计算机视觉技术的应用范文

计算机视觉技术的应用篇1

关键词：计算机；视觉技术；应用；分析

中图分类号：TP37 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）03-0242-02

计算机人工智能技术中的一项重要技术就是计算机视觉技术，这种技术主要是让计算机利用图像来实现认知环境信息的目的，这一目的的实现需要用到多种高尖端技术。近年来随着计算机技术以及计算机网络的普及与发展，计算机视觉技术也得到了较快发展，并且在实际生产与生活中的应用也越来越广泛。

1 计算机视觉技术概述

1.1 基本概念

计算机视觉技术主要研究计算机认知能力的一门技术，其具体主要是通过用摄像机代替人的眼睛，用电脑代替人的大脑，最终使计算机具备类似于人类的识别、判断以及记忆目标的功能，代替人类进行部分生产作业。人们目前研究的人工智能技术中的一项重要内容就是计算机视觉技术，通过研究计算机视觉技术可以让计算机拥有利用二维图像认知三维环境的功能。总的来说，计算机视觉技术是在图像与信号处理技术、概率分析统计、网络神经技术以及信息处理技术的基础上，利用计算机来分析、处理视觉信息的技术，它是现代社会新兴起的一门高新技术。

1.2 工作原理

在亮度满足要求的情况下，首先使用摄像机对具体事物的图像信息进行采集，利用网络把采集到的图像信息向计算机内部输送，然后在计算机系统内部处理加工图像信息会把事物的原始图像得到，随后利用图像处理技术进一步处理原始图像，获得优化质量效果之后的图像，分类与整理图像中有特征价值的信息，通过智能识别技术识别与描述提取到的图像信息特征，最后把得到的高层次的抽象信息存储起来，在进行识别事务时分析对比这些储存信息就可以实现事物的识别，这样视觉系统的基本任务也就完成了。其具体视觉系统如图1所示：

1.3理论框架

人类研究视觉技术虽然起步比较早，但取得较大进步是在20世纪80年代初伴随着视觉计算理论的出现。它的出现把研究视觉理论的策略问题解决了，视觉技术是一项特别复杂的信息处理过程，要想对视觉的本质准确完整的理解，必须从不同角度与层次研究与分析视觉本质。视觉计算理论研究层次大致可分为：计算机理论、算法以及实际执行。站在计算机理论的角度分析视觉技术，我们可知必须用要素图、维图、以及三维模型表像来描述视觉信息。

所以，可以把计算机视觉技术当做从三维环境图像中抽取、描述与解释信息的过程，其主要分析步骤可分为感觉、处理、描述、识别、解释等。若依据上述各过程实现需用到的方法与技术的复杂性划分层次，可大致把计算机视觉技术划分为：低层视觉处理、中层视觉处理、高层视觉处理三个层次。

2 计算机视觉技术在自动化中的应用

2.1 农业自动化中计算机视觉技术的应用

在农业自动化中应用计算机视觉技术可以全天候实时监测农作物的生长状况，便于科学管理农作物。还可以应用计算机视觉技术来检测农产品的质量，例如可以应用计算机监测技术来监测大多数蔬菜的质量，传统的人工检测蔬菜质量的方法，不仅费时费力，而且检测结果的准确性也不能很好的保证，在实际人工检测过程中还容易伤害蔬菜，可以通过利用计算机视觉技术来感应蔬菜自身释放的红外线、紫外线以及其他可见光的能量大小，然后和质量达标蔬菜的光线能量大小进行对比，根据这些对比结果可以把蔬菜质量的好坏准确判断出来，在蔬菜质量检测过程中应用计算机视觉技术，把传统的蔬菜检测方法完全颠覆了，极大的方便了农产品的质量检测，由此可见，计算机视觉技术在农业生产中有很高的使用与推广价值。

2.2 在工业自动化中计算机视觉技术的应用

计算机视觉技术在工业自动化应用的一个重要领域就是可以精密测量零件尺寸，其测量与被测对象的原理如图2所示。

光学系统、计算机处理系统以及CCD摄像头，是计算机检测系统的主要组成，被测物体由光源发出的平行光束进行照射，利用显微光学镜把待检测部位的轮廓图像呈现在摄像机的面阵CCD上，然后再通过计算机处理这些图像，进而把被测部位的轮廓位置信息获取下来，若被测对象是出现位移时，可通过两次重复测量，利用两次测量的位置差就可以得出，被测物体的位移量。

此外计算机视觉技术还可以应用于逆向工程中，应用3D数字化测量仪可以快速准确的测出现有工件轮廓的坐标值，同时还能构建曲面，保存成CAD或CAM图像，把这些图像送入CNC制作中心加工，便可制作出产品，这也就是所谓的逆向工程。由上述分析我们可知逆向工程要想实现，最关键的一环就是如何通过精密测量系统来测量样品的三围尺寸，获得各部位数据，进而做曲面处理进而加工生产。对于这一难题我可以通过利用线结构光测量物体表面轮廓技术来实现，器具体轮廓结构示意图如下图3所示。

这种测量方法的工作原理为：利用激光穿越平行、等距的振幅光栅组件，或直接采用干涉仪发出的干涉条纹，形成平面条纹结构光，再向物体表面投射，由于物体各表面的深度与曲率的不同，条纹会自动出现变化，然后再通过使用CCD摄像机对变形条纹进行拍摄。这样就可以把物体表面轮廓的变化情况分析出来。摄像机在拍摄图像的过程中，把图像信号转化为模拟信号，再转化为数字信号，然后经过传送再还原信号到图形处理系统，就得到三维轮廓图像。

在工业自动化中计算机视觉技术的深入广泛应用，不但使工业产品的生产质量得到了保障，而且跨越式的提高了工业产品的生产速度。如计算机视觉技术可以很好的检测产品包装质量，封口质量以及印刷质量等等，如我国重点指定的印刷造币机器的南京造币厂，由于货币制造印刷是由印刷造币机器来实现的，所以要严格要求其生产工艺，一丝一毫的生产差错都不允许存在，为了保障印刷制造出来的造币机器质量完全达标，必须严格精确检测生产出来的成品。在印刷造币机器的过程中要求要有非常高的计算机视觉技术，随着计算机视觉技术的不断进步，计算机视觉技术已经对印刷造币机器的需求完全满足了，实际的应用效果也非常理想，印刷造币机器在实际生产的过程中，南京造币厂把计算机视觉技术应用在了每个应刷造币机器最后的生产工序上，硬币受到重力下落的瞬间，计算机视觉技术可以瞬间采集图像的信息，准确拍摄硬币在下落过程中的图像，通过高速光纤传感器可以把硬币图像向计算机系统快速传输，利用计算机系统处理信息与识别信息的超强能力，可以及时识别硬币质量，经大量实践研究得出，在印刷造币机器上应用计算机视觉技术已经几乎没有检查差错现象的发生，由此可知，在工业自动化中计算机视觉技术的应用不但可行，而且发展空间还很大。

2.3 在医学自动化中计算机视觉技术的应用

在医学领域计算机视觉技术也得到了广泛应用，如医学中经常用到的CT图像以及X射线图都用到了计算机视觉技术，这些技术的广泛应用很大程度上方便了医生准确判断病人病情，另外，在生产药品的过程中，应用计算机视觉技术可以高效检测药品包装的合格与否，其基本流程是：传送装置先准确运输药品到指定位置，传送装置自身又可分为检测与分离两个区域，在传送药品的过程中药品的图像信息会被特定的摄像机采集，采集完成后向计算机系统传递采集信息，然后计算机系统会分析与处理这些信息，把没有包装好的药品自动识别出来，并且向分离区传递识别信息，分离区的自动装置会依据传输的分离信息，隔离开没有包装好的药品，这样就可以有效分类包装好的药品与没有包装好的药品，在药品包装检测方面应用计算机视觉技术代替传统人工检测，不但可以实现药品准确无误的检测，而且还可以大大提高检测药品包装质量的效率，完善了药品生产的自动化，由此可见，在医学自动化中应用计算机视觉技术可以积极促进医学自动化的发展。

3 结束语

总之，计算机视觉技术是一门研究计算机识别能力的高新技术，它涵盖了很多其他技术，具有一定复杂性。要想使其在自动化生产中得到更好地推广与应用，我们必须在明白其基本概念、工作原理以及理论框架的基础上，结合实际生产情况，不断进行深入研究，只有这样才能使计算机视觉技术得到更好地推广与应用，才能使这项现代化的高新技术更好的服务于社会，服务于人类。

参考文献：

[1] 龚超，罗毅，涂光瑜.计算机视觉技术及其在电力系统自动化中的应用[J].电力系统自动化，2003（1）.

