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計算機視覺技術與應用范文1
【論文摘要】隨著Internet的普及，尤其是寬帶網的盛行，計算機病毒也在向網絡化方向發展，這種病毒就是所謂的蠕蟲病毒。本文利用數據挖掘技術，研究了如何在新的蠕蟲病毒大規模爆發之前就將其檢測到，并采取相應的措施。
一、網絡病毒的特征分析
網絡病毒（蠕蟲病毒）自身就是一個可執行的二進制代碼程序文件。它的傳播途徑、方式與傳統的病毒不同，它具有主動性傳播的特點。它主動掃描網絡上主機操作系統和一些網絡服務的漏洞（大多是利用操作系統的緩沖區溢出漏洞），利用這些漏洞侵入這些主機，將自身的副本植入其中，從而完成傳播過程。被感染后的主機又會用同樣的手法感染網絡上其它的主機，如此反復下去，這樣很快就會傳遍整個網絡，尤其是一個新的操作系統漏洞還沒引起計算機用戶足夠重視的時候。蠕蟲病毒感染主機后往往大量占用主機資源（如CPU資源、內存資源等），使機器運行速度越來越慢，或向網絡上發送巨量的垃圾IP數據包，嚴重阻塞網絡帶寬，甚至造成整個網絡癱瘓。更惡毒的還會盜取用戶的敏感資料，如帳號和密碼等。而且現在的蠕蟲病毒有從以破壞為主要目的向以盜取資料為主要目的轉換的趨勢，因此危害更大。
通過分析蠕蟲病毒的傳播過程可知，蠕蟲病毒要感染網絡上的其它主機，首先必須對網絡上的主機進行掃描。它的這一舉動就暴露了目標，就為檢測蠕蟲病毒提供了途徑，也使蠕蟲病毒預防系統的實現成為可能。通過抓包分析，發現蠕蟲病毒的掃描過程并不像黑客入侵前的掃描那樣詳細，它只是隨機地生成目標主機的IP地址（通常優先生成本網段或相鄰網段的IP地址），然后用攻擊模塊（通常是用緩沖區溢出程序）直接攻擊目標IP地址的主機，而不管該主機是否存在。這個攻擊過程首先要向目標主機的特定端口發起TCP連接請求。例如，沖擊波蠕蟲病毒會在幾秒內兩次向目標主機的135端口發起連接請求，而震蕩波會在幾秒內兩次向目標主機的445端口發起連接請求。因此，通過捕獲數據包，利用數據挖掘技術分析它們的特征，找出異常的數據，從而達到預防的目的。
二、基于數據挖掘的病毒預防系統
基于數據挖掘的蠕蟲病毒預防系統主要由數據源模塊、預處理模塊、數據挖掘模塊、規則庫模塊、決策模塊、預防模塊等組成。
（一）工作原理
1．數據源是由一個抓包程序將所有來自于網絡的、發向本機的數據包截獲下來，交給預處理模塊處理。
2．數據預處理模塊將截獲的數據包進行分析，處理成連接請求記錄的格式。因為蠕蟲病毒傳染網絡上的主機時，會主動地向主機發起連接，這也是預防系統建立的理論依據。連接記錄由時間、源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口組成。這些眾多的連接請求記錄組成了事件的集合。
3．規則庫用于存儲已知的蠕蟲病毒的連接特征和新近數據挖掘形成的規則集。規則集是蠕蟲病毒行為模式的反映，用于指導訓練數據的收集和作為特征選擇的依據。
4．數據挖掘模塊利用數據挖掘算法分析由連接請求記錄組成的事件庫，分析結果交給決策模塊處理。
5．決策模塊將數據挖掘的結果與規則庫中的已知規則進行模式匹配，若與規則庫中的規則匹配，則由預防模塊發出發現已知蠕蟲病毒的警報；若不匹配，則由預防模塊發出發現新蠕蟲病毒的警報，同時將新規則加入到規則庫中。
（二）基于數據挖掘的病毒預防系統
1．分類：把一個數據集映射成定義好的幾個類。這類算法的輸出結果就是分類器，常用決策樹或規則集的形式來表示。
2．關聯分析：決定數據庫記錄中各數據項之間的關系。利用審計數據中系統屬性間的相關性作為構建正常使用模式的基礎。
