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關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī);視覺技術(shù);圖書館;應(yīng)用探討
引言
俗話說(shuō)“書是人類進(jìn)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(duì)各種知識(shí)的需求,因此對(duì)圖書館的管理工作也是十分重要。如今科技不斷的發(fā)展,計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)被運(yùn)用到圖書館管理中。計(jì)算機(jī)視覺是用攝影機(jī)和電腦來(lái)代替人眼進(jìn)行檢測(cè)、監(jiān)控、識(shí)別和測(cè)量等的機(jī)器視覺,它能夠?qū)κ占瘉?lái)的圖片和視頻進(jìn)行處理,然后獲得相應(yīng)的三維信息。計(jì)算機(jī)視覺是一門綜合性的學(xué)科也是一個(gè)富有挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域,它已經(jīng)被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中,它的重要性不言而喻。
一、計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的特點(diǎn)
(一)檢測(cè)范圍廣泛
人眼的檢測(cè)范圍畢竟有限,有些細(xì)微的方面人眼是檢測(cè)不到的,比如紅外線、超聲波等,但是計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)卻是可以檢測(cè)到人眼所檢測(cè)不到的范圍。計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)可以將紅外線和超聲波處理成圖像呈現(xiàn)出來(lái),它的檢測(cè)范圍十分廣泛而且是不加選擇的進(jìn)行檢測(cè),可以說(shuō)它的使用大大拓展了人眼的視野。
(二)檢測(cè)安全可靠
我們都知道電子產(chǎn)品如果接觸使用必然是會(huì)受到一定輻射的,但是計(jì)算機(jī)視覺與以往的檢測(cè)機(jī)器不同,它是不需要與被測(cè)者進(jìn)行接觸的,觀測(cè)者和被測(cè)者都是十分安全不會(huì)受到絲毫損傷的,而且它在使用的過程中并不會(huì)像人眼一樣感到疲憊,它可以一直進(jìn)行高效率的工作,因此對(duì)其檢測(cè)結(jié)果也是十分的可靠的。
二、視覺技術(shù)在圖書館工作中的應(yīng)用分析
(一)圖書剔舊和修補(bǔ)
圖書館是人們知識(shí)的殿堂,是思想文化知識(shí)不斷擴(kuò)展的地方,因此圖書館的剔舊是一項(xiàng)十分重要的工作。圖書館的空間畢竟有限,一些相對(duì)陳舊而利用率較低的參考文獻(xiàn)是需要不定期的進(jìn)行篩選的,這些資料通常都是表面發(fā)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(kù)中進(jìn)行挑選,這樣不僅工作量大、耗時(shí)長(zhǎng)還有可能會(huì)存在遺漏的現(xiàn)象,而且資料上的灰塵也會(huì)給工作人員的身體健康帶來(lái)影響。
圖書館會(huì)收藏一些珍貴的古籍和字畫,但是時(shí)間一長(zhǎng),受到溫度、濕度等的影響會(huì)造成古籍和字畫表面發(fā)黃、紙張變脆甚至?xí)霈F(xiàn)蟲眼,這時(shí)候就需要對(duì)古籍字畫進(jìn)行修補(bǔ)工作。這項(xiàng)工作大多由工作人員親力親為,會(huì)給工作人員帶來(lái)一定的健康影響,如果使用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)代替人們來(lái)進(jìn)行工作,會(huì)大大減少工作人員的工作強(qiáng)度,同時(shí)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(yùn)行的關(guān)鍵之處,在進(jìn)行圖書館職工人員的管理上可以引用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)。以往的職工簽到可能會(huì)出現(xiàn)代簽現(xiàn)象,而計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)可以采用圖像視覺處理技術(shù)對(duì)職員進(jìn)行磁卡、眼膜、人臉識(shí)別等進(jìn)行簽到,杜絕了以往簽到工作所存在的弊端。同時(shí),在圖書館工作處理中,計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)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(jìn)行。
(三)監(jiān)控檢測(cè)系統(tǒng)
如今圖書館的書籍是完全向人們開放的,人們可以自由進(jìn)行借閱,以往的人工檢測(cè)會(huì)造成猜疑和尷尬,也會(huì)加大圖書館管理人員與讀者之間的磨擦。計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的使用可以全自動(dòng)化進(jìn)行監(jiān)控和檢測(cè),避免了以往人工監(jiān)測(cè)所出現(xiàn)的問題。圖書館的書籍借閱管理工作異常重要,計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)可以全程自動(dòng)化進(jìn)行高效工作,可以進(jìn)行無(wú)人看管檢測(cè)讀者進(jìn)出攜帶書籍文獻(xiàn)和借閱空間的監(jiān)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(jìn)行。
三、視覺技術(shù)在圖書館工作中的應(yīng)用問題的研究
(一)循序漸進(jìn)的結(jié)合
計(jì)算機(jī)視覺作為一個(gè)新興技術(shù),雖然已經(jīng)被運(yùn)用到各個(gè)領(lǐng)域內(nèi),但是在引進(jìn)入圖書館的管理中,如果想要快速的取代傳統(tǒng)的管理模式,無(wú)論是工作人員還是工作理念都不可能及時(shí)接受這種改變的。新技術(shù)的融入必須要循序漸進(jìn),找到與傳統(tǒng)的管理模式的結(jié)合點(diǎn),然后進(jìn)行慢慢磨合,達(dá)到與傳統(tǒng)相結(jié)合的效果,這樣人們才能夠接受一種新技術(shù)的使用,不僅提高了工作效率減輕了工作人員的工作負(fù)擔(dān),也能夠更好的發(fā)揮出計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的真正作用。
(二)提高專業(yè)人員的業(yè)務(wù)水平
新的技術(shù)需要新的業(yè)務(wù)水平來(lái)支持,如果沒有相應(yīng)的業(yè)務(wù)水平是沒有辦法發(fā)揮出新技術(shù)應(yīng)有的作用。計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)通過計(jì)算機(jī)成像系統(tǒng)來(lái)代替人類的視覺感官,能夠自主適應(yīng)環(huán)境、自主工作的能力。計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在不斷的更新中,它的使用功能也是越來(lái)越多,操作方法越來(lái)越復(fù)雜,這時(shí)就需要圖書館的工作人員對(duì)計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)有細(xì)的了解,能夠熟練操作和運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)。圖書館管理階層應(yīng)該組織工作人員進(jìn)行培訓(xùn)工作,讓他們接收新的知識(shí)掌握新的技術(shù),不斷的提高圖書館工作人員的業(yè)務(wù)水平,才能夠保證圖書館工作高效進(jìn)行。