[2] 李永奎，刘冬.计算机视觉技术在农业生产中的应用[J].农业科技与装备，2011（6）.

[3] 郭联金，朱日龙，杨国卿，等.浅谈机器视觉技术在自动化制造业中的应用[J].机电一体化，2015（8）.

计算机视觉技术的应用篇2

电力系统自动化是电力系统的发展趋势，随着计算机技术的不断成熟，应用领域不断拓展，在电力自动化系统中的信息输入、输出甚至是存储和传输中都应用了计算机技术。鉴于电力系统具有功能复杂，分布范围广，管理调度较为集中等特点，故基于计算机的视觉图像技术在电力自动化系统中具有非常广泛的应用领域和应用前景。如结合红外成像技术对线路设备进行监测、应用遥感技术和工业电视技术分担工作人员的工作压力等。

如果能够将基于图像识别和图像处理的计算机视觉技术安全合理的应用到电力系统中，可以对电力系统的智能监控和处理。目前，已有部分应用实例投入使用，如利用红外图像分析技术对电力设备进行简单识别、结合传感器等对火电厂煤粉锅炉火焰燃烧状态的判断等。

二、计算机视觉技术在电力系统自动化中的应用

计算机视觉技术是通过对采集到的数据图像进行处理和分析来模拟和研究微观或者宏观层面视觉功能的技术。具体到电力系统自动化领域，计算机视觉技术主要被应用在三个方面，分别为地区调度实时监控、设备运行负荷控制和变电站自动化监控和处理。其中，地区调度实时监控中的计算机视觉技术功能与中心调度监控系统相似，都是通过多台计算机和图像采集设备实现对电力设备运行的监控和对电力的实时调度等。而设备运行负荷控制通常需要利用工频或者声频参与控制，还无法完全脱离人的视觉参与实现自动控制。变电站自动化监控和处理是变电站自动化发展的方向，该技术是利用计算机，通过对实时状态进行视频监控和数据处理，以实现无人值守的自动化运行模式。

典型的应用领域为下述几个方面。

1.计算机视觉技术在在线监测中的应用。该应用主要是利用计算机的红外图像识别技术对电力设备进行在线监测实现的。电气设备的表面温度在一定程度上可以反映其运行的状态，利用图像采集设备对电气设备进行红外成像拍摄，可以获取设备温度的实时动态，在此基础上对红外图像进行图谱分析，并与正常运行时的参照标准进行比较，即可实现对电力设备的在线监测。同时，若设备出现故障，利用红外成像技术还能对故障位置进行定位，这就为及时进行检修提供了强力的支持。

例如，断路器触头接触不良、输电线路绝缘环境的变差、变压器少油等故障都会造成局部设备过热。若只采用传统检修方式，无法切实掌握设备运行状态，只能在故障发生后寻找故障部位，检查确认后才能进行排除处理。计算机视觉技术的应用，首先简化了检测方式，只需要将成像设备在有效范围内对电气设备进行远距离测量即可实现；其次在监测方面，一旦设备的监测数据超出正常范围的最大或最小阈值，即可认定该部位已经发生故障，实现对故障的及时处理，由于定位更为准确，且减少了传统的故障部位确认环节，故提高了系统运行与监测效率。

2.计算机视觉技术在无人值班变电站和电场环境监控中的应用。在无人值班变电站中，利用微波双鉴探测器和计算机网络等组成无人监视系统，通过该系统对变电站周边环境进行视频监控，然后利用差分图像、光流法等计算机视觉技术等对移动物体进行判断和识别，确认移动物体属性，若出现情况可以进行实时报警。实际应用表明，在适当天气条件下，该系统的识别准确率保持在较高水平。若变电站周边发生火情，还可以辅助红外图像识别对火势进行判断并报警。

3.计算机视觉技术在电力线路监测中的应用。随着经济社会的发展，为满足人们日益增长的电力需求，必须进行大量的电力线路铺设，在铺设过程中，通常需要穿越复杂的地理环境，这种情况为线路巡检员的工作带来了极大的困难，且巡检效率不高、存在巡检盲区等。此时，利用计算机视觉技术可以很好的解决该问题。对电力线路安装监测机器人，在机器人中安装控制装置，位置传感器、测距传感器和CCD视觉传感器，线路检测装置，无线图像传输设备等，通过机器人在线路中行走对线路进行温度识别和分布判断，进而完成线路的巡视工作。该方式可以减少恶劣环境对巡线工作带来的操作难度，提高工作效率，增强故障判断精度。

4.计算机视觉技术在位置判断中的应用。利用计算机视觉技术可以对电力系统中的开关刀闸位置和继电保护压板的位置进行监测。开关刀闸具有三种状态，分别为闭合、断开和异常。若开关刀闸位置不适当会影响到系统的工作状态。利用计算机视觉技术可以自动识别其工作状态，并对不正常状态进行报警。继电保护压板会随着电网或者变电站的运行方式的变化而变化。操作规范要求值班人员对压板的位置进行确认和纠正。若压板位置不正确会导致继电保护出现错误动作甚至引发事故。在压板监测方面，由于压板电信息不明辨，传统检测方式不易对其进行检测，若采用计算机视觉技术，利用成像技术对压板盘面进行图像采集，然后通过图像识别技术对独享进行识别，即可实现对压板位置的判断。

三、总结

计算机视觉技术的应用篇3

关键词：双目视觉；匹配算法；计算机视觉；立体匹配；相位一致性

1.计算机视觉系统分析研究

1.1计算机视觉技术及双目立体视觉

计算机视觉是通过计算机技术实现对视觉信息处理的整个过程，是一门新的学科。视觉是人们认知事物的重要途径，视觉是人们对视觉信息获取、处理和存储的过程。随着计算机技术的发展，信号处理技术的应用，人们通过照相机来把实际的事物拍摄下来转变为数字信息，并通过计算机信号处理技术队获取的视觉信号进行处理。计算机视觉技术对图像的处理分为获取图像、特征抽象选取、事物识别及分类和对三维信息的理解。获取图像主要是通过摄像机和红外线等技术对周围视觉事物进行获取，并通过计算得到和真实事物相应的二维图像，二维图像主要是数字图像。计算机视觉系统的最基本的功能是数字图像的获取。可以看出计算机视觉研究最基本内容是三维场景距离信息的获取。在计算机被动测量距离方法中，有一种重要的距离感知技术叫作双目立体视觉。双目立体视觉技术是其他计算机视觉技术无法取代的一种技术，对双目立体视觉技术的研究在计算机视觉技术和工程应用方面都是非常重要的。

