聯(lián)通云數據有限公司 郭若瑋

計算機視覺技術的基礎是不斷創(chuàng)新各種技術，如人工智能和數據處理。在生產過程中應用這些技術會提高產品設計和加工的質量和效率，在現代社會中，應用計算機視覺技術已成為影響人們日常生活和工作的一項不可或缺的重要形式，信息和通信技術的應用也將有助于提高人們對創(chuàng)新和生產控制的認識，并擴大其應用范圍。

1 計算機視覺技術

1.1 理念和工作原理

計算機視覺技術研究的主要重點是計算機的認知能力，主要是用計算機取代人的大腦，用攝像機取代人的眼睛，利用專業(yè)技術手段使計算機具有更完善的功能，展現更強的識別和判斷能力，以及最終以產品生產等取代人的能力，與未來技術發(fā)展原則有一些相似之處。隨著社會的發(fā)展，信息和通信技術已成為一種更廣泛和更重要的應用技術。計算機處理有二維平面和三維立體，包括圖像、尺寸。計算機視覺技術的發(fā)展主要是通過創(chuàng)新和開發(fā)相關技術，如概率分析統(tǒng)計、圖像處理，在操作過程中使用視覺計算機技術時，必須確保環(huán)境的光和溫度符合有關要求，并確保通過高分辨率照相機收集和處理圖像，將資料儲存在網絡中，并加以處理和傳輸，以便獲得最原始的視覺信息，通過技術手段獲取質量更好和效率更高的圖像。相關系統(tǒng)將從某一既定時刻利用智能識別技術從圖像中獲取寶貴信息，并最終儲存識別和使用所獲得的信息。

1.2 計算機視覺技術的價值

眾所周知，在當今時代經濟迅速和持續(xù)發(fā)展的背景下，信息技術的價值在于它的精確度和可靠性。特別是近年來新的計算機視覺技術與傳統(tǒng)計算機中缺乏感官效應的技術不同，掃描儀圖像分析程序得到了加強，從而更好地識別和控制了衛(wèi)星圖像和數據。雖然計算機視覺技術是一種新的技術，但是它在諸如人工智能和計算機應用等重要領域發(fā)揮著重要作用，例如模式識別和人臉識別。計算機視覺技術是在1970年代發(fā)現的，近年來已發(fā)展成為一系列廣泛的學科，其中包括許多正在大力開發(fā)的人工智能技術、數字圖像處理技術等，會用到一些心理學的知識。計算機視覺技術已得到廣泛應用，比較突出的是應用于農業(yè)機械化與自動化的設計，通過計算機視覺技術圖像處理技術作為基本要素，模擬人的直觀原理，利用頻譜有效地進行攝影，充分運用數字圖像處理和實時圖像分析技術，加上現有的人工情報技術，及時對所獲圖像和信息進行分析和反饋，有效地促進了工業(yè)、農業(yè)的機械化和自動化發(fā)展。

2 在醫(yī)學自動化中的應用

2.1 識別藥物、判斷病情

在醫(yī)療領域，醫(yī)療自動化系統(tǒng)的應用一直致力于研究、開發(fā)新技術，在此期間計算機視覺技術的應用越來越頻繁。如今醫(yī)療檢查通常會使用X光，相應功能的履行需要計算機視覺技術的支持，幫助醫(yī)生對病人的疾病有詳細了解，并通過視覺信息作出更準確的判斷。聯(lián)合型發(fā)展組織發(fā)明的藥物以及計算機視覺技術的使用使人們能夠準確地檢測藥物包裝，并通過傳輸裝置將藥物運送到特定地點。通過對有關數據進行分析和處理，使用高分辨率照相機傳播藥物信息，并將其傳輸到計算機系統(tǒng)，在過程中進行成像，可以自動識別不安全藥物，并將其安置在隔離區(qū)，隨著生產水平仍在不斷提高，也就能夠進行更準確的藥物選擇。

