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關鍵詞:計算機;視覺技術;圖書館;應用探討
引言
俗話說“書是人類進步的階梯”,各大高校以及各大城市都建有圖書館,圖書館可以滿足人們對各種知識的需求,因此對圖書館的管理工作也是十分重要。如今科技不斷的發展,計算機視覺技術被運用到圖書館管理中。計算機視覺是用攝影機和電腦來代替人眼進行檢測、監控、識別和測量等的機器視覺,它能夠對收集來的圖片和視頻進行處理,然后獲得相應的三維信息。計算機視覺是一門綜合性的學科也是一個富有挑戰性的領域,它已經被應用到各個領域中,它的重要性不言而喻。
一、計算機視覺技術的特點
(一)檢測范圍廣泛
人眼的檢測范圍畢竟有限,有些細微的方面人眼是檢測不到的,比如紅外線、超聲波等,但是計算機視覺技術卻是可以檢測到人眼所檢測不到的范圍。計算機視覺技術可以將紅外線和超聲波處理成圖像呈現出來,它的檢測范圍十分廣泛而且是不加選擇的進行檢測,可以說它的使用大大拓展了人眼的視野。
(二)檢測安全可靠
我們都知道電子產品如果接觸使用必然是會受到一定輻射的,但是計算機視覺與以往的檢測機器不同,它是不需要與被測者進行接觸的,觀測者和被測者都是十分安全不會受到絲毫損傷的,而且它在使用的過程中并不會像人眼一樣感到疲憊,它可以一直進行高效率的工作,因此對其檢測結果也是十分的可靠的。
二、視覺技術在圖書館工作中的應用分析
(一)圖書剔舊和修補
圖書館是人們知識的殿堂,是思想文化知識不斷擴展的地方,因此圖書館的剔舊是一項十分重要的工作。圖書館的空間畢竟有限,一些相對陳舊而利用率較低的參考文獻是需要不定期的進行篩選的,這些資料通常都是表面發黃、布滿灰塵和封面破舊等,而圖書館的剔舊工作大多是由工作人員親自到書庫中進行挑選,這樣不僅工作量大、耗時長還有可能會存在遺漏的現象,而且資料上的灰塵也會給工作人員的身體健康帶來影響。
圖書館會收藏一些珍貴的古籍和字畫,但是時間一長,受到溫度、濕度等的影響會造成古籍和字畫表面發黃、紙張變脆甚至會出現蟲眼,這時候就需要對古籍字畫進行修補工作。這項工作大多由工作人員親力親為,會給工作人員帶來一定的健康影響,如果使用計算機視覺技術代替人們來進行工作,會大大減少工作人員的工作強度,同時也保證了工作效率。
(二)管理職工人員
圖書館中職工人員的正常有序的工作是保證圖書館正常運行的關鍵之處,在進行圖書館職工人員的管理上可以引用計算機視覺技術。以往的職工簽到可能會出現代簽現象,而計算機視覺技術可以采用圖像視覺處理技術對職員進行磁卡、眼膜、人臉識別等進行簽到,杜絕了以往簽到工作所存在的弊端。同時,在圖書館工作處理中,計算機視覺技術也可以幫助職工人員處理一些難題,讓圖書館工作能夠有序高效的進行。
(三)監控檢測系統
如今圖書館的書籍是完全向人們開放的,人們可以自由進行借閱,以往的人工檢測會造成猜疑和尷尬,也會加大圖書館管理人員與讀者之間的磨擦。計算機視覺技術的使用可以全自動化進行監控和檢測,避免了以往人工監測所出現的問題。圖書館的書籍借閱管理工作異常重要,計算機視覺技術可以全程自動化進行高效工作,可以進行無人看管檢測讀者進出攜帶書籍文獻和借閱空間的監控等,大大提高了工作效率,讓圖書館的借閱工作順利有序的進行。
三、視覺技術在圖書館工作中的應用問題的研究
(一)循序漸進的結合
計算機視覺作為一個新興技術,雖然已經被運用到各個領域內,但是在引進入圖書館的管理中,如果想要快速的取代傳統的管理模式,無論是工作人員還是工作理念都不可能及時接受這種改變的。新技術的融入必須要循序漸進,找到與傳統的管理模式的結合點,然后進行慢慢磨合,達到與傳統相結合的效果,這樣人們才能夠接受一種新技術的使用,不僅提高了工作效率減輕了工作人員的工作負擔,也能夠更好的發揮出計算機視覺技術的真正作用。
(二)提高專業人員的業務水平
新的技術需要新的業務水平來支持,如果沒有相應的業務水平是沒有辦法發揮出新技術應有的作用。計算機視覺技術通過計算機成像系統來代替人類的視覺感官,能夠自主適應環境、自主工作的能力。計算機視覺技術在不斷的更新中,它的使用功能也是越來越多,操作方法越來越復雜,這時就需要圖書館的工作人員對計算機視覺技術有細的了解,能夠熟練操作和運用計算機視覺技術。圖書館管理階層應該組織工作人員進行培訓工作,讓他們接收新的知識掌握新的技術,不斷的提高圖書館工作人員的業務水平,才能夠保證圖書館工作高效進行。