1.2计算机视觉理论框架

第一个视觉系统理论框架的提出是以信息处理为基础，综合了图像处理和神经生理学等研究内容而建立的。这个视觉系统理论框架是计算机视觉系统的基本框架，与计算机视觉技术有着密切的关系。视觉系统的研究是以信息处理为基础的，从理论层次、算法层次和硬件层次3个层次进行研究。计算机理论层次主要是表达系统各个部分计算的目的和方法，对视觉系统的输入和输出进行规定，输入作为二维图像，输出是以二维图像为基础建立起来的三维物体，视觉系统的目的就是对三维物体进行分析和识别，通过计算对二维物置和形状进行重新建立。算法层次对计算机规定的目标进行计算，算法和计算机表达有关，不同的表达可以通过不同的算法进行实现，在计算机理论的层次上，算法和表达比计算机理论的层次要低。硬件层次是通过硬件来实现算法的一种表达方法。计算机理论层次在计算机信息处理中时最高的层次，取决于计算机的本质是解决计算机的自身问题，不是取决于计算问题的计算机硬件。要更好地对计算机系统和框架进行理解最好的方法就是要区分3个不同的层次，计算机理论的含义和主要解决的问题是计算机的目的，表达算法含义和主要解决的问题是实现计算理论的方法和输入输出的表达，硬件的实现的含义和主要解决的问题是如何在物理上对表达和算法进行实现。计算机视觉处理的可以分为3个阶段，对视觉信息的处理过程从最初的二维图像的原始数据，到三维环境的表达。第一阶段基元图的构成，基元图是用来表示二维图像中的重要信息，主要是图像中亮度变化位置及其几何分布和组织结构，图像中每点的亮度值包括零交叉、斑点、端点和不连续点、边缘等。第二阶段2.5维图描述，在以观测者为中心的坐标中，表示可见表面的方向、深度值和不连续的轮廓，基元是局部表面朝向离观测者的距离深度上的不连续点表面朝向的不连续点。第三阶段三维模型表示，在以物体为中心的坐标系中，有由体积单元和面积单元构成的模块化多层次表示，描述形状及其空间组织形式，分层次组成若干三维模型，每个三维模型都是在几个轴线空间的基础上构成的，所有体积单元或面积形状基元都附着在轴线上。视觉理论框架图如图1所示。

2.基于计算机的视觉立体匹配算法研究

视觉立体匹配算法是基于人类视觉系统的一种计算机算法。立体匹配算法作为计算机立体视觉问题研究的重点，快速地实现图像对应点的匹配来获得视差图是当今研究的热点问题。立体视觉匹配算法根据基元匹配的不同可以分为相位匹配、区域匹配和特征匹配3种，其中区域匹配算法可以减少计算负担，区域匹配算法实时性高，应用前景广阔。计算机立体视觉通过对人的双眼进行模仿，在双眼的立体感知中获得信息，从摄像机拍摄的图像中获取物体的三维深度信息，这就是深度图的获取，把深度图经过处理得到三维空间信息数据，二维图像到三维空间实现转换。深度的获取在双目立体成像视觉系统中分为两步，首先在双目立体图像与图像之间建立点对点的对象关系，双目立体视觉算法研究的重点问题是解决对应点之间的匹配问题。其次以对应点之间的视差为依据对深度值进行计算。双目成像是获取同一场景中两幅不同的图像，两个单目成像模型构成一个双目成像模型。双目成像示意图如图2所示。系统的基线B是两个镜头中心的连接线，空间点w（z，y，z）作为世界坐标的值由（x1，y1）与（x2，y2）进行确定，如果摄像机的坐标位置和空间点w世界坐标的位置重合，图像平面和世界坐标轴xY的平面就是平行的。如果两个摄像机在坐标系统中的原点不同但是它们的光轴平行，那么双目成像计算人们可以看图3所示，图3表示的是两个摄像头连线在平台xY的示意。

立体视觉的成像过程是成像的逆过程，具有一定的不确定性。大量的数据信息在从三维影像向二维图像进行投影的过程会出现丢失的现象，所以视觉系统要通过自然的约束条件才能保证获取正确的解。这些约束条件在减少匹配的计算量方面可以提供有利的帮助。针对基于区域匹配快速算法，还可以应用基于视差梯度的匹配算法，这种匹配算法应用较大的搜索范围在边缘的特征点上进行搜索，采用视差梯度在非边缘区减少搜索范围。应用计算机视觉立体匹配算法可以减少成像匹配时间，大大提高了工作效率。计算机立体匹配算法征点的提取是算法的关键问题，今后的研究方向重点是对有效特征点提取方法的研究。

3.结语

计算机视觉技术的应用篇4

关键词：计算机； 交通运输； 视觉； 信号控制

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2013）06-175-001

近20年来，随着我国经济社会的快速发展，大家直接的感觉是交通和运输行业呈现出井喷式的发展：在1990年的时候，我国机动车保有量是1476.26万辆，我国公路的总里程102.83万公里；到了2010年，我国汽车的保有量已经达到了2706.13万辆，我国公路总里程已经达到了482万公里。交通运输对经济的发展起着至关重要的作用，高效的运输保障能力是促进经济发展的重要措施；自上世纪计算机技术在交通运输领域应用以来，其高运算性、集成性为交通运输系统的发展提供了充分的技术支持，提高了运输效率，缓解了交通运输压力。随着计算机技术的飞速发展，在交通运输系统中将会有更为广泛的运用。

1.计算机视觉技术在交通运输中的应用

基于图像处理的计算机视觉技术是通过摄像机获取场景图像，并借助于计算机软件构建一个自动化或半自动化的图像/视频理解和分析系统，并提供及时准确的图像/视频处理结果，以模仿人的视觉功能。采用人工值守的方式来处理交通问题是一种劳动力成本高昂且效率极为低下的一种工作模式，为了极大地提高工作效率并降低劳动力成本，计算机视觉技术应用于交通领域则成为了近年来的热点之一，其主要应用于以下几个方面：

①基于计算机视觉技术的车辆牌照自动识别。

②基于计算机视觉技术的车辆检测与流量统计。

③基于计算机视觉技术的公交车辆乘客人数统计。

④基于计算机视觉技术的公交专用道非法占道抓拍。

⑤基于计算机视觉技术的驾驶员工作状态判断。

⑥基于计算机视觉技术的行人检测。

随着图像处理、模式识别与人工智能技术的发展，更多的基于计算机视觉新技术将在智能交通系统中涌现，并以此进一步便利人们的出行方式与交通职能部门管理水平与工作效率。

2.车辆收费系统中计算机技术的应用

在近期我国兴起的不停车收费系统（ETC系统）是一种先进的电子收费系统，它包括自动车辆识别系统、计算机网络、监控系统和车道系统4个部分。与之前人工的收费系统相比，节约资源、减少污染、杜绝票款流失、减少车辆延误、提高通行能力与服务水平；该系统普遍采用非接触式的射频卡，以天线的方式对车辆上卡中信息进行读写，采用高速率的半双工协议来进行车辆识别与数据交换，实现车辆不停车收费，不停车收费系统将是未来收费系统的发展趋势，具有极其广阔的应用前景。

3.在交通信号控制领域计算机技术的应用

随着大、中城市不断增加的车辆和有限的道路空间矛盾日益加剧，交通系统面临着越来越多的问题。合理的运用计算机控制管理技术是缓解城市交通问题的重要措施之一，交通信号自动控制是交通控制的重要组成部分。智能交通中的信号灯控制显示出了越来越多的重要性，采用计算机技术、自动化控制技术和现代网络通讯技术，使车辆行驶和道路导航实现智能化，从而缓解道路交通拥堵，减少交通事故，改善道路交通环境，节约交通能源，减轻驾驶疲劳等功能，最终实现安全、舒适、快速、经济的交通环境。