2.2 檢測細胞形態(tài)和細胞計數

就顏色識別而言，檢測并識別出細胞在血液的顏色，進而識別出白細胞或者是紅細胞，在RGB圖像中通過確定每個細胞的顏色來判定細胞的種類。通過像素形態(tài)學試驗，確定致癌細胞在血液細胞中是否存在。通過計算圓周率和最小尺寸與已知數據相比較，超過正常值被認為是致癌細胞。紅細胞和白細胞的自動計數器主要使用電阻原理和光學擴散法，圖像分析法對很接近細胞分析的結果實現異常細胞的單獨識別，加上對病理學家診斷經驗的充分應用，使工作者能夠充分利用計算機高視覺分辨率特性靈活地提取細胞特性，這大大提高了工作效率、證據的準確性和工作人員的個別案件分析能力。

3 在農業(yè)自動化中的應用

3.1 田間作物的識別和鑒定

在播種過程中，農業(yè)機器人必須走在田間，替代從事復雜農業(yè)工作的農業(yè)工人，并盡量減少農業(yè)機器人在農田遷移時對農作物的影響，研究人員開發(fā)了一種數據分析技術，方法是傳送實地圖像，根據所獲結果確定農業(yè)機器人和農作物之間的相對距離和位置。利用相應的數據處理來確定攝像中的相關視覺和顏色值，將其作為基本條件，處理作物圖像以確定相應的極限值，從圖像中心到邊界點，通過選擇兩側，以獲得機器人和農業(yè)用地作物的位置。農業(yè)機器人在田間行走，有效地避免了人工種植和對經濟作物造成的不必要損害。經過某種程度的試驗性驗證，已證明農業(yè)機器人是一項非常有效的措施，具有高度的準確性。

3.2 農業(yè)作業(yè)中保護農作物

在田間為農作物噴灑農藥的過程中，準確的熏蒸噴灑和施肥需要明確區(qū)分植物和雜草，以避免直接和間接的經濟損失，防止由于農藥滯留、長效噴灑造成的植物死亡，確保農藥準確清理雜草。利用計算機視覺技術，通過數字圖像傳輸區(qū)分農作物和雜草。計算機處理圖像可以準確區(qū)分種子，并注意到農作物及雜草的種類。最大限度地提高實地業(yè)務的效率和準確性，為經濟作物提供一個健康、舒適和有效的生長環(huán)境，最大限度地提高農業(yè)產量。

3.3 農產品分類和加工的應用

就農產品分類分類而言，主要通過計算機化視覺系統(tǒng)對不同質量種子進行質量監(jiān)測和無損分類，完成關于完整性的初步估計，種子的生長狀況和預期質量是根據所分析的相關數據確定的，因此可以對農產品進行預先分類。過去十年農產品的監(jiān)測技術主要用于水果的質量監(jiān)測和分類，研究人員通常使用“人工”轉化為“自動收獲”?！盎ヂ?lián)網+”技術對農業(yè)生產的加速滲透不僅大大提高了農業(yè)部門生產的質量和效率，而且在促進國民經濟進一步發(fā)展方面發(fā)揮了重要作用，并最終有助于經濟增長。為工業(yè)經濟的全面發(fā)展創(chuàng)造有利條件，也有助于有效解決農業(yè)技術和信息技術之間的不對稱問題，為實現“精準農業(yè)”和“信息農業(yè)”的目標創(chuàng)造了有利條件。

4 在焊接自動化中的應用

4.1 對自動焊接過程的控制

計算機自動化輔助焊接工藝可提高生產效率，并確保電子電氣設備的質量。產品配置一個先進的計算機程序，參數的調整是科學合理的，以避免手動操作的不一致，對金屬焊縫的質量控制特別有效。例如，哈爾濱理工大學從合并的角度對TIG焊接進行了深入研究，正面的熔合池震動利用弧傳感器測量溶池振蕩的振幅，熔融控制是以振動特性為基礎的。這種熔融槽振動方法在控制高合金鋼和低排放鋼焊接方面非常有效。精確控制焊接過程得益于計算機的高精度操作和高容量儲存，特別是應用分散控制技術和神經網絡，促進融透控制的飛速發(fā)展。