(三)讀者素質和應用手段的提高
現代化圖書館要想實現工作和服務的全面自動化,就需要有現代化技術的支持,計算機視覺技術的引用雖然是一個現代化技術的支持,但是如今僅停留在生物特征的識別領域。比如圖書館如今普遍有門禁系統,這也僅停留在計數功能和監控可沖消磁條的識別和認定上,如果有些讀者素質不高故意去掉這些生物識別,圖書館的門禁系統就沒有辦法阻止這些讀者的進入進出。因此,提高讀者的素質和計算機視覺技術的應用手段,才能夠保證計算機視覺技術在圖書館被廣泛的進行使用。
結束語
關鍵詞:計算機視覺圖像 精密測量 構造幾何模型 信號源的接收
中圖分類號:TP391 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2013)05-1211-02
新型計算機視覺圖像精密測量是一種基于計算機程序設計以及圖像顯示的高精度的關鍵技術,它廣泛用于測量的領域,對于測量的準確性有很好的保證。這種關鍵技術是幾何了光學的特性,發揮了圖像學的顯影性,把普通的測量技術瞬間提升到了一個新的高度。在這項關鍵技術中包含了物理學中光的效應,圖像中的傳感器以及計算機中的編程軟件,這還不完全,還有一些其他科學領域知識的輔助,可以說這項關鍵技術是一個非常有技術含量的技術,很值得學者進行研究。
1 計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術的具體形式
在以往的測量中,選擇的測量方式還是完全采用機械的形式,但是在使用了計算機視覺圖像精密測量后,完成了許多以往技術所不能達到的任務。在我們的研究中,計算機視覺圖像測量的原理是通過攝像機將被處理的對象采集進行影像采集,在多個控制點的數據采集完成后,系統會自動將這些圖像進行整合,得出相關的幾何多變參數,再在計算機上以具體的數據顯示出來,以供技術人員使用參照。
在上面所說的攝像機并不是我們通常意義上生活中使用的攝像機。它是一種可視化較強,表針比較敏感的測試儀。可以將視覺中的二維形態通過顯影,記錄在機械的光譜儀上,再將這種的二維圖像做數學處理,有二階矩陣轉換為三階矩陣,通過播放儀呈現出三維的影像。這時的圖像變為立體化,更有層次感,效果上也有了明顯的變化,這是一種顯示方法。此外還有一種造價較高的儀器,我們不常使用,就是圖像提取器。同樣是采集控制點的數據,將數據整合在系統之內,然后對于原始的圖像進行預處理,不再經過有曝光這個程序,將圖像中關鍵點的坐標在整個內部軸面上體現出來,提取數據幀數,再運用機器的智能識別系統,對控制點的坐標進行數據分析,自動生成圖形,這也可以用于精密測量。它的優點就是使用上極其的方面,基本只要架立儀器和打開開關,其他的工作機械系統都會自動的完成。使用的困難就是造價極其的高,不適合一般企業使用。在基于計算機視覺圖像測量中使用上的原理如下:
1) 計算出觀察控制點到計算機視覺圖像測量儀器的有效距離;
2) 得出觀察點到目標控制點之間的三維的運動幾何參數;
3) 推斷出目標控制點在整個平面上的表面特征( 大多時候要求形成立體視覺);
4) 還通過觀察可以判斷出目標物體的幾何坐標方位。
在整個計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術中最關鍵的元件就是壓力應變電阻儀,這也是傳感器的一部分。壓力應變電阻儀的使用方式是將應力片粘貼在控制點位上,事先在物體表面打磨平整,清理干凈后,涂抹丙酮試劑,在液體完全風干后就可以黏貼應力片,通過導線的聯接,形成了一小段閉合的電路,時刻讓計算機視覺圖像系統可以感應到并作跟蹤觀察。因受到來自不同方面諧波的影響后,應力片會產生一定數值的電阻,在電路中,這些電阻會轉化為電流,視覺圖像系統接收到了電流后就會顯示在儀表盤上相應的數據,我們就可以根據儀表盤中的數據記錄測量中的數據,很好的解決了原始機械在使用過程中大量的做無用功所消耗資源的現象。傳感器對每個應點都進行動態的測量,將數據模轉換成現實中的圖像,精確的成像可以測算出控制點的位置,用計算機視覺圖像精密測量結合數據方面的相關的分析,得出施工中的可行性報告分析,減低了施工中的成本,將施工的預算控制在一個合理的范圍之內。
當無法觀察到控制點是,計算機視覺圖像精密測量可以通過接收信號或是相關的頻率波段來收集數據,不會因為以往測量的環境不好,距離太遠,誤差太大的影響。