随着我国交通建设的发展，未来的交通控制将在道路、车辆和驾驶员之间建立快速通讯联系。哪里发生了交通事故，哪里交通拥挤，哪条路最为畅通，会以最快的速度提供给驾驶员和交通管理人员。同时专为外出旅行人员及时提供各种交通信息，提供信息的媒介是多种多样的，如电脑、电视、电话、路标、无线电、车内显示屏等，任何一种方式都可以。无论你是在办公室、大街上、家中、汽车上，只要采用其中任何一种方式，你都能从信息系统中获得所需要的信息。有了该系统，外出旅行者就可以眼观六路、耳听八方了。

4.总结

21世纪将是计算机技术高速发展并更加广泛应用的世纪，也是公路交通智能化的世纪，人们将要利用计算机技术，构建更加智能的交通运输体系。计算机技术在将来的交通运输管理中将发挥更加重要的作用。计算机技术将使未来的车辆靠自己的智能系统和道路交通管理体系在道路上自由行驶；公路交通依靠自身的计算机视频传感技术将交通流量调整至最佳状态。计算机技术使得交通运输的效率更高，更好的为经济飞速发展做好支持。

参考文献：

[1]贝尔信.交通控制系统，百度文库http：//引用日期2013-4-20

计算机视觉技术的应用篇5

【关键词】精密测量 计算机视觉图像 关键技术

在现代城市的建设中离不开测量的运用，对于测量而言需要精确的数值来表达建筑物、地形地貌等特征及高度。在以往的测量中无法精准的进行计算及在施工中无法精准的达到设计要求。本文就计算机视觉图像精密测量进行分析，并对其关键技术做以简析。

1 概论

1.1 什么是计算机视觉图像精密测量

计算机视觉精密测量从定义上来讲是一种新型的、非接触性测量。它是集计算机视觉技术、图像处理技术及测量技术于一体的高精度测量技术，且将光学测量的技术融入当中。这样让它具备了快速、精准、智能等方面的优势及特性。这种测量方法在现代测量中被广泛使用。

1.2 计算机视觉图像精密测量的工作原理

计算机视觉图像精密测量的工作原理类似于测量仪器中的全站仪。它们具有相同的特点及特性，主要还是通过微电脑进行快速的计算处理得到使用者需要的测量数据。其原理简单分为以下几步：

（1）对被测量物体进行图像扫描，在对图像进行扫描时需注意外借环境及光线因素，特别注意光线对于仪器扫描的影响。

（2）形成比例的原始图，在对于物体进行扫描后得到与现实原状相同的图像，在个步骤与相机的拍照原理几乎相同。

（3）提取特征，通过微电子计算机对扫描形成的原始图进行特征的提取，在设置程序后，仪器会自动进行相应特征部分的关键提取。

（4）分类整理，对图像特征进行有效的分类整理，主要对于操作人员所需求的数据进行整理分类。

（5）形成数据文件，在完成以上四个步骤后微计算机会对于整理分类出的特征进行数据分析存储。对于计算机视觉图像精密测量的工作原理就进行以上分析。

1.3 主要影响

从施工测量及测绘角度分析，对于计算机视觉图像精密测量的影响在于环境的影响。其主要分为地形影响和气候影响。地形影响对于计算机视觉图像精密测量是有限的，基本对于计算机视觉图像精密测量的影响不是很大，但还是存在一定的影响。主要体现在遮挡物对于扫描成像的影响，如果扫描成像质量较差，会直接影响到对于特征物的提取及数据的准确性。还存在气候影响，气候影响的因素主要在于大风及光线影响。大风对于扫描仪器的稳定性具有一定的考验，如有稍微抖动就会出现误差不能准确的进行精密测量。光线的影响在于光照的强度上，主要还是表现在基础的成像，成像结果会直接导致数据结果的准确性。

2 计算机视觉图像精密测量下的关键技术

计算机视觉图像精密测量下的关键技术主要分为以下几种：

2.1 自动进行数据存储

在对计算机视觉图像精密测量的原理分析，参照计算机视觉图像精密测量的工作原理，对设备的质量要求很高，计算机视觉图像精密测量仪器主要还是通过计算机来进行数据的计算处理，如果遇到计算机系统老旧或处理数据量较大，会导致计算机系统崩溃，导致计算结果无法进行正常的存储。为了避免这种情况的发生，需要对于测量成果技术进行有效的存储。将测量数据成果存储在固定、安全的存储媒介中，保证数据的安全性。如果遇到计算机系统崩溃等无法正常运行的情况时，应及时将数据进行备份存储，快速还原数据。在对于前期测量数据再次进行测量或多次测量，系统会对于这些数据进行统一对比，如果出现多次测量结果有所出入，系统会进行提示。这样就可以避免数据存在较大的误差。

2.2 减小误差概率

在进行计算机视觉图像精密测量时往往会出现误差，而导致这些误差的原因主要存在于操作人员与机器系统故障，在进行操作前操作员应对于仪器进行系统性的检查，再次使用仪器中的自检系统，保证仪器的硬件与软件的正常运行，如果硬软件出现问题会导致测量精度的误差，从而影响工作的进度。人员操作也会导致误差，人员操作的误差在某些方面来说是不可避免的。这主要是对操作人员工作的熟练程度的一种考验，主要是对于仪器的架设及观测的方式。减少人员操作中的误差，就要做好人员的技术技能培训工作。让操作人员有过硬过强的操作技术，在这些基础上再建立完善的体制制度。利用多方面进行全面控制误差。

2.3 方便便携

在科学技术发展的今天我们在生活当中运用到东西逐渐在形状、外观上发生巨大的变大。近年来，对于各种仪器设备的便携性提出了很高的要求，在计算机视觉图像精密测量中对设备的外形体积要求、系统要求更为重要，其主要在于人员方便携带可在大范围及野外进行测量，不受环境等特殊情况的限制。

3 计算机视觉图像精密测量发展趋势

目前我国国民经济快速发展，我们对于精密测量的要求越来越来高，特别是近年我国科技技术的快速发展及需要，很多工程及工业方面已经超出我们所能测试的范围。在这样的前景下，我们对于计算机视觉图像精密测量的发展趋势进行一个预估，其主要发展趋势有以下几方面：

3.1 测量精度

在我们日常生活中，我们常用的长度单位基本在毫米级别，但在现在生活中，毫米级别已经不能满足工业方面的要求，如航天航空方面。所以提高测量精度也是计算机视觉图像精密测量发展趋势的重要方向，主要在于提高测量精度，在向微米级及纳米级别发展，同时提高成像图像方面的分辨率，进而达到我们预测的目的。

3.2 图像技术

计算机的普遍对于各行各业的发展都具有时代性的意义，在计算机视觉图像精密测量中运用图像技术也是非常重要的，在提高图像处理技术做以提高。同时工程方面遥感测量的技术也是对于精密测量的一种推广。

4 结束语

在科技发展的现在，测量是生活中不可缺少的一部分，测量同时也影响着我们的衣食住行，在测量技术中加入计算机视觉图像技术是对测量技术的一种革新。在融入这种技术后，我相信在未来的工业及航天事业中计算机视觉图像技g能发挥出最大限度的作用，为改变人们的生活做出杰出的贡献。

参考文献

[1]汤剑.周芳芹.杨继隆.计算机视觉图像系统的技术改造[J].机电产品开发与创新周刊，2015，14（18）：33-36.