(三)讀者素質(zhì)和應(yīng)用手段的提高
現(xiàn)代化圖書館要想實(shí)現(xiàn)工作和服務(wù)的全面自動(dòng)化,就需要有現(xiàn)代化技術(shù)的支持,計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的引用雖然是一個(gè)現(xiàn)代化技術(shù)的支持,但是如今僅停留在生物特征的識(shí)別領(lǐng)域。比如圖書館如今普遍有門禁系統(tǒng),這也僅停留在計(jì)數(shù)功能和監(jiān)控可沖消磁條的識(shí)別和認(rèn)定上,如果有些讀者素質(zhì)不高故意去掉這些生物識(shí)別,圖書館的門禁系統(tǒng)就沒有辦法阻止這些讀者的進(jìn)入進(jìn)出。因此,提高讀者的素質(zhì)和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的應(yīng)用手段,才能夠保證計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在圖書館被廣泛的進(jìn)行使用。
結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)視覺圖像 精密測(cè)量 構(gòu)造幾何模型 信號(hào)源的接收
中圖分類號(hào):TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-3044(2013)05-1211-02
新型計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量是一種基于計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)以及圖像顯示的高精度的關(guān)鍵技術(shù),它廣泛用于測(cè)量的領(lǐng)域,對(duì)于測(cè)量的準(zhǔn)確性有很好的保證。這種關(guān)鍵技術(shù)是幾何了光學(xué)的特性,發(fā)揮了圖像學(xué)的顯影性,把普通的測(cè)量技術(shù)瞬間提升到了一個(gè)新的高度。在這項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)中包含了物理學(xué)中光的效應(yīng),圖像中的傳感器以及計(jì)算機(jī)中的編程軟件,這還不完全,還有一些其他科學(xué)領(lǐng)域知識(shí)的輔助,可以說(shuō)這項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是一個(gè)非常有技術(shù)含量的技術(shù),很值得學(xué)者進(jìn)行研究。
1 計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)的具體形式
在以往的測(cè)量中,選擇的測(cè)量方式還是完全采用機(jī)械的形式,但是在使用了計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量后,完成了許多以往技術(shù)所不能達(dá)到的任務(wù)。在我們的研究中,計(jì)算機(jī)視覺圖像測(cè)量的原理是通過攝像機(jī)將被處理的對(duì)象采集進(jìn)行影像采集,在多個(gè)控制點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集完成后,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將這些圖像進(jìn)行整合,得出相關(guān)的幾何多變參數(shù),再在計(jì)算機(jī)上以具體的數(shù)據(jù)顯示出來(lái),以供技術(shù)人員使用參照。
在上面所說(shuō)的攝像機(jī)并不是我們通常意義上生活中使用的攝像機(jī)。它是一種可視化較強(qiáng),表針比較敏感的測(cè)試儀??梢詫⒁曈X中的二維形態(tài)通過顯影,記錄在機(jī)械的光譜儀上,再將這種的二維圖像做數(shù)學(xué)處理,有二階矩陣轉(zhuǎn)換為三階矩陣,通過播放儀呈現(xiàn)出三維的影像。這時(shí)的圖像變?yōu)榱Ⅲw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(jià)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(diǎn)的數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)整合在系統(tǒng)之內(nèi),然后對(duì)于原始的圖像進(jìn)行預(yù)處理,不再經(jīng)過有曝光這個(gè)程序,將圖像中關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)在整個(gè)內(nèi)部軸面上體現(xiàn)出來(lái),提取數(shù)據(jù)幀數(shù),再運(yùn)用機(jī)器的智能識(shí)別系統(tǒng),對(duì)控制點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,自動(dòng)生成圖形,這也可以用于精密測(cè)量。它的優(yōu)點(diǎn)就是使用上極其的方面,基本只要架立儀器和打開開關(guān),其他的工作機(jī)械系統(tǒng)都會(huì)自動(dòng)的完成。使用的困難就是造價(jià)極其的高,不適合一般企業(yè)使用。在基于計(jì)算機(jī)視覺圖像測(cè)量中使用上的原理如下:
1) 計(jì)算出觀察控制點(diǎn)到計(jì)算機(jī)視覺圖像測(cè)量?jī)x器的有效距離;
2) 得出觀察點(diǎn)到目標(biāo)控制點(diǎn)之間的三維的運(yùn)動(dòng)幾何參數(shù);
3) 推斷出目標(biāo)控制點(diǎn)在整個(gè)平面上的表面特征( 大多時(shí)候要求形成立體視覺);
4) 還通過觀察可以判斷出目標(biāo)物體的幾何坐標(biāo)方位。
在整個(gè)計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)中最關(guān)鍵的元件就是壓力應(yīng)變電阻儀,這也是傳感器的一部分。壓力應(yīng)變電阻儀的使用方式是將應(yīng)力片粘貼在控制點(diǎn)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(fēng)干后就可以黏貼應(yīng)力片,通過導(dǎo)線的聯(lián)接,形成了一小段閉合的電路,時(shí)刻讓計(jì)算機(jī)視覺圖像系統(tǒng)可以感應(yīng)到并作跟蹤觀察。因受到來(lái)自不同方面諧波的影響后,應(yīng)力片會(huì)產(chǎn)生一定數(shù)值的電阻,在電路中,這些電阻會(huì)轉(zhuǎn)化為電流,視覺圖像系統(tǒng)接收到了電流后就會(huì)顯示在儀表盤上相應(yīng)的數(shù)據(jù),我們就可以根據(jù)儀表盤中的數(shù)據(jù)記錄測(cè)量中的數(shù)據(jù),很好的解決了原始機(jī)械在使用過程中大量的做無(wú)用功所消耗資源的現(xiàn)象。傳感器對(duì)每個(gè)應(yīng)點(diǎn)都進(jìn)行動(dòng)態(tài)的測(cè)量,將數(shù)據(jù)模轉(zhuǎn)換成現(xiàn)實(shí)中的圖像,精確的成像可以測(cè)算出控制點(diǎn)的位置,用計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量結(jié)合數(shù)據(jù)方面的相關(guān)的分析,得出施工中的可行性報(bào)告分析,減低了施工中的成本,將施工的預(yù)算控制在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)。