2 計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術分析
在計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術中解決了很多以往很難完成的任務,但是在使用過程中還是發生了很多的問題。尤其在視覺圖像的選擇中,無法使用高幀數的圖片顯示,無法將計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術的優點發揮出來。我們就計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術中常見的問題進行討論。
2.1 降低失誤的概率
在很多的數據誤差中,有一部分是出現在人為的因素上面。對于機器的不熟悉和操作中的疏忽都會在一定程度上對圖像的視覺感模擬帶來麻煩。對于網絡設備的配置上,要經常性的學習,將配置在可能的情況下設置的更加合理和使用,保證網絡連接系統的安全性。為防止更多因操作帶來的誤差,選用系統登入的制度,用戶在通過識別后進入系統,在采集數據后,確定最終數據上又相關的再次確定的標識,系統對本身有的登錄服務器和路由器有相關的資料解釋,記錄好實用操作的時間,及時備份。
2.2 對于權限的控制
權限控制是針對測量關鍵所提出的一種安全保護措施,它是在使用計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術中對用戶和用戶組賦予一定的權限,可以限制用戶和用戶組對目錄、子目錄、文件、打印機和其他共享資源的瀏覽和更改。圖像中的運行服務器在停止的情況下可以做出不應答的操作指令,立刻關閉當前不適用的界面,加快系統的運行速度,對于每天的日志文件實時監控,一旦發現問題及時解決。對于數據終端的數據可采用可三維加密的方法,定時進行安全檢測等手段來進一步加強系統的安全性。如果通過了加密通道,系統可以將數據自動的保存和轉換為視圖模式,對于數據的審計和運行可以同時進行,這樣就可以很好的保證大地測量中的圖像數據安全,利用防護墻將采集中廢棄的數據革除在外,避免數值之間發生紊亂的現象,進一步改善計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術。
2.3 開啟自動建立備份系統
計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術的完善中會常遇到系統突然崩潰或是圖像受到嚴重干擾導致無法轉換的一系列情況,發生這種情況最大的可能性就是系統在處理多組數據后無法重新還原成進入界面。這時為保證圖片轉換成數字的系統數據不丟失,我們對系統進行備份。選定固定的磁盤保存數據,定期將產生的數據(轉換前的圖像和轉換后的數值)導出,保證程序的正常運行。當系統一旦發生錯誤,可以盡快的恢復數據的初始狀態,為測量任務的完成爭取更多的時間。我們還要減少信號源周圍的干擾,定期的更新系統數據庫,保持數據采集的穩定性,把攝像機記錄出的數據節點保存在相應的技術圖紙上,用這樣的方式來知道測量工作。系統備份的數據還可以用于數據的對比,重復測量后得出的數據,系統會自動也備份的數據進行比對,發現誤差值在規定以外,就會做出相應的預警,這樣也能在工作中降低出現誤差的概率。
3 計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術遇到的困難和使用前景
計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術作為一種新興技術在使用時間上不過十幾年,其使用的程度已經無法估算。正是因為它的簡單、使用、精度高以及自動化能力卓越的特點受到了測量單位的廣泛青睞。在測量方面的這些可靠性和穩定性也是有目共睹的。在土木和機械測量的行業計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術都會有廣泛和良好的使用,前景也是十分的廣闊。但是不容忽視該技術也有一些弊端。這項關鍵技術中涵蓋的學科非常的多,涉及到的知識也很全面,一旦出現了機器的故障,在維修上還是一個很大的問題,如何很好的解決計算機視覺圖像技術的相關核心問題就是當下亟待解決的。