[2]马玉真.程殿彬.范文兵，计算机视觉检测技术的发展及应用研究[J].济南大学学报，2014，18（23）：222-227.

[3]李华.基于计算机视觉图像精密测量的关键技术分析[J].电脑知识与技术，2013（05）：1211-1212.

作者单位

计算机视觉技术的应用篇6

计算机的发展及应用，使人们的生活日新月异。计算机辅助设计源于计算机图形技术的产生，计算机辅助设计的研究构想发端于1950年，但使用计算机绘图的最早记录是在1963年，美国麻省理工学院的研究人员伊凡·苏泽兰在美国计算机联合会会议上发表了名为《画板》的博士论文，从而开始了计算机辅助设计的发展历程。他从1950年开始着手开发通过图形技术来处理人与电脑交互对话的操作系统。1963年，这套以电脑主机、显示屏、光电笔和键盘为工具的图形画线系统得到实现。这套图形画线系统开发和引进了许多计算机绘图的基本思想和技术，使用户可以运用电脑画出直线、复杂曲线以及简单的标准部件。

最初CAD被解释为“计算机辅助绘图”，由于当时计算机在设计上的作用是替代传统手工绘图的一种新工具，但随着后来信息技术的飞速发展，计算机技术在各领域的广泛应用，CAD的含义也在不断变化扩展，随着20世纪70年代像素的产生、80年代三维曲面造型系统的开发等，使电脑绘图从只能用“线”这一基本绘制元素发展到可以用点、面、体进行绘制计算机图形，从而使CAD的含义也发展成现在人们比较熟知的计算机辅助设计这个概念了。1970年的威尼斯双年展首次接纳了计算机绘画作品，这也标志着新的视觉艺术形式的诞生得到了社会的承认。

我国的计算机辅助设计起源于20世纪70年代。与国外计算机辅助设计发展的轨迹相似，国内计算机辅助设计的研究与应用基本上是从各高等院校发展起来的。20世纪90年代初，随着我国现代化进程的迅速发展以及计算机的进一步普及，在环境艺术设计和创作领域，计算机技术应用的价值，逐渐得到人们的重视。

二、我国计算机辅助环境艺术设计的现状

计算机作为信息时代重要的技术工具，在环境艺术设计领域得到普遍应用。在20世纪90年代前，国内对环境艺术设计效果的表现是使用手工绘制的方法，到了20世纪90年代初期，计算机辅助设计技术开始在我国建筑业应用。计算机辅助设计技术在建筑设计表现领域以不可逆转的潮流迅速发展。尤其是到了20世纪末，计算机辅助设计逐渐成为建筑效果表现的主流。起初，设计师主要运用AutoCAD软件进行施工图的绘制，在方案阶段还以手绘为主。但随着相关专业软硬件的更新和进步，它自身的强大优势得以显示，同时对传统手绘表现产生了越来越大的冲击。

随着近十几年来我国计算机辅助环境艺术设计的发展，计算机建筑效果表现的类型己经有了很细致的划分，可以分为：计算机建筑效果图、计算机建筑漫游动画和计算机建筑效果虚拟现实。计算机建筑效果图主要是通过3DSMAX，Lightscape，Photoshop等计算机软件制作的静态的效果图。通过计算机三维软件从平面、立面数据中得到透视图，透视点位置及视点角度均可变换，然后再渲染出二维图像，这种方式是目前社会上应用最广泛的。计算机漫游动画是利用3DSMAX软件的三维动画功能，在建筑物的室内或室外的设计阶段就能以可视的、动态的方式全方位展示建筑物所处的地理环境、建筑物外貌和各种附属设施以及建筑物内部空间的效果，使人们能够在未来的建筑物中漫游，因而成为建筑设计方案及装修效果展示、建筑方案投标、论证、评审的有力工具。

三、计算机辅助环境艺术设计的发展趋势

当前，随着计算机软硬件技术的迅猛发展，计算机辅助设计在环境艺术设计领域受到了广泛的重视和应用，比如各种方案的汇报、投标以及招商广告中随处可见，从而出现了大量的绘图软件的教程以及在教学上更加重视计算机绘图软件的教学课程。人们更多的关注计算机技术，想方设法掌握各种绘图软件，在模型、材质、灯光以及各种渲染技法上花费大量的时间，而忽略了最终的效果图的艺术性。计算机辅助设计是科学与艺术以及计算机与艺术设计相结合的边缘学科。计算机辅助设计在视觉艺术创造规律、形式法则和审美方法与传统的艺术设计是相同的。所谓视觉艺术，是通过人的视觉感受而将客观内容纳入主观心灵并予以对象化呈现的艺术形态。一些美学研究者认为，从审美主体的角度来看，艺术离不开创造者和欣赏者两个方面，而这两个方面都要通过一定的感官和相应的感性物质媒介，前者创造出审美对象，后者达到审美愉悦。所以说，作为视觉艺术的计算机辅助设计作品既要真实的描绘场景，又要使欣赏者达到审美偷悦。不可否认，人们的欣赏水平在不断提高，求新、求异的视觉口味也越来越高。这源于技术的发展、审美的进步，计算机技术的发展对于社会和艺术创造产生了重大的推动作用。

在计算机辅助环境艺术设计发展的初级阶段，设计师的目标是使效果图具有真实感，能够模拟未来场景的真实效果，具有一定的实用性。目前的计算机建筑效果图的风格单一，已经不能满足大众的不断提高的视觉口味。计算机建筑效果图既是表现的技术同时它又是视觉艺术。设计师创造出审美对象，筑物内部空间的效果，使人们能够在未来的建筑物中漫游，因而成为建筑设计方案及装修效果展示、建筑方案投标、论证、评审的有力工具。使用的软件有Creator系列三维建模工具及Vega场景管理软件。计算机建筑效果虚拟现实技术强调的是一种身临其境的感觉，采用的是人与人之间自然的交互方式。它可以实现逼真的、纯三维的场景，可以全方位、多角度、完全由用户自由控制在场景中漫游。作为建筑师可以从多个角度观察建筑方案，所以说虚拟现实技术不仅可以使用于建筑表现，而且也是一种推敲方案的有利手段。VR技术在我国的环境艺术设计领域中有着广泛的应用前景，将给环境艺术设计带来革命性的改变。

设计师创造出审美对象，要使欣赏者达到审美愉悦而不是审美疲劳。为此，根据目前我国计算机辅助环境艺术的发展情况，未来计算机建筑效果图应呈现艺术化、人情化和多样化趋势。

参考文献：

[1]邓庆尧.环境艺术设计[M].济南：山东美术出版社.

[2]张绮曼.中央工艺美术学院环境艺术设计系—室内设计的风格样式与流派[M].北京：中国建筑工业出版社.

[3]张绮受.中央工艺美术学院一环境艺术设计与理论[M].北京：中国建筑工业出版社.

[4]李小艺.环境艺术设计的新视界阅.北京：中国人民大学出版社.

[5]李砚祖.环境艺术设计.北京：中国人民大学出版社.