3．序列分析：獲取序列模式模型。這類算法可以發現審計事件中頻繁發生的時間序列。這些頻繁事件模式為構建預防系統模型時選擇統計特征提供了指導準則。其算法描述為：已知事件數據庫D，其中每次交易T與時間戳關聯，交易按照區間〔t1，t2〕順序從時間戳t1開始到t2結束。對于D中項目集X，如果某區間包含X，而其真子區間不包含X時，稱此區間為X的最小出現區間。X的支持度定義為包括X的最小出現區間數目占D中記錄數目比例。其規則表示為X，Y->Z，[confidence，support，window]，式中X，Y，Z為D中項目集，規則支持度為support（X∪Y∪Z），置信度為support（X∪Y∪Z）/support（X∪Y)，每個出現的寬度必須小于窗口值。
3．系統中的數據挖掘模塊
首先利用分類算法對連接請求事件庫中的數據進行分類，本系統中分別按源IP地址與目的端口對事件進行分類。然后對這兩類數據進行關聯分析與序列分析，在對相同源IP地址的數據分析中可以發現該臺主機是否感染已知的蠕蟲病毒或異常的舉動（可能是未知的蠕蟲病毒所為）；對同目的端口的數據分析中可以發現當前網絡上蠕蟲病毒疫情的嚴重程度。
【參考文獻】
[1]楊玉鋒，夏曉峰.上網用戶安全防范[J].韶關學院學報：自然科學版
計算機視覺技術與應用范文2
關鍵詞 計算機；視覺技術；應用研究
中圖分類號：TP212 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）16-0114-01
計算機視覺技術自20世紀70年代產生以來就得到了全世界的廣泛關注。作為一種多學科綜合應用下的新技術，隨著專家對其研究會的不斷深入，其應用領域也越來越廣，給人們的生產生活帶來了極大方便。
1 計算機視覺技術
計算機視覺技術是在計算機技術應用下發展起來的一種新技術，主要用來研究計算機模擬生物的宏觀或外顯功能。該技術在應用過程中會涉及到計算機科學、神經生物學、人工智能、模式識別以及圖像處理等多個學科，多學科技術的綜合運用使得計算機具有了“感知”周圍世界的能力，這也正是該技術發揮作用的核心所在。計算機視覺技術的特點就在于，首先，它能在不接觸被測者的前提下完成對被測者的檢測；其次，該技術應用的領域和檢測的對象非常廣，能在敏感器件的應用下，完成對人類難以觀察到的超聲波、微波和紅外線等的檢測；最后，該技術還突破了人在視覺觀察上長時間工作的限制，能對檢測對象進行長時間觀察。
2 計算機視覺技術在各領域的應用分析
隨著計算機視覺技術研究的不斷加深，該技術的應用領域也越來越廣，下面，本文就選取工業、農業、林業、農產品檢測、電力系統自動化及圖書館工作這6個方面對計算機視覺技術的應用進行簡要分析。
2.1 在工業領域中的應用
工業生產對產品的質量要求極高，計算機視覺技術在工業上的應用主要集中在以下3方面：1）產品形狀和尺寸的檢測上。對制造業而言，產品的形狀和尺寸是否合格直接影響到產品在實際應用過程中作用的發揮。計算機視覺技術的應用能對產品進行二維和三維等幾何特征的檢測，如產品的圓度、位置及形狀等。2）產品零部件缺失情況的檢測。在生產線運行過程中，計算機視覺技術能準確檢測出產品在生產過程中是否存在鉚釘、螺絲釘等零部件的缺失以及產品內部是否在生產過程中摻進雜質等。3）產品表面質量的檢測。為了從各個方面保證產品的合格性，對其進行表面質量的檢測也是一個極其重要的環節。計算機視覺技術實現了對產品表面的紋理、粗糙度、劃痕、裂紋等各方面的有效檢測。
2.2 在農業生產領域中的應用