當(dāng)無(wú)法觀察到控制點(diǎn)是,計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量可以通過接收信號(hào)或是相關(guān)的頻率波段來(lái)收集數(shù)據(jù),不會(huì)因?yàn)橐酝鶞y(cè)量的環(huán)境不好,距離太遠(yuǎn),誤差太大的影響。
2 計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)分析
在計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)中解決了很多以往很難完成的任務(wù),但是在使用過程中還是發(fā)生了很多的問題。尤其在視覺圖像的選擇中,無(wú)法使用高幀數(shù)的圖片顯示,無(wú)法將計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮出來(lái)。我們就計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)中常見的問題進(jìn)行討論。
2.1 降低失誤的概率
在很多的數(shù)據(jù)誤差中,有一部分是出現(xiàn)在人為的因素上面。對(duì)于機(jī)器的不熟悉和操作中的疏忽都會(huì)在一定程度上對(duì)圖像的視覺感模擬帶來(lái)麻煩。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置上,要經(jīng)常性的學(xué)習(xí),將配置在可能的情況下設(shè)置的更加合理和使用,保證網(wǎng)絡(luò)連接系統(tǒng)的安全性。為防止更多因操作帶來(lái)的誤差,選用系統(tǒng)登入的制度,用戶在通過識(shí)別后進(jìn)入系統(tǒng),在采集數(shù)據(jù)后,確定最終數(shù)據(jù)上又相關(guān)的再次確定的標(biāo)識(shí),系統(tǒng)對(duì)本身有的登錄服務(wù)器和路由器有相關(guān)的資料解釋,記錄好實(shí)用操作的時(shí)間,及時(shí)備份。
2.2 對(duì)于權(quán)限的控制
權(quán)限控制是針對(duì)測(cè)量關(guān)鍵所提出的一種安全保護(hù)措施,它是在使用計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)中對(duì)用戶和用戶組賦予一定的權(quán)限,可以限制用戶和用戶組對(duì)目錄、子目錄、文件、打印機(jī)和其他共享資源的瀏覽和更改。圖像中的運(yùn)行服務(wù)器在停止的情況下可以做出不應(yīng)答的操作指令,立刻關(guān)閉當(dāng)前不適用的界面,加快系統(tǒng)的運(yùn)行速度,對(duì)于每天的日志文件實(shí)時(shí)監(jiān)控,一旦發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。對(duì)于數(shù)據(jù)終端的數(shù)據(jù)可采用可三維加密的方法,定時(shí)進(jìn)行安全檢測(cè)等手段來(lái)進(jìn)一步加強(qiáng)系統(tǒng)的安全性。如果通過了加密通道,系統(tǒng)可以將數(shù)據(jù)自動(dòng)的保存和轉(zhuǎn)換為視圖模式,對(duì)于數(shù)據(jù)的審計(jì)和運(yùn)行可以同時(shí)進(jìn)行,這樣就可以很好的保證大地測(cè)量中的圖像數(shù)據(jù)安全,利用防護(hù)墻將采集中廢棄的數(shù)據(jù)革除在外,避免數(shù)值之間發(fā)生紊亂的現(xiàn)象,進(jìn)一步改善計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)。
2.3 開啟自動(dòng)建立備份系統(tǒng)
計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)的完善中會(huì)常遇到系統(tǒng)突然崩潰或是圖像受到嚴(yán)重干擾導(dǎo)致無(wú)法轉(zhuǎn)換的一系列情況,發(fā)生這種情況最大的可能性就是系統(tǒng)在處理多組數(shù)據(jù)后無(wú)法重新還原成進(jìn)入界面。這時(shí)為保證圖片轉(zhuǎn)換成數(shù)字的系統(tǒng)數(shù)據(jù)不丟失,我們對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行備份。選定固定的磁盤保存數(shù)據(jù),定期將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)(轉(zhuǎn)換前的圖像和轉(zhuǎn)換后的數(shù)值)導(dǎo)出,保證程序的正常運(yùn)行。當(dāng)系統(tǒng)一旦發(fā)生錯(cuò)誤,可以盡快的恢復(fù)數(shù)據(jù)的初始狀態(tài),為測(cè)量任務(wù)的完成爭(zhēng)取更多的時(shí)間。我們還要減少信號(hào)源周圍的干擾,定期的更新系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù),保持?jǐn)?shù)據(jù)采集的穩(wěn)定性,把攝像機(jī)記錄出的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)保存在相應(yīng)的技術(shù)圖紙上,用這樣的方式來(lái)知道測(cè)量工作。系統(tǒng)備份的數(shù)據(jù)還可以用于數(shù)據(jù)的對(duì)比,重復(fù)測(cè)量后得出的數(shù)據(jù),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)也備份的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì),發(fā)現(xiàn)誤差值在規(guī)定以外,就會(huì)做出相應(yīng)的預(yù)警,這樣也能在工作中降低出現(xiàn)誤差的概率。
3 計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)遇到的困難和使用前景
計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)作為一種新興技術(shù)在使用時(shí)間上不過十幾年,其使用的程度已經(jīng)無(wú)法估算。正是因?yàn)樗暮?jiǎn)單、使用、精度高以及自動(dòng)化能力卓越的特點(diǎn)受到了測(cè)量單位的廣泛青睞。在測(cè)量方面的這些可靠性和穩(wěn)定性也是有目共睹的。在土木和機(jī)械測(cè)量的行業(yè)計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)都會(huì)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(shù)也有一些弊端。這項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)中涵蓋的學(xué)科非常的多,涉及到的知識(shí)也很全面,一旦出現(xiàn)了機(jī)器的故障,在維修上還是一個(gè)很大的問題,如何很好的解決計(jì)算機(jī)視覺圖像技術(shù)的相關(guān)核心問題就是當(dāng)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(cè)是十分簡(jiǎn)單的,但是在計(jì)算機(jī)視覺圖像技術(shù)中,畢竟是采取攝像機(jī)取景的模式,在取得的點(diǎn)位有的時(shí)候不是特別的有代表性,很難將這些問題具體化、形象化。達(dá)不到我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)的初衷。所以在這些模型的構(gòu)建中和數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換上必須有嚴(yán)格的規(guī)定和要求,切不可盲目的實(shí)施測(cè)量,每項(xiàng)技術(shù)操作都要按規(guī)程來(lái)實(shí)施。