[摘要]本文通过对计算机辅助环境艺术设计的起源、现状及前景的分析，总结出当前人们越来越重视各种绘图软件的应用，而忽略了作为视觉艺术的计算机辅助环境艺术设计更应呈现艺术化、人情化和多样化的特征。

计算机视觉技术的应用篇7

【关键词】Opencv;计算机视觉技术;系统;研究

随着计算机技术的快速发展，计算机设备逐渐被应用到社会生活的各个方面，尤其是在当前计算机视觉技术和图像处理技术快速发展的时期，各个科技领域中的计算机视觉技术已经逐渐成熟。计算机视觉技术主要是利用计算机智能化来替代人眼，即对于客观存在的三维立体化世界的理解和识别，整个实现过程均是以计算机技术作为基础。随着计算机视觉技术的不断发展，现今其已逐渐成为了一门神经生理学、计算机工程、信号学、物理学、应用数学等综合性学科。计算机视觉技术系统其在高性能计算机基础之上来实现对大量数据的获取，并且通过智能算法来对获取数据进行处理，从而完成对数据集成。

一、视频中运动物体检测原理

对于视频中的运动物体检测主要分为两中方法，其一为宏观检测法;其二为微观检测法。宏观检测法是对获得的整幅图像进行检测，而微观检测法则是对所需要的区域进行图像检测。视觉技术在检测运动物体的时候，首先对图像进行采集，并对采集的信息数据进行预处理，将图像进行分割，然后分别提取运动物体的影象，从而实现参数的更新。图像采集过程中采用背景差分法，实现对背景图像的提取，其通过一定算法采用人为手段获取没有背景的图像。另外在进行运动物体检测的时候还可以采用帧间差分法，其主要是实时获取帧图，然后实现一帧一帧图像比值的比较，从而获取具有差值的图像。运动物体进行检测的时候需连续获取帧图，将这些帧图组合起来，其实就是物体的运动轨迹，然后同分割技术就能勾勒出物体的轮廓。随着计算机视觉技术的不断深入研究，发现此两种方法单独使用仍然存在的一些缺点，于是研究人员将二种检测方法进行融合，形成一种综合检测方法。综合检测法将两者检测方法的优势进行了融合，并将其灵活的应用到了生产和生活之中，取得了十分不错的效用。

二、基于Opencv的计算机视觉技术探究

（一）基于Opencv的运动物体检测

运动物体在进行检测的时候，基于Opencv的检测原理主要为：根据物体某项特定信息，例如，颜色、轮廓、性状等，在复杂背景中利用这些特定的信息将物体分离出来。整个图像的分离过程首先是进行视频流捕捉，然后是进行视频的格式转换，再将图像进行预处理，从而提取前景物体，减少环境因素对图像处理的误差，最后根据物体特征提取，并完成对运动物体的跟踪。从图像中提取所需的目标物体，其实质就是对整个屋里轮廓进行检测和分割，根据每个图像的帧差异来进行提取。

（二）基于Opencv图像预处理

视觉技术应用于复杂的环境之中，由于存在着光照的变化，其场景中所出现的环境因素对视频采集设备性能影响很大。环境因素会使得获取的图像信息的质量降低，并且在图像中无法避免的存在着噪点，这对于运动物体的检测和图像采集会造成很大的影响。当获取视频帧图像之后需对其数据进行预处理，通常有平滑度滤波处理、图像填充、图像背景更新等。

1.平滑度滤波处理

由于在进行视频图像采集的时候存在着噪点，那么我们就需要对其进行噪点处理，以求减小噪声。滤波平滑度滤波处理，其具有线性和非线性两种方式，其中线性方式进行处理器运算简单、运算速度快，但是在进行处理之后的图像都会呈现不清晰的情况。而非线性方式尽心给处理之后，虽然能够很好的减小噪点，确保信号的局部特点，但是其运算的速度会较慢。

2.图像填充

对于帧图像进行处理，通常采用检测边缘填充法或者是腐蚀膨胀法来完成，其中填充法是指当检测出目标物体之后，利用边缘检测方法来对物体进行辨识，然后利用形态学的漫水填充法进行填充。图像的腐蚀膨胀则主要是由于摄像机的性能等问题造成的。

3.实时背景更新

在进行图像差分之前，需要对背景图样进行确定，并且需要对其进行初始化处理。以方便以后在进行检测时候能够对实时背景图进行差分计算，只有这样，才能够获得极佳的前景效果。在进行图像差分时，首先需要根据指定法来确定第一帧背景的图像，并将其指定为第一张背景图片，然后在检测过程中根据算法对背景实施更新。整个图像在进行更新时，其主要的流程为：判断并读取图像是否为第一帧;将Opencv处理的图像转化为单通道灰度值;将实时采集的图像进行高斯平滑度处理，去除噪点;最后使用形态学滤波处理噪点。

（三）提取前景运动物体图像

检测运动物体的时候，只有在检测流程中确保精确度，才能够获取满意的前景跟踪效果。此过程中主要分为两个步骤，第一步为二值化图像之后进行分割;第二步，图像分析前处理，进行充分填充，确保前景图的完整性。其中，前景图的提取主要分为下面几个步骤：首先对前景图像和背景图像进行差分，然后对差分的图像进行二值化，再对背景中的前景图像边缘进行检测，根据轮廓进行填充图像。由于摄像头存在于不同的场景和环境之中，不论是室外或者是室内随着场景的变化都会对图像的采集产生影响。那么在前景图中提取目标就需要在检测系统中采用有效手段来完成背景实时更新。

阀值二值化分割法可以对检测的物体进行前景和背景差图分割，从而使目标物体能够分离出图像，且阀值分割先要确定每个像素的点是否处于灰度范围值之内。将图像中的像素灰度与确定的阀值进行比较，其结果解释所有像素点分为2类，一类像素的灰度小于阀值，另外一类就是大于阀值。阀值二值化分割时，确定分割的阀值T，然后分割图像。选取合适的阀值进行分割，可以有效的减少光照因素影响，常用的动态阀值主要有直方图来法与最大类方差法这另种分割方法。

三、计算机视觉三维技术

计算机视觉技术的核心为分割问题、运动分析、3D立体场景重构等，立体视觉主要是从多幅图像的参照中获取目标物体的三维几何信息。计算机视觉所模拟出的3D立体画面只需要摄像机从不同的角度同一时间针进行图像捕获，将2D信息进行3D重构，进而将计算机程序重建于真实的三维场景之中，以恢复物体的真实空间信息。

（一）视觉系统

视觉系统捕获图像的过程，实则可以看成为对大量信息进行处理过程，整个系统处理可以分为三个层次，其一，理论层次;其二，描述层次;其三，实现层次。在摄像机视觉系统之中，输入的是2D图像，但是输出为3D信息，而这就可以实现对图像的位置、距离等信息的如实描述。视觉系统分为三个进阶层次，第一阶段为基础框架;第二阶段为2.5D表达;第三阶段为三维阶段。在第二阶段中实现的2.5D表达，其原理是将不完整的3D图像信息进行表达，即以一个点为坐标，从此点看去某一些物体的部分被遮挡。第三阶段的三维阶段，则是人眼观察之后可以从不同的角度来观察物体的整体框架，从而实现了将2.5D图像信息的叠加重合运算，进一步处理之后得到了3D图像。

（二）双目视觉

人们从不同角度观看同一时间内的同一物体的时候，可以利用算法测量物体间的距离。此法被称为双目立体感觉，其依据的原理是视觉差原理，利用两台摄像机或者一台摄像机，对两幅不同的图像进行不同角度观察，并且对其观察的数据进行对比分析。实现双目立体视觉与平面视觉图像获取，其主要的步骤为：