我們都知道,人的眼睛是可以受到吱聲的控制,想要完成觀測是十分簡單的,但是在計算機視覺圖像技術中,畢竟是采取攝像機取景的模式,在取得的點位有的時候不是特別的有代表性,很難將這些問題具體化、形象化。達不到我們設計時的初衷。所以在這些模型的構建中和數據的轉換上必須有嚴格的規定和要求,切不可盲目的實施測量,每項技術操作都要按規程來實施。
上文中也談到了,計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術中最主要的構建是傳感器,一個合理的傳感器是體統的“心臟”,我們在儀器的操作中,不能時時刻刻對傳感器進行檢查,甚至這種高精度的元件在檢查上也并不是一件簡單的事情,通過不斷的研究,將傳感器的等級和使用方法上進行一定的創新也是一項科研任務。
4 結束語
在測量工程發展的今天,很多的測量技術已經離不了計算機視覺圖像技術的輔助,該文中詳細的談到了基于計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術方面的研究,對于之中可能出現的一些問題也提出了相應的解決方案。測量工程中計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術可以很好的解決和完善測量中遇到的一些問題,但是也暴露出了很多的問題。
將基于計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術引入到測量工程中來,也是加強了工程建設的信息化水平。可以預見的是,在未來使用計算機視覺圖像技術建立的測量模型會得到更多、更好的應用。但作為一個長期復雜的技術工程,在這個建設過程中定會有一些困難的出現。希望通過不斷的發現問題、總結經驗,讓計算機視覺圖像精密測量的關鍵技術在測量中作用發揮的更好。
參考文獻:
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關鍵詞:計算機視覺;定標方法;應用特點
中圖分類號:TP319文獻標識碼:A文章編號:16727800(2012)007014902
作者簡介:許志雄(1968-),男,浙江紹興人,江漢石油鉆頭股份有限公司工程師,研究方向為計算機多媒體。
0引言
計算機技術的應用在諸多領域占據了主要位置,并得到了人們的極大重視。在此形勢下,攝像機的高清晰度亦成為了人們追逐的目標,而在計算機視覺中的定標方法有各種不同的處理方式,從而為攝像機的發展提供了一個絕好的機會。由此,計算機視覺中的攝像機定標方法成為當今世界攝像機研究領域里至關重要的一個方面,以攝像機得到的圖像信息作為出發點來計算三維空間中自然場景的幾何信息成為計算機視覺的基本任務之一,并且它的應用特點也得到了人們的密切關注。
1攝像機視覺投影原理
透鏡成像的原理利用了光的折射現象,而攝像機的視覺投影原理和透鏡的成像原理相差無幾,只不過在一些細節上進行了相應的改變,使成像更加清晰,以更好地滿足人們的需求。攝像機視覺投影原理就是利用鏡頭的光學原理進行視覺成像,而其中又有許多理論支持,包含鏡頭與焦距和視角。焦距是指鏡頭的焦點之間的距離,對于攝像機而言,就是指從鏡頭的中心位置到攝像管,也可以說是成像的位置之間的距離就是攝像機鏡頭的焦距,只有調整好了這兩者之間的距離,才能保證攝像機的攝像效果,這也是保證攝像機正常工作的首要任務。視角要受到鏡頭焦距的限制,由鏡頭焦距對攝像的大小情況而決定,攝影師們就是通過對焦距的不斷變換來改變對任務的造型,從而改變人們的視覺效果。對于拍攝相同距離的目標而言,鏡頭焦距越大,攝像的水平視角就會變得越窄,這樣帶來的后果就是拍攝到的目標的范圍就越小,使得拍攝效果大打折扣,從而給攝像機帶來不利的使用效益。因此,必須在兩者達到一個較好的組合效果之時,才能夠充分發揮攝像機的作用,并將攝像藝術發揮到極致。由此可見,計算機視覺中的攝像機定標方法將會給攝像機的拍攝效果帶來巨大的轉變。
2計算機視覺中的攝像機定標方法
2.1三維定標法