上文中也談到了,計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)中最主要的構(gòu)建是傳感器,一個(gè)合理的傳感器是體統(tǒng)的“心臟”,我們?cè)趦x器的操作中,不能時(shí)時(shí)刻刻對(duì)傳感器進(jìn)行檢查,甚至這種高精度的元件在檢查上也并不是一件簡(jiǎn)單的事情,通過不斷的研究,將傳感器的等級(jí)和使用方法上進(jìn)行一定的創(chuàng)新也是一項(xiàng)科研任務(wù)。
4 結(jié)束語(yǔ)
在測(cè)量工程發(fā)展的今天,很多的測(cè)量技術(shù)已經(jīng)離不了計(jì)算機(jī)視覺圖像技術(shù)的輔助,該文中詳細(xì)的談到了基于計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)方面的研究,對(duì)于之中可能出現(xiàn)的一些問題也提出了相應(yīng)的解決方案。測(cè)量工程中計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)可以很好的解決和完善測(cè)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(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)引入到測(cè)量工程中來(lái),也是加強(qiáng)了工程建設(shè)的信息化水平??梢灶A(yù)見的是,在未來(lái)使用計(jì)算機(jī)視覺圖像技術(shù)建立的測(cè)量模型會(huì)得到更多、更好的應(yīng)用。但作為一個(gè)長(zhǎng)期復(fù)雜的技術(shù)工程,在這個(gè)建設(shè)過程中定會(huì)有一些困難的出現(xiàn)。希望通過不斷的發(fā)現(xiàn)問題、總結(jié)經(jīng)驗(yàn),讓計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)在測(cè)量中作用發(fā)揮的更好。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)視覺;定標(biāo)方法;應(yīng)用特點(diǎn)
中圖分類號(hào):TP319文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):16727800(2012)007014902
作者簡(jiǎn)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?yàn)橛?jì)算機(jī)多媒體。
0引言
計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用在諸多領(lǐng)域占據(jù)了主要位置,并得到了人們的極大重視。在此形勢(shì)下,攝像機(jī)的高清晰度亦成為了人們追逐的目標(biāo),而在計(jì)算機(jī)視覺中的定標(biāo)方法有各種不同的處理方式,從而為攝像機(jī)的發(fā)展提供了一個(gè)絕好的機(jī)會(huì)。由此,計(jì)算機(jī)視覺中的攝像機(jī)定標(biāo)方法成為當(dāng)今世界攝像機(jī)研究領(lǐng)域里至關(guān)重要的一個(gè)方面,以攝像機(jī)得到的圖像信息作為出發(fā)點(diǎn)來(lái)計(jì)算三維空間中自然場(chǎng)景的幾何信息成為計(jì)算機(jī)視覺的基本任務(wù)之一,并且它的應(yīng)用特點(diǎn)也得到了人們的密切關(guān)注。
1攝像機(jī)視覺投影原理
透鏡成像的原理利用了光的折射現(xiàn)象,而攝像機(jī)的視覺投影原理和透鏡的成像原理相差無(wú)幾,只不過在一些細(xì)節(jié)上進(jìn)行了相應(yīng)的改變,使成像更加清晰,以更好地滿足人們的需求。攝像機(jī)視覺投影原理就是利用鏡頭的光學(xué)原理進(jìn)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(diǎn)之間的距離,對(duì)于攝像機(jī)而言,就是指從鏡頭的中心位置到攝像管,也可以說(shuō)是成像的位置之間的距離就是攝像機(jī)鏡頭的焦距,只有調(diào)整好了這兩者之間的距離,才能保證攝像機(jī)的攝像效果,這也是保證攝像機(jī)正常工作的首要任務(wù)。視角要受到鏡頭焦距的限制,由鏡頭焦距對(duì)攝像的大小情況而決定,攝影師們就是通過對(duì)焦距的不斷變換來(lái)改變對(duì)任務(wù)的造型,從而改變?nèi)藗兊囊曈X效果。對(duì)于拍攝相同距離的目標(biāo)而言,鏡頭焦距越大,攝像的水平視角就會(huì)變得越窄,這樣帶來(lái)的后果就是拍攝到的目標(biāo)的范圍就越小,使得拍攝效果大打折扣,從而給攝像機(jī)帶來(lái)不利的使用效益。因此,必須在兩者達(dá)到一個(gè)較好的組合效果之時(shí),才能夠充分發(fā)揮攝像機(jī)的作用,并將攝像藝術(shù)發(fā)揮到極致。由此可見,計(jì)算機(jī)視覺中的攝像機(jī)定標(biāo)方法將會(huì)給攝像機(jī)的拍攝效果帶來(lái)巨大的轉(zhuǎn)變。
2計(jì)算機(jī)視覺中的攝像機(jī)定標(biāo)方法
2.1三維定標(biāo)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(shè)計(jì)標(biāo)定之時(shí),我們所追求的理論基礎(chǔ)就是需要攝像機(jī)的定標(biāo)物是人們所追求的那種三維的效果,在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行相關(guān)的理論研究,以達(dá)到相得益彰的效果。在此過程中,首先要準(zhǔn)確定位定標(biāo)物上一些比較重要的點(diǎn)的三維坐標(biāo),這樣才能夠?yàn)楹髞?lái)的工作提供方便;然后在與定標(biāo)物相對(duì)應(yīng)的成像上找到相應(yīng)的點(diǎn)的位置,這是至關(guān)重要的一步,這也決定了后面成像的具體設(shè)計(jì)方法;最后在那些比較重要的點(diǎn)的圖像上標(biāo)出其具體的三維坐標(biāo),達(dá)到定標(biāo)物的實(shí)際成像效果圖,這樣就可以完全解決攝像機(jī)的成像問題了。這種定標(biāo)方法的基本原理就是充分分析定標(biāo)物的三維信息,同時(shí)與它的具體成像位置相關(guān)聯(lián),在這兩者之間形成一種具體的相對(duì)應(yīng)關(guān)系。由此我們可以充分利用計(jì)算機(jī)的快速運(yùn)算,實(shí)現(xiàn)攝像的功能,并適時(shí)進(jìn)行程序功能改進(jìn),優(yōu)化定標(biāo)物參數(shù)的獲取方法,從而達(dá)到增加攝像機(jī)清晰度的目標(biāo)。
2.2平面定標(biāo)法
與上面的定標(biāo)方法相對(duì)立的一種方法就是多幅圖像的設(shè)計(jì)標(biāo)定。在這樣的時(shí)代背景下,人們的要求應(yīng)盡可能得到滿足,因而理論研究者會(huì)在這個(gè)方面下足功夫,弄懂這里面的個(gè)中玄機(jī),利用多幅圖像對(duì)平面的定標(biāo)物來(lái)進(jìn)行物體的標(biāo)定工作,以達(dá)到攝像機(jī)定標(biāo)的目的。這樣的平面定標(biāo)方法就是充分利用平面物體的運(yùn)動(dòng)特性,在它和攝像機(jī)之間找到一個(gè)平衡點(diǎn),觀察兩者的相對(duì)運(yùn)動(dòng),這樣的定標(biāo)方法也給拍攝運(yùn)動(dòng)中的物體帶來(lái)了生機(jī)。此方法在實(shí)施之余也會(huì)帶給人們不一樣的感受,讓人們充分體會(huì)到攝像的魅力。當(dāng)然這種考慮運(yùn)動(dòng)的平面定標(biāo)法會(huì)受到特征點(diǎn)的增多的影響,隨著點(diǎn)的不斷增加,定標(biāo)情況就會(huì)越來(lái)越好,定標(biāo)物的精度也會(huì)不斷提高,于是在定標(biāo)物相同的前提下,平面定標(biāo)法自然就可以從定標(biāo)物上獲得更多的數(shù)據(jù)信息,為準(zhǔn)確對(duì)定標(biāo)物進(jìn)行定位測(cè)量提供了更多的依據(jù)。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(huì)大大增加,所得到的經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)增加,設(shè)備的成本在原來(lái)的基礎(chǔ)上還有降低的趨勢(shì)。所以,理論研究者的研究領(lǐng)域就會(huì)逐漸向這一方面進(jìn)行轉(zhuǎn)變。
