出方面,感觉通道实现了视觉为主向触觉、嗅觉、听觉等的转变.2）在电厂煤粉锅炉火焰检测中的应用.对煤粉锅炉火焰的检测既能有效判断锅炉的运行状况,又能在很大程度上实现电厂的安全性运营.由于煤的负荷变化和种类变化会在使着火位置发生移动,所以为了保证炉膛火焰检测的准确性,必须弥补之前单纯应用火焰检测器只能判断有无火焰开关量信号的弊端.计算机视觉技术的应用,就在弥补火焰检测器应用弊端的基础上,实现了对火焰形状的进一步检测.

2.6在图书馆工作中的应用

随着当前数字图书馆和自动化管理系统的建立,计算机技术在图书馆方面的应用越来越广泛.当前计算机视觉技术在图书馆方面的应用主要集中在古籍修补和书刊剔旧这两方面.就古籍修补而言,古籍图书等在的过程中,受温度、湿度、光照等的影响,极易导致纸张变黄、变脆以及虫洞等现象的出现.在进行修补时,依靠计算机视觉技术开展具体的修补工作,能在很大程度上提高修补工作的效率.就书刊剔旧而言,由于图书馆藏书众多,对那些使用率低且较为陈旧的文献资料进行及时地剔除,能实现图书资源的及时更新.计算机视觉技术在该方面的应用,极大地保证了工作的准确性和效率性.

3结束语

通过以上对计算机视觉技术在工业、农业、林业、农产品检测、电力系统自动化及图书馆工作这6个方面的研究可以看出,随着计算机技术的进一步发展以及计算机与各专业学科的不断渗透,该技术的发展前景和应用领域都将更加广阔.