在人們的平常思維中,凡是物體的影像必定是三維的,本文的理論研究也同樣基于這樣的想法。在討論單幅圖像的設計標定之時,我們所追求的理論基礎就是需要攝像機的定標物是人們所追求的那種三維的效果,在此基礎上再進行相關的理論研究,以達到相得益彰的效果。在此過程中,首先要準確定位定標物上一些比較重要的點的三維坐標,這樣才能夠為后來的工作提供方便;然后在與定標物相對應的成像上找到相應的點的位置,這是至關重要的一步,這也決定了后面成像的具體設計方法;最后在那些比較重要的點的圖像上標出其具體的三維坐標,達到定標物的實際成像效果圖,這樣就可以完全解決攝像機的成像問題了。這種定標方法的基本原理就是充分分析定標物的三維信息,同時與它的具體成像位置相關聯,在這兩者之間形成一種具體的相對應關系。由此我們可以充分利用計算機的快速運算,實現攝像的功能,并適時進行程序功能改進,優化定標物參數的獲取方法,從而達到增加攝像機清晰度的目標。
2.2平面定標法
與上面的定標方法相對立的一種方法就是多幅圖像的設計標定。在這樣的時代背景下,人們的要求應盡可能得到滿足,因而理論研究者會在這個方面下足功夫,弄懂這里面的個中玄機,利用多幅圖像對平面的定標物來進行物體的標定工作,以達到攝像機定標的目的。這樣的平面定標方法就是充分利用平面物體的運動特性,在它和攝像機之間找到一個平衡點,觀察兩者的相對運動,這樣的定標方法也給拍攝運動中的物體帶來了生機。此方法在實施之余也會帶給人們不一樣的感受,讓人們充分體會到攝像的魅力。當然這種考慮運動的平面定標法會受到特征點的增多的影響,隨著點的不斷增加,定標情況就會越來越好,定標物的精度也會不斷提高,于是在定標物相同的前提下,平面定標法自然就可以從定標物上獲得更多的數據信息,為準確對定標物進行定位測量提供了更多的依據。因此,這種方法的效果要比前面的方法好很多,得到推廣的力度也會大大增加,所得到的經濟效益也會增加,設備的成本在原來的基礎上還有降低的趨勢。所以,理論研究者的研究領域就會逐漸向這一方面進行轉變。
2.3兩步定標法
有了前面的研究成果作支撐,攝像機定標方法的進一步研究就會顯得異常容易,人們的進一步要求也會得到滿足,可謂一舉兩得。理論研究者們在有了豐富的理論和實踐基礎之后,利用直接線性的定標方法進行攝像機參數的進一步優化提高,通過透視原理來修改以前的參數,然后將修正的參數進行初始值的確認,把它們作為現在研究階段的起點,在這樣的起點之上綜合考慮各種外界因素,利用最優化的計算機算法進行攝像機成像程序的改進,把原來的程序進行升級處理,使得定標物的精確度得到進一步的提高,這就是我們所提到的兩步定標法。它的基本原理其實很簡單,只不過是充分利用了原有的理論,并進行了一定的創新而已。但就是這樣的創新步伐的邁出,給計算機視覺中的攝像機定標方法帶來了新的生機,也給攝像機鏡頭的優化帶來了很多指導方法。在圖像中心到圖像點的距離保持不變的前提下,參數的數量會顯著減少,這樣不僅節省了材料的用量,而且還進一步提高了攝像機的攝像清晰度,有效彌補了以前清晰度不高的缺點。這樣一來,攝像機的成像效果大大改進,于是才有了現代攝像機的高清效果,確實讓人們享受到了科技帶來的福音。
3計算機視覺中的攝像機定標方法的應用特點
3.1建立于主動視覺上的自我標定
由于計算機視覺中攝像機定標方法的不斷推廣,一些計算機技術在攝像機的制作過程中得到了較好的應用。但是在這之中必不可少地存在一些制作人員或設計人員的主觀因素,這樣攝像機的標定方法中就會形成形色各異的特點,而且彼此之間可能會出現較大的不同,特別是在主動視覺上的自我標定。在主動視覺中,我們所用到的攝像機可以在一個被控制的平臺上被人們固定,利用計算機的高運算能力,計算機可以把平臺上所出現的參數精確地讀出來,我們只需要利用控制攝像機的運轉順序,讓攝像機作一定的周期運動,就可以在這個過程中得到更多的圖像,然后再利用所成的圖像和固定的攝像機的運動參數來確定攝像機的運動情況。這種自我標定方法比較簡單,但是必須為人們提供精確控制攝像機運動的平臺,這種以主觀意識為主的標定特點強化了個人的主觀能動性,讓人們更加易于接受。
3.2進行有層次劃分的逐步標定
近年來,人們對攝像技術的理論研究已經日趨成熟,并根據自己的意愿進行相關的研究工作,把自己的想法融入到攝像機的設計中,真正做到有層次的逐步標定,把所要的標定物以逐個擊破的方式實現有層次的程序算法,從而讓人們在邏輯上能夠有所認識,并且易于接受,從而達到有層次劃分的逐步標定的目的。分層逐步標定法已為標定研究領域中普遍認同的方法之一,在實際的應用中逐漸取代了直接標定的方法。因為進行有層次劃分的逐步標定是符合人們的想法的,而且這種方法的特點是以射影標定作為基礎,以某一幅圖像作為基準圖像,進行其它圖像的射影對齊工作,從而將攝相機中成像未知參數的數量減少,更易于為人們所接受??梢哉f,進行有層次劃分的逐步標定是人們在實踐中得出的一套符合大勢所趨的標定方法,為世人所推崇。