4.2 CAPP輔助焊接工藝設計

焊接是工業(yè)中最重要的材料成型方法之一，在航天、海事、建筑、化學、汽車、電力和微電子等領域廣泛使用。最終產品的質量與焊接數量和產量直接相關，關系到質量保證和生產成本。傳統(tǒng)的焊接工藝完全依靠勞動力，不僅造成大量的重復勞動和人力及物力資源的浪費，而且容易出現錯誤，影響產品的質量。美利堅合眾國從1980年代開始，在焊接工藝的設計和管理中就開始使用計算機輔助焊接（CAPP）。目前，雖然CAPP研究在我國焊接領域的應用非常成功，造福了很多公司，CAPP技術也廣泛用于生產，但仍有不足之處，特別是互操作性低和系統(tǒng)只在特定單位運行，較低的一體化水平，難以與CAD、CAM和MRP整合，功能不完整，大多數CAPP系統(tǒng)只能處理簡單的流程文件。

4.3 模型仿真與數值分析

完成數值分析，建立數字模型和計算機模擬焊接過程是一種形成焊接、產生焊壓變形和焊接缺陷的過程。精確分析熱焊過程是提高焊接質量和消除焊接過程缺陷的一個必要選擇。早期利用分析技術對焊接的熱過程進行分析，需要使焊接源更遠離實際的熱源，因此只適合幾何形狀的簡單焊接。哈爾濱理工大學在利用水力學方程分析焊槽的熱處理過程中，全面分析熔液與罐體之間的相互作用，準確預測焊接罐的溫度，取得了重大進展，總結熔化罐的形狀和大小、壓力分布中的殘余壓力控制和焊接疲勞擴大的原因，解決了平板鋁合金焊接過程中的溫度控制問題，迅速準確地預測和控制鋁合金的分布和溫度范圍的變化，成功將TIG焊接的物理過程與基于ANISS分析平臺的計算模型和數字模擬結合起來。

5 在工業(yè)自動化中的應用

5.1 測量部件精確度

計算機視覺技術在工業(yè)自動化領域也可以發(fā)揮有益的作用，例如測量部件精確度的大小。主要由光學系統(tǒng)、加工系統(tǒng)和CCD照相機組成的計算機檢測系統(tǒng)，使用的是通過光學來源發(fā)射的平行射線，通過顯微鏡投射到檢測標本上。當系統(tǒng)收到信息時會進行相應的處理，以獲得關于測量區(qū)域輪廓位置的準確信息。如果物體有輕微的移動，將重復操作測量，然后比較兩種測量的位置差異，以避免錯誤。

5.2 逆向工程獲得三維輪廓圖

計算機視覺技術可用于自動化領域的逆向工程，所謂逆向工程，是用3D數碼器快速測量元素輪廓圖的坐標，并繪制便于維護的剖面圖。在CAD或CAM圖像中，供隨后NCRE生產中心加工，并最終將這些數據用于生產產品規(guī)格的確定。深入分析表明，逆向工程最重要的環(huán)節(jié)是如何通過精確的測量系統(tǒng)測量樣品的三維尺寸，然后根據產生數據，對曲線進行處理，并對產出品進行加工。測量的準確性可以通過使用線性光度測量技術來測量物體的表面輪廓。電腦檢測和轉換過程如下：使用激光穿過一組平行的等距寬帶網格，或一個直接干涉儀，用來制造一個平面條紋結構，投射到物體表面，根據物體表面的深度和曲線變化，以確保測量到的數據的準確性，進一步分析物體表面輪廓的變化，并將圖像信號轉化為及時的模擬信號，而這又反過來傳送到圖像處理系統(tǒng)，獲得最終需要的三維輪廓圖。

結語：隨著科學和技術的發(fā)展，計算機視覺技術的出現是一個不可避免的趨勢，它將帶來更大的執(zhí)行優(yōu)勢，在諸多領域得到更廣泛的應用，提高產品生產效率。社會在不斷變化，企業(yè)必須跟上世界經濟的發(fā)展，不斷完善優(yōu)化技術的應用，使計算機化視覺技術的應用更加具體，更好地為社會和個人提供人性化服務。