2.3兩步定標(biāo)法
有了前面的研究成果作支撐,攝像機(jī)定標(biāo)方法的進(jìn)一步研究就會(huì)顯得異常容易,人們的進(jìn)一步要求也會(huì)得到滿足,可謂一舉兩得。理論研究者們?cè)谟辛素S富的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)之后,利用直接線性的定標(biāo)方法進(jìn)行攝像機(jī)參數(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化提高,通過透視原理來(lái)修改以前的參數(shù),然后將修正的參數(shù)進(jìn)行初始值的確認(rèn),把它們作為現(xiàn)在研究階段的起點(diǎn),在這樣的起點(diǎn)之上綜合考慮各種外界因素,利用最優(yōu)化的計(jì)算機(jī)算法進(jìn)行攝像機(jī)成像程序的改進(jìn),把原來(lái)的程序進(jìn)行升級(jí)處理,使得定標(biāo)物的精確度得到進(jìn)一步的提高,這就是我們所提到的兩步定標(biāo)法。它的基本原理其實(shí)很簡(jiǎn)單,只不過是充分利用了原有的理論,并進(jìn)行了一定的創(chuàng)新而已。但就是這樣的創(chuàng)新步伐的邁出,給計(jì)算機(jī)視覺中的攝像機(jī)定標(biāo)方法帶來(lái)了新的生機(jī),也給攝像機(jī)鏡頭的優(yōu)化帶來(lái)了很多指導(dǎo)方法。在圖像中心到圖像點(diǎn)的距離保持不變的前提下,參數(shù)的數(shù)量會(huì)顯著減少,這樣不僅節(jié)省了材料的用量,而且還進(jìn)一步提高了攝像機(jī)的攝像清晰度,有效彌補(bǔ)了以前清晰度不高的缺點(diǎn)。這樣一來(lái),攝像機(jī)的成像效果大大改進(jìn),于是才有了現(xiàn)代攝像機(jī)的高清效果,確實(shí)讓人們享受到了科技帶來(lái)的福音。
3計(jì)算機(jī)視覺中的攝像機(jī)定標(biāo)方法的應(yīng)用特點(diǎn)
3.1建立于主動(dòng)視覺上的自我標(biāo)定
由于計(jì)算機(jī)視覺中攝像機(jī)定標(biāo)方法的不斷推廣,一些計(jì)算機(jī)技術(shù)在攝像機(jī)的制作過程中得到了較好的應(yīng)用。但是在這之中必不可少地存在一些制作人員或設(shè)計(jì)人員的主觀因素,這樣攝像機(jī)的標(biāo)定方法中就會(huì)形成形色各異的特點(diǎn),而且彼此之間可能會(huì)出現(xiàn)較大的不同,特別是在主動(dòng)視覺上的自我標(biāo)定。在主動(dòng)視覺中,我們所用到的攝像機(jī)可以在一個(gè)被控制的平臺(tái)上被人們固定,利用計(jì)算機(jī)的高運(yùn)算能力,計(jì)算機(jī)可以把平臺(tái)上所出現(xiàn)的參數(shù)精確地讀出來(lái),我們只需要利用控制攝像機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)順序,讓攝像機(jī)作一定的周期運(yùn)動(dòng),就可以在這個(gè)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(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)來(lái)確定攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況。這種自我標(biāo)定方法比較簡(jiǎn)單,但是必須為人們提供精確控制攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)的平臺(tái),這種以主觀意識(shí)為主的標(biāo)定特點(diǎn)強(qiáng)化了個(gè)人的主觀能動(dòng)性,讓人們更加易于接受。
3.2進(jìn)行有層次劃分的逐步標(biāo)定
近年來(lái),人們對(duì)攝像技術(shù)的理論研究已經(jīng)日趨成熟,并根據(jù)自己的意愿進(jìn)行相關(guān)的研究工作,把自己的想法融入到攝像機(jī)的設(shè)計(jì)中,真正做到有層次的逐步標(biāo)定,把所要的標(biāo)定物以逐個(gè)擊破的方式實(shí)現(xiàn)有層次的程序算法,從而讓人們?cè)谶壿嬌夏軌蛴兴J(rèn)識(shí),并且易于接受,從而達(dá)到有層次劃分的逐步標(biāo)定的目的。分層逐步標(biāo)定法已為標(biāo)定研究領(lǐng)域中普遍認(rèn)同的方法之一,在實(shí)際的應(yīng)用中逐漸取代了直接標(biāo)定的方法。因?yàn)檫M(jìn)行有層次劃分的逐步標(biāo)定是符合人們的想法的,而且這種方法的特點(diǎn)是以射影標(biāo)定作為基礎(chǔ),以某一幅圖像作為基準(zhǔn)圖像,進(jìn)行其它圖像的射影對(duì)齊工作,從而將攝相機(jī)中成像未知參數(shù)的數(shù)量減少,更易于為人們所接受??梢哉f(shuō),進(jìn)行有層次劃分的逐步標(biāo)定是人們?cè)趯?shí)踐中得出的一套符合大勢(shì)所趨的標(biāo)定方法,為世人所推崇。
4結(jié)語(yǔ)
綜上所述,計(jì)算機(jī)視覺中攝像機(jī)定標(biāo)方法在人們的不斷認(rèn)識(shí)中得以應(yīng)用和推廣,在時(shí)代的不斷進(jìn)步中逐漸向前發(fā)展。同時(shí),攝像機(jī)標(biāo)定方法的應(yīng)用特點(diǎn)也大相徑庭,各有千秋,從而實(shí)現(xiàn)百家爭(zhēng)鳴的態(tài)勢(shì),進(jìn)一步推動(dòng)計(jì)算機(jī)視覺中的攝像機(jī)研究工作的向前發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
【關(guān)鍵詞】糧油;品質(zhì)檢測(cè);新技術(shù);探究
一、糧油品質(zhì)檢測(cè)評(píng)價(jià)新技術(shù)概況
糧油產(chǎn)品作為關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的重要物資資源,如何保障糧油產(chǎn)品的安全,促進(jìn)國(guó)民生活健康發(fā)展對(duì)國(guó)家安全有著重要意義,當(dāng)前我國(guó)糧油安全問題較為嚴(yán)峻,以次充好、以假亂真的不法行為嚴(yán)重?cái)_亂糧油市場(chǎng)的健康發(fā)展,同時(shí)更對(duì)居民生活構(gòu)成嚴(yán)峻威脅。探索高效、便捷、準(zhǔn)確的糧油品質(zhì)檢測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)能夠較好的檢測(cè)出樣本的優(yōu)劣水平,及時(shí)區(qū)分出產(chǎn)品的優(yōu)劣,為糧油市場(chǎng)的有序發(fā)展以及居民食用糧油安全奠定基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的糧油品質(zhì)分析檢測(cè)技術(shù)較為落后,程序較為復(fù)雜難以滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要,例如在品質(zhì)分析中由于人為性的主觀因素較強(qiáng),難以對(duì)樣本糧油給出客觀準(zhǔn)確的評(píng)價(jià),而化學(xué)測(cè)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(shù)等新型科學(xué)的迅猛發(fā)展,借助于計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)、電子舌技術(shù)和電子鼻技術(shù)等,糧油品質(zhì)檢測(cè)評(píng)價(jià)實(shí)現(xiàn)了無(wú)損檢測(cè),且具有極大的便利性和準(zhǔn)確性,當(dāng)前作為糧油品質(zhì)檢測(cè)的新技術(shù),這三種技術(shù)已經(jīng)的到了廣泛的發(fā)展和運(yùn)用,在糧油品質(zhì)檢測(cè)中有著廣闊的發(fā)展前景。