4結語
綜上所述,計算機視覺中攝像機定標方法在人們的不斷認識中得以應用和推廣,在時代的不斷進步中逐漸向前發展。同時,攝像機標定方法的應用特點也大相徑庭,各有千秋,從而實現百家爭鳴的態勢,進一步推動計算機視覺中的攝像機研究工作的向前發展。
參考文獻:
【關鍵詞】糧油;品質檢測;新技術;探究
一、糧油品質檢測評價新技術概況
糧油產品作為關乎國計民生的重要物資資源,如何保障糧油產品的安全,促進國民生活健康發展對國家安全有著重要意義,當前我國糧油安全問題較為嚴峻,以次充好、以假亂真的不法行為嚴重擾亂糧油市場的健康發展,同時更對居民生活構成嚴峻威脅。探索高效、便捷、準確的糧油品質檢測評價技術能夠較好的檢測出樣本的優劣水平,及時區分出產品的優劣,為糧油市場的有序發展以及居民食用糧油安全奠定基礎。傳統的糧油品質分析檢測技術較為落后,程序較為復雜難以滿足現代化生產的需要,例如在品質分析中由于人為性的主觀因素較強,難以對樣本糧油給出客觀準確的評價,而化學測定中又需要破壞大量糧油樣本,成本較高。所幸隨著傳感技術等新型科學的迅猛發展,借助于計算機視覺技術、電子舌技術和電子鼻技術等,糧油品質檢測評價實現了無損檢測,且具有極大的便利性和準確性,當前作為糧油品質檢測的新技術,這三種技術已經的到了廣泛的發展和運用,在糧油品質檢測中有著廣闊的發展前景。
二、三種新技術在糧油品質檢測評價中的應用
(一)計算機視覺技術的應用
通過計算機視覺技術對糧油品質進行檢測評價主要是針對糧油的色澤以及糧食的顆粒形態和紋理等進行外觀分析,由于在外觀評價中人工檢測的工作量較大,主觀性強,難以形成客觀標準,通過計算機視覺技術可以將圖形信息分析到極致,然后對比特征參數以獲得較為準確和客觀的品質評價結果。當前計算機視覺技術已經在糧油品質檢測評價中的到較為廣泛的運用,其中在對稻米的檢測中堊白、粒型、黃粒米率、整精米率、蛋白質含量、直鏈淀粉含量等品質指標已均能夠獲得較為精準的測量數據,測試精度滿足要求,從而為有效評價樣本品質提供了堅實的基礎數據。同樣利用計算機視覺技術對油脂進行品質檢測也是通過色澤判斷來完成評價,當前最主要的檢測方法為羅維朋比色法和重鉻酸鉀法,通過計算機視覺技術對油脂成像進行精細化處理,較好的重現油脂色澤并有效避免了人工檢測的主觀性,能夠準確分辨出油品等級,檢測誤差非常小。在糧油檢測中科學手段的不斷豐富發展,在對樣本進行視覺分析中使得誤差率得到不斷降低,從而有效提升了糧油品質檢測的可觀性和準確性。
(二)電子舌技術的應用
電子舌技術最早起源于上世紀80年代中期,是一種模擬動物味覺的一種設備,主要用于對液體味道的分析和識別。電子舌通過傳感器陣列對樣本做出相應并輸出對應信息,然后通過計算機系統對數據進行處理,再對比數據庫信息從而得出樣本味覺特征結果。在糧油檢測方面,電子舌主要是利用了糧油中部分具有氧化還原活性的物質,這些物質具有敏感的感官刺激以及抗氧化性等特點,因此只需要通過電化學傳感器陣列進行直接分析即可過的糧油品質評價。根據最新研究成果顯示,通過電子舌已經能夠很好的區分不同類型的糧油和品質,這種裝置只需要將樣本糧油涂到改進了的碳層電極,然后放入不同的電解水溶液中觀測并收集其電化學反應獲得的電勢信號。最后通過輸入樣本糧油的主要成分來分析不同類型的糧油所產生的信號特征,進而達到鑒別、檢測、評價糧油品質的目的。該種方法在實驗中針對六種糧油和三種橄欖油進行了評價,實驗結果表明該方法在糧油品質評價上具有良好的區分度和較強的可信度。
(三)電子鼻技術的應用
電子鼻的應用原理基本類似于電子舌,都是通過傳感器陣列來達到模仿動物感官針對特定物品進行精確鑒別的一種電子裝備。而事實上電子鼻要遠比動物鼻子更加厲害,我們通過嗅覺知識判別出樣品的直觀氣味,對細微差別并不能做出客觀評價,而電子鼻則能夠通過氣味刺激來準確呈現樣品品質。當前電子鼻技術具有效率高、使用廣泛和準確性等方面的特點,在糧油檢測領域同樣發揮著重要作用。針對糧油的檢測電子鼻主要發揮著許多方面的作用,針對糧食品種主要有四種:一是對谷物霉變做出判斷;二是判斷谷物蟲害情況;三是對谷物品種以及其品質做出判別;四是對谷物存在的年限做出分析。而針對油脂產品主要是對油脂進行定性分析和質變分析,首先通過電子鼻對不同油品的氣味進行判別來區分不同類型和品質的糧油,如對橄欖油進行定級,判斷油脂摻偽情況等,這些信息都可以通過電子鼻得到準確反映。其次糧油質變之后會產生難聞的氣味嚴重影響糧油的品質,更會給消費者帶來嚴重的健康危害,利用電子鼻對氣味的區分技術來監控或者對糧油進行檢測,可有有效并及時發現油品的酸敗和異味的產生,從而對糧油品質做出準確評價。