（1）图像获取

从两台不同的摄像机，捕获帧图像，由于环境因素会造成图像差异困难。为了更好的跟踪目标、检测，当捕获图像之后，需要对图像进行预处理。

（2）摄像标定方式

获得真实坐标系中的场景点中的与平面成像点占比见的对应关系，借用三维立体空间中的三维坐标，标定之后确定摄像机的位置以及属性参数，并建立起成像的模型。

（3）特征提取方式

所谓的特征提取方式主要是为了提升检测、跟踪目标的准确性，需要对目标物体进行特征提取，从而实现对图像分割提取。

（4）深度计算

深度信息主要是根据几何光学原理，从三维世界进行客观分析，因为距离会产生不同的位置，会使得成像位置与两眼视网膜上有所不同。简单来说，客观景物的深度可以反映出双目的视觉差，而利用视觉差的信息结合三角原理进行计算，可呈现出深度的图像信息。

（三）摄像机模型

摄像机在标定过程中确定了其建立的基础为摄像机的模型，摄像机模型在标定过程中关系到三个不同坐标系的转换，分别为2D图像平面坐标系、摄像机自身坐标系以及真实的世界坐标系。摄像机在摄像的时候起本质是2D图像坐标转换，首先要定义摄像机的自身坐标系，将坐标系的原点设置为光心，X、Y、Z成立三维坐标系。其次则是建立平面的图像坐标系，用以透视模型表示，其原点也在广心的位置，称之为主点。实际应用中，物理的距离光心的位置d≠f焦距，而且会远远大于焦距，为了解决如此问题就提出了平面概念。在光轴z上设置一个虚拟的图像平面，然后在此位置于平面关于光心对称。接着，在设置的虚拟2D坐标系中，光轴和原点重合，并且摄像机与垂直平面的垂直方向相同，真实图像上的点影射到摄像机坐标系。

（四）3D重构算法

视频流的采集，主要是采用Kinect设备、彩色摄像头、红外发射摄像头、红外接收摄像头。使用微软提供API控制Kinect设备，在操作之前需调用NUI初始化函数，将函数的参数设置为用户信息深度图数据、彩色图数据、骨骼追踪图数据、深度图数据。上述的视频流的打开方式不同，既可以是一种打开方式，也可以是多种打开方式，尤其在进行Kinect传输数据处理的时候，需遵循三条步骤的运行管线。此三条管线分别为：第一条为处理彩色和深度数据，第二条为根据用索引添加颜色信息，并将其放入到深度图之中，第三条为骨骼追踪数据。

四、总结

随着计算技术的快速发展，视觉技术逐渐被广泛的应用于我们日常的研究之中。本文通过对视觉技术的相关问题进行分析，探究了图像处理、分割、前景提取、运动物体观测以及重构3D图等问题，为实现视觉技术更加深入研究做出了相应的贡献;为广大参与计算机视觉技术研究同仁提供一个研究的思路，为实现视觉技术的腾飞贡献薄力。

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].云南大学，2013.

[2]马玉真，胡亮，方志强，曹素芝.计算机视觉检测技术的发展及应用研究[J].济南大学学报（自然科学版），2004，03：222-227.

计算机视觉技术的应用篇8

关键词：智能视频监控；目标跟踪；运动分割；图像标定

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2012）35-8499-03

1　概述

在人类的活动所涉及的各种信息中，以视觉信息所占是比重最大。人类主要依靠视觉系统来形成记忆。计算机视觉系统便是模拟人类视觉系统的某些功能，用摄像机和电脑代替人眼对目标进行识别、跟踪、测量，实现计算机对三维景物世界的理解。计算机视觉是计算机科学和人工智能的一个分支，目前既是工程领域也是科学领域里一个极富有挑战性的研究项目，它的实现，将给相关重要应用领域，如制造业、医疗诊断、检验以及军事领域中的智能、自主系统等，带来质的改变。近三十年来，计算机视觉技术已经取得了突飞猛进的进展，它的巨大应用前景将使得这种发展势头继续保持相当长的时期。

计算机视觉是通过运用各种成像系统代替人的视觉器官实现成像输入的，再由计算机来代替大脑完成对视频图像的分析和处理。目前有两种技术途径可以实现计算机的智能视觉效果，一个是仿生学方法，另一个是工程方法。仿生学是从分析人类视觉入手，通过对人类视觉成因原理的了解，参考人类视觉建立一个计算模型，用计算机系统将所有的过程和结果一一重现。由于这种技术方法目前还有许多难题需要破解，进展十分缓慢，因此更多的考虑采用工程方法。工程方法脱离了人类视觉系统的种种条框，从另一个角度寻找各种可行的技术方法实现计算机的视觉功能。

对于人类来讲，视觉系统虽然是获取信息的途径中占比最大的，但是，其他获取信息的通道也是必不可少的。在人类的智能系统中，感知行为是通过各个通道分别获取信息，然后汇集起来，使人类获得一个全面的感知。每个通道所获取的信息对于事物的理解或许是不全面的，但是，将所有的信息通道所获取的信息进行总和后却是可以得到一个相对完整的认识的。以前所研究的比较初级的人工智能系统就犯了以偏概全的毛病，希望通过独立运行一个完美的功能子系统就能获取所有的信息。为了达到这样一个目的，不得不去人为施加种种约束条件，或者造一些脱离实际的理想数据，结果可想而知。我们在研究计算机视觉系统的可行性方法的时候，也要认识到计算机视觉只是人工智能的一部分，它的功能是不能够孤立实现的，必须结合不同的应用背景，与不同的感知通道相互配合，综合达到智能视觉监控系统的目的。例如，计算机视觉系统运用在通信中，应与语言通道想配合；在发现和跟踪目标的应用中就要注意和激光和超声波等非视觉技术配合等。目前，关于计算机视觉的理论还不是太完善，但是相关的应用已经先行一步，该文对计算机视觉系统方面的实际运用方面进行了研究。

2　计算机智能视频健康概述

2.1计算机智能视频监控研究现状

计算机视频监控是通过计算机视觉和图像处理来完成对目标的一系列监控目的，比如运动检测、运动目标跟踪、目标分类以及目标行为的描述与理解等。将这些监控目的进一步划分，其中运动目标的类与跟踪、运动检测是近年来视频监控领域里研究较多的项目，也是属于视觉处理中低级和中级的部分；而高级部分是行为的描述和理解，这也是业内近年来较多受到关注的研究热点，它代表了监控行业未来的发展方向，也是信息产业的未来发展趋势。由于它巨大的应用前景，产业界、学术界和各级管理部门都对它给予了高度重视，其中蕴藏着的巨大商机和所带来的经济效益更为人们津津乐道。

人们可以运用计算机智能视频监控系统对拍录到的图像序列进行自动分析，它特有的计算机视觉和视频分析技术可以自动完成这个过程，不需要人为进行过多干预。这样，就可以在很大程度上解决“他们正在做什么”、“他们将会做什么”的问题，而后，人们通过进一步的决策推理过程对“我们可以采取什么问题”的疑问给出答案。目前，社会上发起的平安城市等大型项目已经给智能视觉系统的应用提供了可供借鉴的方向，同时，还可以扩展到人流量统计、监控偷油行为、入侵行为等，这些需要用到智能识别系统的项目都使得人们逐渐对计算机智能视频监控系统重视起来。

2.2计算机智能视频监控系统与运动目标检测技术

目标的运动检测是一项相当困难的工作，这是因为背景图像中往往还存在一些动态变化的影响，如影子、光照、遮挡、混乱干扰以及天气等。这些因素的干扰使得人们很难将运动变化的区域从背景图像中提取出来。直接影响了对目标的分类、跟踪和行为理解等后期处理。目前，常用了运动目标检测技术有背景减除、时间差分、Rosenblum等。