二、三種新技術(shù)在糧油品質(zhì)檢測(cè)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用
(一)計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的應(yīng)用
通過計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對(duì)糧油品質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)評(píng)價(jià)主要是針對(duì)糧油的色澤以及糧食的顆粒形態(tài)和紋理等進(jìn)行外觀分析,由于在外觀評(píng)價(jià)中人工檢測(cè)的工作量較大,主觀性強(qiáng),難以形成客觀標(biāo)準(zhǔn),通過計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)可以將圖形信息分析到極致,然后對(duì)比特征參數(shù)以獲得較為準(zhǔn)確和客觀的品質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果。當(dāng)前計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)已經(jīng)在糧油品質(zhì)檢測(cè)評(píng)價(jià)中的到較為廣泛的運(yùn)用,其中在對(duì)稻米的檢測(cè)中堊白、粒型、黃粒米率、整精米率、蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉含量等品質(zhì)指標(biāo)已均能夠獲得較為精準(zhǔn)的測(cè)量數(shù)據(jù),測(cè)試精度滿足要求,從而為有效評(píng)價(jià)樣本品質(zhì)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。同樣利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對(duì)油脂進(jìn)行品質(zhì)檢測(cè)也是通過色澤判斷來(lái)完成評(píng)價(jià),當(dāng)前最主要的檢測(cè)方法為羅維朋比色法和重鉻酸鉀法,通過計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對(duì)油脂成像進(jìn)行精細(xì)化處理,較好的重現(xiàn)油脂色澤并有效避免了人工檢測(cè)的主觀性,能夠準(zhǔn)確分辨出油品等級(jí),檢測(cè)誤差非常小。在糧油檢測(cè)中科學(xué)手段的不斷豐富發(fā)展,在對(duì)樣本進(jìn)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(zhì)檢測(cè)的可觀性和準(zhǔn)確性。
(二)電子舌技術(shù)的應(yīng)用
電子舌技術(shù)最早起源于上世紀(jì)80年代中期,是一種模擬動(dòng)物味覺的一種設(shè)備,主要用于對(duì)液體味道的分析和識(shí)別。電子舌通過傳感器陣列對(duì)樣本做出相應(yīng)并輸出對(duì)應(yīng)信息,然后通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,再對(duì)比數(shù)據(jù)庫(kù)信息從而得出樣本味覺特征結(jié)果。在糧油檢測(cè)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(zhì),這些物質(zhì)具有敏感的感官刺激以及抗氧化性等特點(diǎn),因此只需要通過電化學(xué)傳感器陣列進(jìn)行直接分析即可過的糧油品質(zhì)評(píng)價(jià)。根據(jù)最新研究成果顯示,通過電子舌已經(jīng)能夠很好的區(qū)分不同類型的糧油和品質(zhì),這種裝置只需要將樣本糧油涂到改進(jìn)了的碳層電極,然后放入不同的電解水溶液中觀測(cè)并收集其電化學(xué)反應(yīng)獲得的電勢(shì)信號(hào)。最后通過輸入樣本糧油的主要成分來(lái)分析不同類型的糧油所產(chǎn)生的信號(hào)特征,進(jìn)而達(dá)到鑒別、檢測(cè)、評(píng)價(jià)糧油品質(zhì)的目的。該種方法在實(shí)驗(yàn)中針對(duì)六種糧油和三種橄欖油進(jìn)行了評(píng)價(jià),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法在糧油品質(zhì)評(píng)價(jià)上具有良好的區(qū)分度和較強(qiáng)的可信度。
(三)電子鼻技術(shù)的應(yīng)用
電子鼻的應(yīng)用原理基本類似于電子舌,都是通過傳感器陣列來(lái)達(dá)到模仿動(dòng)物感官針對(duì)特定物品進(jìn)行精確鑒別的一種電子裝備。而事實(shí)上電子鼻要遠(yuǎn)比動(dòng)物鼻子更加厲害,我們通過嗅覺知識(shí)判別出樣品的直觀氣味,對(duì)細(xì)微差別并不能做出客觀評(píng)價(jià),而電子鼻則能夠通過氣味刺激來(lái)準(zhǔn)確呈現(xiàn)樣品品質(zhì)。當(dāng)前電子鼻技術(shù)具有效率高、使用廣泛和準(zhǔn)確性等方面的特點(diǎn),在糧油檢測(cè)領(lǐng)域同樣發(fā)揮著重要作用。針對(duì)糧油的檢測(cè)電子鼻主要發(fā)揮著許多方面的作用,針對(duì)糧食品種主要有四種:一是對(duì)谷物霉變做出判斷;二是判斷谷物蟲害情況;三是對(duì)谷物品種以及其品質(zhì)做出判別;四是對(duì)谷物存在的年限做出分析。而針對(duì)油脂產(chǎn)品主要是對(duì)油脂進(jìn)行定性分析和質(zhì)變分析,首先通過電子鼻對(duì)不同油品的氣味進(jìn)行判別來(lái)區(qū)分不同類型和品質(zhì)的糧油,如對(duì)橄欖油進(jìn)行定級(jí),判斷油脂摻偽情況等,這些信息都可以通過電子鼻得到準(zhǔn)確反映。其次糧油質(zhì)變之后會(huì)產(chǎn)生難聞的氣味嚴(yán)重影響糧油的品質(zhì),更會(huì)給消費(fèi)者帶來(lái)嚴(yán)重的健康危害,利用電子鼻對(duì)氣味的區(qū)分技術(shù)來(lái)監(jiān)控或者對(duì)糧油進(jìn)行檢測(cè),可有有效并及時(shí)發(fā)現(xiàn)油品的酸敗和異味的產(chǎn)生,從而對(duì)糧油品質(zhì)做出準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。
三、結(jié)語(yǔ)