三、結語
糧油品質的檢測和評價是一項復雜的工作,在對樣本進行評價過程中需要一定的客觀指標作為依據,信息技術的發展為糧油品質檢測評價提供了更加便捷和客觀的檢測方法,有效避免了人工檢查的主觀性影響,根據當前對計算機視覺技術、電子鼻和電子舌技術的不斷研究和探索,其在糧油檢測中也必將發揮著越來越重要的作用,為糧油品質檢測評價提供更加準確、客觀、可信的數據支持。
參考文獻
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多媒體技術是計算機技術和社會發展進程中人類總需求的結合。計算機技術發展的初期解決的是數值計算問題,誕生的緣由是美國為了研究軍事技術,對攻擊精度的計算。計算機硬件設備的發展,使計算機處理數據的能力越來越強,逐漸從處理數值發展到對復雜的多種形式媒體的處理。多媒體技術融合了對數據、多種媒體、復雜的智能化處理和交互,并在高速信息網的作用下實現了信息資源的共享。目前,計算機多媒體技術已經改變了人類的生活方式,促進了現代文明的進程,廣泛應用于軍事、工業、通信、教育、金融、娛樂等諸多領域。
2多媒體技術的特征
從計算機處理多媒體的種類和處理的效果、人類接受的方式來分析,計算機多媒體技術主要具有多樣性、集成性、數字化、實時的交互性等特征。
2.1多樣性
計算機多媒體技術面向的媒體種類眾多(章惠,多媒體技術和教學的有機結合:洛陽大學學報,2003),從最初的數值處理發展到了人類感官能觸及到的文字、圖像、聲音、動畫、視頻等多種形式媒體的處理。媒體的多樣性,使媒體形式變得豐富多樣,這必將使表達更為自然生動,表現更為靈活,解決問題更為便捷。
2.2集成性
為了獲得更好的展示效果,各種媒體并不是各行其是的。計算機使用不同的媒體,共同展示相同的內容,媒體與媒體之間的融合集成、充分展示,讓人們的不同感官得到充分刺激,使人們更易于接受(孫濤,計算機多媒體技術的應用:長春理工大學學報,2011)。為了多媒體后期的運用,各種媒體會被進行數字化處理,然后由多通道統一采集、編輯、存儲、檢索、顯示、傳輸與合成。計算機領域內最新的硬件和軟件技術也將促使多種媒體更好的處理效果和更快的處理速度。
2.3數字化
多媒體中的各種媒體,進入計算機后,已全部轉化為了數字,以數字的形式展示和存儲。圖像經采樣量化后,以BMP、RGB、CMYK、黑白灰度圖等數字化形式顯示、存儲;聲音是通過一定的采樣頻率和采樣周期,實現模擬到數字的過程;而視頻是在每幀圖像和聲音的采樣、數字化基礎上,形成的連續信息。
2.4實時的交互性
傳統媒體是指報紙、廣播、電視、雜志,這些媒體只能單向、被動地傳播信息,不能稱其為多媒體。多媒體技術與傳統媒體最大的區別就是實現了人機交互,使用戶能對多媒體信息進行主動選擇、操縱和控制,使得獲取和使用信息變被動為主動,同時被人的多種感官所感受、體驗。不僅如此,因為多媒體的實時性,即是視頻、聲音等媒體是沒有延遲的,隨著時間的變化而變化。所以,多媒體的交互在高速網絡的幫助下,能做到沒有延遲的做出實時反饋。
3計算機創新技術在多媒體技術上的應用
多媒體技術涉及范圍非常廣泛,包括了計算機軟硬件技術、數字信息處理技術、數據壓縮、高性能大容量存儲、網絡通信技術等等。這些日新月異發展的新手段、新技術,推動多媒體系統逐步進入人類社會許多領域。多媒體新的技術不時涌現,帶給人們新的驚喜。人工智能是一門新的科學技術,甚至有些大學將人工智能從計算機科學與技術專業剝離出來,獨立成一個專業,在學生本科期間就進行相關研究。但事實上,人工智能是建立在數學和計算機科學與技術基礎上的高層次學科,是一門近幾年出現的最引領人類研究興趣的技術。人工智能研究的最終結果就是機器人,而事實上,機器人集多種媒體表現于一生,通過機器人的觸感模仿人類去理解和辨別外界。人工智能研究的圖像識別、自然語言處理、語言識別融合在了機器人身上,與多媒體技術廣泛結合,應用于人類生活。我們從機器人身上看到了人工智能對多媒體技術的影響。下面從涉及到的幾個方面去分別探討。