2.3计算机智能视频监控与运动目标跟踪技术

2.3.1运动分割

动态环境中捕捉到的运动目标图像大多受到各种不确定因素的影响，如影子、物体之间或者与环境之间的遮挡、摄像机的运动、光照条件的变化等，这些都给准确有效的运动分割带来困难。但是，快速准确的运动分割是一个相当重要的环节。就拿影子的干扰来说，若是影子与与检测目标分离，容易引起误会，将影子误认为是场景中的目标；若是影子与目标相连，则会扭曲了目标的形状，使得基于形状的目标识别方法不再可靠。目前主要采用的是背景减除法，这种方法的适用范围有限。人们目前还没有找到对于任何复杂环境中的动态变化均有适应性的处理模型。研究者们试着运用时空统计的方法构建自适应的背景模型，也许对于那些不受限于环境的运动分割而言是个好方法。

2.3.2目标跟踪的分类

2.3.2.1根据目标跟踪与目标检测的时间关系可分为三类

一是先检测后跟踪，而是先跟踪后检测，三是边检测边跟踪。

2.3.2.2根据目标跟踪的所采取的策略来分，有3D和2D两种

3D的方法是在一个由基于坐标系构筑的三维立体世界内进目标进行跟踪，2D则是在一个二维平面内对目标进行锁定跟踪。2D的方法所需处理的数据较少，跟踪操作速度较快，但是，对于遮挡问题无能为力。

2.3.3跟踪方法细分

2.3.3.1基于特征的跟踪方法

不管是刚体运动还是非刚体运动，在一序列图像中，相邻的两帧图像中，由于采样时间间隔十分短，在视觉上差别微小，可以认为是这些个体特征在形式上具有平滑性。

2.3.3.2基于主动轮廓的跟踪方法

用参数表示轮廓线，运用目标的边缘特征提供运动方式、物体形状之外的其他目标信息。

2.3.3.3基于运动估计的跟踪方法

运用运动估计技术对目标进行分割和跟踪是一种常用的做法。

2.4　图像标定

由目标在图像坐标系下的坐标来求得在世界坐标系下的坐标，称之为图像标定。通常是根据摄像机的内外参数来实现的，简称为摄像机标定。这种方法中，需要注意的是摄像机所得到的图像投影容易受到几何形变的影响，这样在建模的时候，导致精度不够。像平面与所拍摄的物平面上的两条平行线，在图像上就可能是两条相交的直线。一个匀速运动人，想要在图像坐标系下计算出其速度。但是，在近距离拍摄时，测得的速度快，远距离拍摄的时候，测出的速度慢。在进行目标跟踪之前，对目标进行良好的图像标定，可以使目标的动态特性建模效果更加精确。

2.5　计算机智能视频监控技术难点

数字化、智能化是视频监控系统的未来发展趋势。目前，视频监控系统系统智能化还需面对许多问题，这些问题大多源于计算机视觉技术方面。

2.5.1从实际情况来看

视频监控系统需要面对一个十分复杂且不断变化的应用环境，这给计算机视觉技术的应用带来了更高的要求，要求能够自动、连续地工作，才能将目标从复杂环境下的分离、结构出来，从而进一步完成其他分析工作。

2.5.2其次，运动目标本身具有多样性的特征

如何使这些目标摆脱客观环境的限制，将目标的变化区域从背景图像中提取出来，从而目标进行运动分析、分类，尤其是对非刚性目标运动进行跟踪、行为理解还是相当困难的，这也是智能视频监控系统领域里近年来研究的重点。

2.5.3若是监控的范围扩大，就需要大量的摄像机进行协同工作

但是，实现多台摄像机对运动目标连续、一致的视觉分析还非容易之事。

2.5.4目前该领域内还产生了建立视频数据库的想法

系统通过这样的方法实现海量视频信息的存储、检索和查询，这方面也是近年来研究的热点，目前还处于起步阶段。距离视频监控系统的智能化目标还有相当长的路要走。

2.6计算机智能视频监控应用前景展望

2.6.1　人数统计

在许多人流量大的地方都有人流量统计的需求，如火车站、广场等。这时候目标以人头为基本计算单位，对人头的检测和跟踪是主要技术要求。实际上这种检测轮廓非常重要。

2.6.2　车流量统计

在许多路口，交通部门对车流量也需要有个大概统计，许多地方的车流量可以通过其他检测手段检测，视频图像是最快和较为准确的一种方式。

2.6.3　遗留物检测

自911事件发生以来，全球对于公共安全的意识日益重视，各国纷纷采取多种措施防范恐怖主义袭击，例如加强出入口管制、随身行李检查、增加警备人员数目、追踪可疑人士的行径等。其中，监控系统扮演了非常重要的角色，特别是在车站、机场、大型商场等人口密集的地区，一旦发生炸弹引爆等恶意袭击事件，后果不堪设想。为了及早防范，监控系统需要采用具备遗留物侦测的智能分析系统，对可疑滞留物品实行及时通报和处理。　另外，遗留物侦测也可以用来解决自动提款机（ATM）的安全问题。部份不法份子会在ATM加设卡片阅读机或贴上误导性信息，达到骗取钱财的目的，设置遗留物侦测系统可以及时发现这些非法架设的物品。　遗留物侦测还可以用于侦测遗规泊车的情形，结合车牌辨识系统更可达到全自动的智能化执法。一旦发现禁止停车区域有车辆停留，便会触发遗留物警报讯号，并启动车牌辨识器记录违规停泊车辆的车牌号码，大大降低交通执法人员的工作量和运作成本。

2.6.4　遗失物检测

在博物馆或公共展览厅贵重物品失窃的情形时有发生，单纯依靠录像做事后处理的消极性做法往往不能解决问题，如果在物品遭窃的瞬间就能马上发现对于防范事件有相当重要的作用。遗失物侦测的作用是可以侦测到画面上物品被移走或是偷走的情形，及时发出警报，同时也能自动分辨出对象属于遗留物还是遗失物。但这类检测对同色物体的分辨分析运算能力有很高的要求，同时对硬件的配套布置也有很严格的要求。

当摄影机被移动或是画面被遮蔽时会造成场景变化，侦测器便可以根据这种情况判断摄影机异常并发出警报。这种应用更加广泛。通产的移动检测都属于此范畴。

在实际应用场景中，日光对监控的影响较大，一般要避免逆光。

3　结束语

综上所述，目标跟踪有非常广泛的应用市场需求，我国还处于起步阶段，研发出具有自主知识产权的、稳定可靠、技术先进、节约成本等特点的智能监控系统，可以有效填补国内空白。随着技术的成熟，硬件的推陈出新，应用产品的大幅降价，使得应用范围不断扩大，将来这方面会有更好的前景，使之成为一个能带动相关产业集体发展的一个新型产业。

3.1　对经济发展的作用

良好的市场前景会促进企业在该产业的科技力量投入，有力促进了智能监控技术革新，使得企业进入了经济发展的快车道，同时带动了电子产业及相关企业的技术革新及经济发展。形成技术革新与资金的一个良性循环。

3.2　对社会发展的作用

增加了对地方经济和就业需求的拉动。产业链的形成，强化实施企业之间的横向经济联合和技术协作，通过企业间技术平台上的横向协作，在特色产业基地内形成合力，打造一条新型的产业链。

3.3　对人才培养推动作用

企业的相关类技术人员之间不断的合作交流，大大提高了企业相关类技术人才一个质的飞跃。达到技术推介和人才培养的目的，为国内，特别是经济发达地区今后在电子科研技术领域的进一步发展奠定人才技术的基础。

参考文献：

[1]　牛少平.计算机视频监控技术研究[D].西北工业大学，2006.