糧油品質(zhì)的檢測(cè)和評(píng)價(jià)是一項(xiàng)復(fù)雜的工作,在對(duì)樣本進(jìn)行評(píng)價(jià)過程中需要一定的客觀指標(biāo)作為依據(jù),信息技術(shù)的發(fā)展為糧油品質(zhì)檢測(cè)評(píng)價(jià)提供了更加便捷和客觀的檢測(cè)方法,有效避免了人工檢查的主觀性影響,根據(jù)當(dāng)前對(duì)計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)、電子鼻和電子舌技術(shù)的不斷研究和探索,其在糧油檢測(cè)中也必將發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用,為糧油品質(zhì)檢測(cè)評(píng)價(jià)提供更加準(zhǔn)確、客觀、可信的數(shù)據(jù)支持。
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多媒體技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)和社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中人類總需求的結(jié)合。計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的初期解決的是數(shù)值計(jì)算問題,誕生的緣由是美國(guó)為了研究軍事技術(shù),對(duì)攻擊精度的計(jì)算。計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備的發(fā)展,使計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的能力越來(lái)越強(qiáng),逐漸從處理數(shù)值發(fā)展到對(duì)復(fù)雜的多種形式媒體的處理。多媒體技術(shù)融合了對(duì)數(shù)據(jù)、多種媒體、復(fù)雜的智能化處理和交互,并在高速信息網(wǎng)的作用下實(shí)現(xiàn)了信息資源的共享。目前,計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)已經(jīng)改變了人類的生活方式,促進(jìn)了現(xiàn)代文明的進(jìn)程,廣泛應(yīng)用于軍事、工業(yè)、通信、教育、金融、娛樂等諸多領(lǐng)域。
2多媒體技術(shù)的特征
從計(jì)算機(jī)處理多媒體的種類和處理的效果、人類接受的方式來(lái)分析,計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)主要具有多樣性、集成性、數(shù)字化、實(shí)時(shí)的交互性等特征。
2.1多樣性
計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)面向的媒體種類眾多(章惠,多媒體技術(shù)和教學(xué)的有機(jī)結(jié)合:洛陽(yáng)大學(xué)學(xué)報(bào),2003),從最初的數(shù)值處理發(fā)展到了人類感官能觸及到的文字、圖像、聲音、動(dòng)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(dá)更為自然生動(dòng),表現(xiàn)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(jì)算機(jī)使用不同的媒體,共同展示相同的內(nèi)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(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的應(yīng)用:長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào),2011)。為了多媒體后期的運(yùn)用,各種媒體會(huì)被進(jìn)行數(shù)字化處理,然后由多通道統(tǒng)一采集、編輯、存儲(chǔ)、檢索、顯示、傳輸與合成。計(jì)算機(jī)領(lǐng)域內(nèi)最新的硬件和軟件技術(shù)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(shù)字化
多媒體中的各種媒體,進(jìn)入計(jì)算機(jī)后,已全部轉(zhuǎn)化為了數(shù)字,以數(shù)字的形式展示和存儲(chǔ)。圖像經(jīng)采樣量化后,以BMP、RGB、CMYK、黑白灰度圖等數(shù)字化形式顯示、存儲(chǔ);聲音是通過一定的采樣頻率和采樣周期,實(shí)現(xiàn)模擬到數(shù)字的過程;而視頻是在每幀圖像和聲音的采樣、數(shù)字化基礎(chǔ)上,形成的連續(xù)信息。
2.4實(shí)時(shí)的交互性
傳統(tǒng)媒體是指報(bào)紙、廣播、電視、雜志,這些媒體只能單向、被動(dòng)地傳播信息,不能稱其為多媒體。多媒體技術(shù)與傳統(tǒng)媒體最大的區(qū)別就是實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互,使用戶能對(duì)多媒體信息進(jìn)行主動(dòng)選擇、操縱和控制,使得獲取和使用信息變被動(dòng)為主動(dòng),同時(shí)被人的多種感官所感受、體驗(yàn)。不僅如此,因?yàn)槎嗝襟w的實(shí)時(shí)性,即是視頻、聲音等媒體是沒有延遲的,隨著時(shí)間的變化而變化。所以,多媒體的交互在高速網(wǎng)絡(luò)的幫助下,能做到?jīng)]有延遲的做出實(shí)時(shí)反饋。
3計(jì)算機(jī)創(chuàng)新技術(shù)在多媒體技術(shù)上的應(yīng)用
多媒體技術(shù)涉及范圍非常廣泛,包括了計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、數(shù)字信息處理技術(shù)、數(shù)據(jù)壓縮、高性能大容量存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等等。這些日新月異發(fā)展的新手段、新技術(shù),推動(dòng)多媒體系統(tǒng)逐步進(jìn)入人類社會(huì)許多領(lǐng)域。多媒體新的技術(shù)不時(shí)涌現(xiàn),帶給人們新的驚喜。人工智能是一門新的科學(xué)技術(shù),甚至有些大學(xué)將人工智能從計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)剝離出來(lái),獨(dú)立成一個(gè)專業(yè),在學(xué)生本科期間就進(jìn)行相關(guān)研究。但事實(shí)上,人工智能是建立在數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)上的高層次學(xué)科,是一門近幾年出現(xiàn)的最引領(lǐng)人類研究興趣的技術(shù)。人工智能研究的最終結(jié)果就是機(jī)器人,而事實(shí)上,機(jī)器人集多種媒體表現(xiàn)于一生,通過機(jī)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(shí)別、自然語(yǔ)言處理、語(yǔ)言識(shí)別融合在了機(jī)器人身上,與多媒體技術(shù)廣泛結(jié)合,應(yīng)用于人類生活。我們從機(jī)器人身上看到了人工智能對(duì)多媒體技術(shù)的影響。下面從涉及到的幾個(gè)方面去分別探討。