該技術在農業領域的應用主要集中在以下兩方面：1）對病蟲害的預測預報。預測預報作用發揮的關鍵環節是建立起計算機視覺技術對所有昆蟲的識別體系。對昆蟲圖像識別系統進行數字化建模所使用的方法主要以下2種，一種是運用數學形態學的方法對害蟲的邊緣進行檢測，進而提取害蟲的特征；第二種是從昆蟲的二值化圖像中提取出昆蟲的周長、面積和復雜度等基本信息，并對這些信息建立害蟲的模板庫以實現對昆蟲的模糊決策分析。2）對農作物生長的監測。常用的方法就是運用計算機視覺技術下的非接觸式監測系統對農作物生長環境下的光照、溫度、濕度、風速、營養液濃度等相關因素進行連續地監測，進而判斷出農作物長勢。
2.3 在林業生產中的應用
該技術在林業生產中的應用主要集中在農藥噴灑和林木球果采集這兩方面。就林業的農藥噴灑而言，常規的農藥噴灑方式易造成農藥的大量流失，不僅達不到防止林業有害生物的目的，還浪費了大量的人力、物力和財力。計算機視覺技術的應用能通過對施藥目標圖像進行實時分析，得出具體的施藥量和準確的施藥位置，該技術指導下的施藥工作極大發揮了農藥的效果。就林木球果采集而言，該采集工作的操作難度一直都很大，我國當前使用的方法主要是人工使用專業工具下的采集以及機械設備運用下的高空作業車采集和搖振采種機采集，這兩種方式都存在一定的安全性和效率問題。計算機視覺技術的應用能通過對需要進行采集的林木球果進行圖像采集來得出球果所處的具置，再結合專業機械手的使用完成球果采集。該技術不僅節省了大量勞動力，還極大提高了采摘效率。
2.4 在農產品檢測中的應用
農產品在生產過程中受自然環境的影響比較大，所以農產品不僅會產生質量上的差異，還會造成顏色、大小、形狀等外觀上的極大不同。由于農產品在出售時大多要進行產品等級的劃分，所以將計算機視覺技術運用到對其顏色和外形尺寸的檢測上，有效達到了對農產品進行檢測的目的。通過對外觀大小尺寸的檢測，不僅提高了對農產品進行分門別類地等級劃分的效率，還在很大程度上減少了對產品的損壞；通過對西瓜等農產品進行顏色上的檢測，能準確判斷其是否成熟，有效避免了人工操作下的失誤。
2.5 在電力系統自動化中的應用
計算機視覺技術在電力系統自動化應用的表現當前主要表現在以下2個方面：1）在人機界面中的應用。人機界面在運行過程中更加強調人的主體地位，實現了用戶對各種效應通道和感覺通道的運用。具體來講，計算機視覺技術在用戶向計算機的輸入方面，效應通道實現了手動為主向手、足、口、身體等的轉變；在計算機向用戶的輸出方面，感覺通道實現了視覺為主向觸覺、嗅覺、聽覺等的轉變。2）在電廠煤粉鍋爐火焰檢測中的應用。對煤粉鍋爐火焰的檢測既能有效判斷鍋爐的運行狀況，又能在很大程度上實現電廠的安全性運營。由于煤的負荷變化和種類變化會在使著火位置發生移動，所以為了保證爐膛火焰檢測的準確性，必須彌補之前單純應用火焰檢測器只能判斷有無火焰開關量信號的弊端。計算機視覺技術的應用，就在彌補火焰檢測器應用弊端的基礎上，實現了對火焰形狀的進一步檢測。
2.6 在圖書館工作中的應用
隨著當前數字圖書館和自動化管理系統的建立，計算機技術在圖書館方面的應用越來越廣泛。當前計算機視覺技術在圖書館方面的應用主要集中在古籍修補和書刊剔舊這兩方面。就古籍修補而言，古籍圖書等在收藏的過程中，受溫度、濕度、光照等的影響，極易導致紙張變黃、變脆以及蟲洞等現象的出現。在進行修補時，依靠計算機視覺技術開展具體的修補工作，能在很大程度上提高修補工作的效率。就書刊剔舊而言，由于圖書館藏書眾多，對那些使用率低且較為陳舊的文獻資料進行及時地剔除，能實現圖書資源的及時更新。計算機視覺技術在該方面的應用，極大地保證了工作的準確性和效率性。
3 結束語
通過以上對計算機視覺技術在工業、農業、林業、農產品檢測、電力系統自動化及圖書館工作這6個方面的研究可以看出，隨著計算機技術的進一步發展以及計算機與各專業學科的不斷滲透，該技術的發展前景和應用領域都將更加廣闊。
參考文獻
計算機視覺技術與應用范文3
1.1計算機在和藝術融合時