3.1計算機視覺
人們通過感官獲取外界信息,僅視覺就能獲得外界80%-90%的信息(王守佳,基于圖像的人體檢測跟蹤和人臉識別的研究:吉林大學,2013)。計算機視覺是一門屬于計算機智能的學科,采用了動物視覺原理,具有獲取圖像、分析圖像到理解圖像的工作過程。計算機視覺通過鏡頭等圖像傳感設備代替人類的眼睛來獲取周圍環境的圖像,依靠計算機來代替人類大腦的工作,將采集到的圖像進行分析和處理。人類處于一個三維的環境之中,計算機視覺技術可以幫助分析處理。處理的手段可分為三個層次,底層、中間層、高層。底層就是圖像處理技術,將二維圖像去噪、邊緣檢測后進行分割、根據圖像特征進行提取、圖像識別等。中間層是指對圖像、視頻外在特征的歸納判斷,譬如形狀、顏色、運動軌跡等。高層,即是對外界事物和環境的觀察和理解。由以上三個層次可見,利用計算機視覺技術能對數字化圖像改變形態、尺寸、色彩調整、文件格式轉換等。目前,計算機視覺技術還能對圖像進行高效的檢測、高速的識別,對運動軌跡進行精準判斷。而這些已被廣泛地應用于多媒體產品中。
3.2音頻技術
聲音是多媒體技術經常采用的一種媒體形式,包括了語音和音樂等。多媒體通常需要通過聲音去烘托主題氣氛,彰顯意境。特別是自學型多媒體系統和多媒體廣告,沒有人進行現場講解,那么就需要加入聲音進行解說,這樣,數字音頻信號顯得更加重要。音頻技術基于電聲技術,主要包括:去噪、壓縮、調整振幅等的數字化處理,以及語音處理和識別。長久以來,語音識別是人們的夢想,人們一直期盼計算機能夠聽懂人說話,根據人的語言做出相應動作,這也是設計智能計算機的目的之一。如今,具備多種語言識別功能已成為多媒體設備的標配,識變率也非常高。無論持哪種語言、地方口音的人們,都能通過語音轉化為文字,甚至通過語音傳送指令,得到回應、達到意圖。
3.3虛擬現實技術
虛擬現實技術是利用計算機多媒體技術,運用3D場景、燈光、聲音、動感創造模擬出真實氛圍,為用戶建立出一個虛擬環境。虛擬現實技術與計算機仿真技術相結合,將用戶置身其中進行學習、工作與娛樂。這種技術已被廣泛應用于教育教學、科普、軍事、醫療、娛樂以及大型的網絡游戲中。虛擬技術投入成本較高,成熟的設施主要運用于教學,比如多媒體航空飛行教學系統,通過該系統,可按100%比例局部展示表盤、操縱桿、艙外景物,通過配合空中場景、感知各種場景給身體帶來的變化。使用這套系統進行模擬訓練,可以有效的提高飛行員對飛機的操作水平。隨著計算機技術的迅猛發展,虛擬現實技術成為目前的高新技術。在多媒體環境中,多種媒體的相互融合,使媒體的形式更加多樣,多媒體技術在模式識別、語音識別和傳感技術基礎上,提取對象面部特征,模擬觸覺、視覺、聽覺等感官,使人處于逼真的三維世界,當人有反應或行動時,場景還會適時變化,即是讓人如臨其境的、自然的與計算機進行交互。虛擬現實技術具有非常廣闊的發展前景,為人們的日常生活提供了很多樂趣和便捷。
3.4網絡化
多媒體應用的數據通道是通信網絡,網絡給了多媒體更大的施展空間。多媒體技術的應用要想在網絡上有所建樹,必要受通信技術的影響。在網絡通信技術的進步和整合下,網絡帶寬影響傳輸速率、通信協議影響傳輸可靠性、交換方式影響信道利用率,這些勢必會影響多媒體的傳輸。計算機網絡給用戶提供了一個難以想象的龐大的信息網絡平臺,豐富的信息資源隨手拈來,方便于人們的學習、工作和生活交流。而無線網絡技術的發展,使資源變得隨手可?。ɡ顣造o,計算機多媒體技術的應用現狀與發展前景:科技情報開發與經濟,2007),人們可隨時隨地通過訪問全球網絡和設備,便捷地實現對多媒體資源的共享,是未來發展的主題。計算機技術的不斷創新和發展,促使了巨大的變革。CPU、內存、GPU等在內的計算機終端硬件設備性能越來越先進;而網絡設備,例如服務器、路由器、網橋、交換機等也越來越強大。計算機計算的精度、速度、邏輯判斷能力和充裕的帶寬,讓人們更加游刃有余的與網絡虛擬世界互動。網絡環境的高質、高速,消除了人與人空間和時間上的困擾,能全方位的為人類效勞。動態和交互式多媒體技術還能在網絡環境中創建更形象的2D和3D場景。辦公、教學和娛樂工具在視頻、音頻設備的協助下,集成在終端多媒體計算機中,新一代用戶界面與人工智能等個性化、網絡化的多媒體軟件應用,可隨時與身處世界任何角落的人們進行交流。
4結論