3.1計(jì)算機(jī)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(cè)跟蹤和人臉識(shí)別的研究:吉林大學(xué),2013)。計(jì)算機(jī)視覺是一門屬于計(jì)算機(jī)智能的學(xué)科,采用了動(dòng)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(jì)算機(jī)視覺通過鏡頭等圖像傳感設(shè)備代替人類的眼睛來(lái)獲取周圍環(huán)境的圖像,依靠計(jì)算機(jī)來(lái)代替人類大腦的工作,將采集到的圖像進(jìn)行分析和處理。人類處于一個(gè)三維的環(huán)境之中,計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)可以幫助分析處理。處理的手段可分為三個(gè)層次,底層、中間層、高層。底層就是圖像處理技術(shù),將二維圖像去噪、邊緣檢測(cè)后進(jìn)行分割、根據(jù)圖像特征進(jìn)行提取、圖像識(shí)別等。中間層是指對(duì)圖像、視頻外在特征的歸納判斷,譬如形狀、顏色、運(yùn)動(dòng)軌跡等。高層,即是對(duì)外界事物和環(huán)境的觀察和理解。由以上三個(gè)層次可見,利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)能對(duì)數(shù)字化圖像改變形態(tài)、尺寸、色彩調(diào)整、文件格式轉(zhuǎn)換等。目前,計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)還能對(duì)圖像進(jìn)行高效的檢測(cè)、高速的識(shí)別,對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行精準(zhǔn)判斷。而這些已被廣泛地應(yīng)用于多媒體產(chǎn)品中。
3.2音頻技術(shù)
聲音是多媒體技術(shù)經(jīng)常采用的一種媒體形式,包括了語(yǔ)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(xué)型多媒體系統(tǒng)和多媒體廣告,沒有人進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)講解,那么就需要加入聲音進(jìn)行解說(shuō),這樣,數(shù)字音頻信號(hào)顯得更加重要。音頻技術(shù)基于電聲技術(shù),主要包括:去噪、壓縮、調(diào)整振幅等的數(shù)字化處理,以及語(yǔ)音處理和識(shí)別。長(zhǎng)久以來(lái),語(yǔ)音識(shí)別是人們的夢(mèng)想,人們一直期盼計(jì)算機(jī)能夠聽懂人說(shuō)話,根據(jù)人的語(yǔ)言做出相應(yīng)動(dòng)作,這也是設(shè)計(jì)智能計(jì)算機(jī)的目的之一。如今,具備多種語(yǔ)言識(shí)別功能已成為多媒體設(shè)備的標(biāo)配,識(shí)變率也非常高。無(wú)論持哪種語(yǔ)言、地方口音的人們,都能通過語(yǔ)音轉(zhuǎn)化為文字,甚至通過語(yǔ)音傳送指令,得到回應(yīng)、達(dá)到意圖。
3.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù),運(yùn)用3D場(chǎng)景、燈光、聲音、動(dòng)感創(chuàng)造模擬出真實(shí)氛圍,為用戶建立出一個(gè)虛擬環(huán)境。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)相結(jié)合,將用戶置身其中進(jìn)行學(xué)習(xí)、工作與娛樂。這種技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于教育教學(xué)、科普、軍事、醫(yī)療、娛樂以及大型的網(wǎng)絡(luò)游戲中。虛擬技術(shù)投入成本較高,成熟的設(shè)施主要運(yùn)用于教學(xué),比如多媒體航空飛行教學(xué)系統(tǒng),通過該系統(tǒng),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(chǎng)景、感知各種場(chǎng)景給身體帶來(lái)的變化。使用這套系統(tǒng)進(jìn)行模擬訓(xùn)練,可以有效的提高飛行員對(duì)飛機(jī)的操作水平。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)成為目前的高新技術(shù)。在多媒體環(huán)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(shù)在模式識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別和傳感技術(shù)基礎(chǔ)上,提取對(duì)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(dāng)人有反應(yīng)或行動(dòng)時(shí),場(chǎng)景還會(huì)適時(shí)變化,即是讓人如臨其境的、自然的與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有非常廣闊的發(fā)展前景,為人們的日常生活提供了很多樂趣和便捷。
3.4網(wǎng)絡(luò)化
多媒體應(yīng)用的數(shù)據(jù)通道是通信網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)給了多媒體更大的施展空間。多媒體技術(shù)的應(yīng)用要想在網(wǎng)絡(luò)上有所建樹,必要受通信技術(shù)的影響。在網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的進(jìn)步和整合下,網(wǎng)絡(luò)帶寬影響傳輸速率、通信協(xié)議影響傳輸可靠性、交換方式影響信道利用率,這些勢(shì)必會(huì)影響多媒體的傳輸。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)給用戶提供了一個(gè)難以想象的龐大的信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),豐富的信息資源隨手拈來(lái),方便于人們的學(xué)習(xí)、工作和生活交流。而無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,使資源變得隨手可?。ɡ顣造o,計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展前景:科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2007),人們可隨時(shí)隨地通過訪問全球網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備,便捷地實(shí)現(xiàn)對(duì)多媒體資源的共享,是未來(lái)發(fā)展的主題。計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展,促使了巨大的變革。CPU、內(nèi)存、GPU等在內(nèi)的計(jì)算機(jī)終端硬件設(shè)備性能越來(lái)越先進(jìn);而網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,例如服務(wù)器、路由器、網(wǎng)橋、交換機(jī)等也越來(lái)越強(qiáng)大。計(jì)算機(jī)計(jì)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(wǎng)絡(luò)虛擬世界互動(dòng)。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的高質(zhì)、高速,消除了人與人空間和時(shí)間上的困擾,能全方位的為人類效勞。動(dòng)態(tài)和交互式多媒體技術(shù)還能在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中創(chuàng)建更形象的2D和3D場(chǎng)景。辦公、教學(xué)和娛樂工具在視頻、音頻設(shè)備的協(xié)助下,集成在終端多媒體計(jì)算機(jī)中,新一代用戶界面與人工智能等個(gè)性化、網(wǎng)絡(luò)化的多媒體軟件應(yīng)用,可隨時(shí)與身處世界任何角落的人們進(jìn)行交流。
4結(jié)論
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