有效結合圖像、文本、聲音、動畫等因素，在豐富藝術語言表現形式時，也使作品更具有感染力。當計算機視覺藝術與數字媒體結合在一起時，使人們在觀看畫面時，不僅是欣賞畫面，也能夠感受到聲、色等。數字媒體通過計算機視覺藝術利用高度仿真的視覺、觸覺和聽覺，使大眾在觀看電影或玩游戲時，能夠真實感受到虛擬世界，同時還可以通過肢體語言、動作以及視線的轉移，與計算機進行有效交流。比如在2010年開展的上海世博會上，德國館所開展的動力之源”金屬球表演1.3噸重、裝有40萬根LED發光二極管的互動金屬球。在互動開始時，觀眾被分成兩批跟著解說員的指令呼喊，金屬球自動找到聲音最響亮的那個方向。然后，哪邊的呼喊聲大，互動球向那一邊的搖擺也更為劇烈，同時，球體表面上，亦不斷展現出一幅幅城市的美好愿景。使大眾不僅是單獨欣賞電影，而是可以參與到視覺藝術表演中。數字媒體通過計算機視覺藝術，在最大程度上滿足藝術創作對感受的表現。
1.2計算機視覺藝術在數字媒體中的應用
豐富了藝術的表達形式。交互技術的發展與成熟，使計算機視覺藝術的領域得到很好的拓展，并在各種數字媒體藝術中得到廣泛應用。比如在網頁、游戲等內容。交互技術的應用，使人們不再是被動的欣賞，而是參與到視覺藝術中，讓大眾去參與、選擇和判斷，而且可以通過不同的選擇將過程和結局進行不同的呈現，調動觀眾的興趣，提高大眾的參與度。
1.3計算機視覺藝術在電子游戲中的應用
首先是大型電子游戲應用的計算機視覺藝術。比如日本科樂美公司在推出警匪槍戰射擊《警察官2》游戲時，就受到許多玩家的歡迎。在游戲中，玩家不再只是使用鼠標和鍵盤來進行游戲，而是玩家可以通過身體行動，比如“蹲、閃及側身等行為以此進行移動。機器通過攝像機部捕捉到玩家的身體動作，玩家可以有效操作與機器相連的手槍，將屏幕中的對象進行射中。其次是手機上的小型電子游戲，比如在《神廟逃亡》，玩家只需要用手指向左、向右滑動屏幕，可以人物向左或向右轉向；而向上、向下滑動則可以讓人物跳躍或下滑過各種障礙。另外在需要游戲人物在左側或右側奔跑時，只需要側一下手機就可以，并且游戲畫面有著充足的聲光效果，可進行互動，有著極高的震撼力，對提高大眾的參與度有著積極的促進作用。
1.4計算機視覺藝術在數字媒體中的應用
使數字媒體技術將藝術進行有效表現，并在純藝術和實用藝術中應用到數字媒體，而數字媒體技術可以將單純的個人視覺進行有效的創造，并將藝術轉化為社會性視覺產品，并可以獲得經濟效益。而大眾可以利用拷貝、剪切等方式將數字媒體中的視覺藝術進行獲取，然后將藝術資源進行轉化，為個人視覺藝術的創作奠定了堅實的基礎。隨著大眾對獨特性以及個性化的藝術要求越來越高，在追求獨特的視覺藝術時，追求刺激的視覺藝術時，也提高了對視覺藝術作品的評價標準。計算機視覺藝術在數字媒體中的應用，給大眾帶來美的享受，使大眾在觀看視覺藝術時可以懷著愉悅、舒適的感覺進行欣賞，也可以獲得相應的審美評價，在潛移默化中改變著人的精神追求。計算機視覺藝術在數字媒體中應用時，沒有摻雜其他因素，使計算機視覺因素只是追求視覺形式和視覺美感，能夠在最大程度上體現藝術的本質。并且數字媒體本身就具有美的品格，與計算機視覺藝術相結合，使數字媒體藝術在具備了美時，也可以體現真。因此，計算機視覺藝術在數字媒體中的應用，提高了審美價值，大眾通過感受、體悟數字媒體所體現出的視覺藝術，領悟到視覺藝術中的美，能夠在很大程度上滿足大眾對美的追求。
2總結
計算機視覺技術與應用范文4
1、引言
隨著經濟的迅猛發展，汽車的迅速普及，根據社會對汽車產業的要求，車輛的各方面指標都受到人們越來越多地關注，汽車涂裝過程中的瑕疵直接影響汽車的外觀質量，因此如何在生產過程中利用計算機視覺檢測技術檢測出并及時修補汽車涂裝過程中產生的瑕疵就成了首要的任務[1]。本文的研究內容是首先了解計算機視覺檢測系統的工作原理，汽車涂裝瑕疵的種類，然后結合兩者的特點，應用計算機視覺檢測系統檢測汽車涂裝瑕疵。該研究的價值在于兩方面：①對于汽車生產的自動化和過程自動化，計算機視覺是現實真正意義的自動的基礎和一種重要的質量控制的手段；②對于汽車涂裝瑕疵的修補可以提高其修補的精度。
2、汽車涂裝瑕疵的計算機視覺檢測系統
汽車涂裝瑕疵檢測系統主要包括照明系統、圖像采集卡、CCD攝像機、計算機以及軟件處理等幾個主要部分[2]。綜合計算機視覺檢測系統的構成和線結構光測量的原理，基于計算機視覺的汽車涂裝瑕疵的檢測系統大致是這樣構成的：將線結構光投射到被測物上，所形成的光斑作為傳感信號，用CCD攝像機采集光斑圖像，采集到的圖像信號被傳輸到計算機，根據圖像處理和計算機視覺檢測系統的處理產生處理結果，返回到涂裝生產線，對車身的涂裝進行修正，從而提高產品質量。汽車涂裝瑕疵的視覺檢測系統如圖1所示[3]。
3、計算機視覺檢測
計算機視覺是計算機對圖像進行自動處理并報告“圖像中有什么”的過程，也就是說它識別圖像中的內容。圖像中的內容往往是某些機器零件，而處理的目標不僅要能對機器零件定位，還要能對其進行檢驗。計算機視覺系統基本原理：機器視覺系統通常采用CCD相機攝取圖像，將其轉化為數字信號，再采用先進的計算機硬件與軟件技術對圖像數字信號進行處理，從而得到所需要的各種目標圖像特征值，并在此基礎上實現模式識別、坐標計算、灰度分布圖等多種功能。計算機視覺系統能夠根據其檢測結果快速地顯示圖像、輸出數據、指令，執行機構可以配合其完成指令的實施。計算機視覺系統主要由圖像獲取、圖像分析和處理、輸出顯示或控制三個功能模塊組成[4]。視覺檢測按其所處理的數據類型可分為二值圖像、灰度圖像、彩色圖像和深度圖像的視覺檢測。另外，還有X射線檢測、超聲波檢測和紅外線檢測。一個完整視覺檢測系統包括：圖像采集、圖像分割、零件識別、模型匹配和決策判斷。Newman[5]等描述了利用深度圖像進行零件檢測的AVI系統，具有一定的代表性。一個典型的AVI系統如圖2所示。
4、汽車涂裝瑕疵的檢測算法
由于汽車涂膜中一些缺陷的邊界比較模糊，例如：氣泡、爆裂氣泡孔、氣泡針孔、抽縮等等。邊緣處灰度變化很小，直接用傳統的微分邊緣檢測算法無法有效的檢測出來。所以對缺陷模糊邊緣的檢測成為了算法的關鍵[6]。本文介紹了基于線結構光的邊緣檢測方法。汽車涂裝表面被光源投射器發出的線結構光照射，反射出的圖像被CCD攝像機所接收傳輸到計算機視覺檢測系統中。若涂裝表面沒有瑕疵，則產生圖3的圖像。若涂裝表面有瑕疵，則產生圖4的圖像[7]。
計算機視覺技術與應用范文5
關鍵詞：計算機； 交通運輸； 視覺； 信號控制
中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2013）06-175-001
近20年來，隨著我國經濟社會的快速發展，大家直接的感覺是交通和運輸行業呈現出井噴式的發展：在1990年的時候，我國機動車保有量是1476.26萬輛，我國公路的總里程102.83萬公里；到了2010年，我國汽車的保有量已經達到了2706.13萬輛，我國公路總里程已經達到了482萬公里。交通運輸對經濟的發展起著至關重要的作用，高效的運輸保障能力是促進經濟發展的重要措施；自上世紀計算機技術在交通運輸領域應用以來，其高運算性、集成性為交通運輸系統的發展提供了充分的技術支持，提高了運輸效率，緩解了交通運輸壓力。隨著計算機技術的飛速發展，在交通運輸系統中將會有更為廣泛的運用。
1.計算機視覺技術在交通運輸中的應用
基于圖像處理的計算機視覺技術是通過攝像機獲取場景圖像，并借助于計算機軟件構建一個自動化或半自動化的圖像/視頻理解和分析系統，并提供及時準確的圖像/視頻處理結果，以模仿人的視覺功能。采用人工值守的方式來處理交通問題是一種勞動力成本高昂且效率極為低下的一種工作模式，為了極大地提高工作效率并降低勞動力成本，計算機視覺技術應用于交通領域則成為了近年來的熱點之一，其主要應用于以下幾個方面：
①基于計算機視覺技術的車輛牌照自動識別。
②基于計算機視覺技術的車輛檢測與流量統計。
③基于計算機視覺技術的公交車輛乘客人數統計。
④基于計算機視覺技術的公交專用道非法占道抓拍。
⑤基于計算機視覺技術的駕駛員工作狀態判斷。
⑥基于計算機視覺技術的行人檢測。
隨著圖像處理、模式識別與人工智能技術的發展，更多的基于計算機視覺新技術將在智能交通系統中涌現，并以此進一步便利人們的出行方式與交通職能部門管理水平與工作效率。
2.車輛收費系統中計算機技術的應用
在近期我國興起的不停車收費系統（ETC系統）是一種先進的電子收費系統，它包括自動車輛識別系統、計算機網絡、監控系統和車道系統4個部分。與之前人工的收費系統相比，節約資源、減少污染、杜絕票款流失、減少車輛延誤、提高通行能力與服務水平；該系統普遍采用非接觸式的射頻卡，以天線的方式對車輛上卡中信息進行讀寫，采用高速率的半雙工協議來進行車輛識別與數據交換，實現車輛不停車收費，不停車收費系統將是未來收費系統的發展趨勢，具有極其廣闊的應用前景。
3.在交通信號控制領域計算機技術的應用
隨著大、中城市不斷增加的車輛和有限的道路空間矛盾日益加劇，交通系統面臨著越來越多的問題。合理的運用計算機控制管理技術是緩解城市交通問題的重要措施之一，交通信號自動控制是交通控制的重要組成部分。智能交通中的信號燈控制顯示出了越來越多的重要性，采用計算機技術、自動化控制技術和現代網絡通訊技術，使車輛行駛和道路導航實現智能化，從而緩解道路交通擁堵，減少交通事故，改善道路交通環境，節約交通能源，減輕駕駛疲勞等功能，最終實現安全、舒適、快速、經濟的交通環境。
隨著我國交通建設的發展，未來的交通控制將在道路、車輛和駕駛員之間建立快速通訊聯系。哪里發生了交通事故，哪里交通擁擠，哪條路最為暢通，會以最快的速度提供給駕駛員和交通管理人員。同時專為外出旅行人員及時提供各種交通信息，提供信息的媒介是多種多樣的，如電腦、電視、電話、路標、無線電、車內顯示屏等，任何一種方式都可以。無論你是在辦公室、大街上、家中、汽車上，只要采用其中任何一種方式，你都能從信息系統中獲得所需要的信息。有了該系統，外出旅行者就可以眼觀六路、耳聽八方了。
4.總結
21世紀將是計算機技術高速發展并更加廣泛應用的世紀，也是公路交通智能化的世紀，人們將要利用計算機技術，構建更加智能的交通運輸體系。計算機技術在將來的交通運輸管理中將發揮更加重要的作用。計算機技術將使未來的車輛靠自己的智能系統和道路交通管理體系在道路上自由行駛；公路交通依靠自身的計算機視頻傳感技術將交通流量調整至最佳狀態。計算機技術使得交通運輸的效率更高，更好的為經濟飛速發展做好支持。
參考文獻：
計算機視覺技術與應用范文6
關鍵詞： 食品物流； 運作模式； 計算機視覺； 實時監控
中圖分類號：TP393 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2013）08-87-02
0 引言
為了加強食品安全的有效追蹤和監控，山東省自2011年5月以來，建成了黃河三角洲高效生態冷鏈產業物聯網管理運營中心，開通了“冷鏈產業物聯網管理平臺”。黃三角冷鏈產業物聯網管理平臺依托食品產銷對接系統和食品品質安全管理系統，實現了食品全程監控和追溯。然而，目前這一管理平臺只能實現食品運輸流程的監控和出現安全問題之后的追溯，而不能實現食品質量的實時監管。對消費者健康的保障和對社會穩定、經濟發展的需求日益增長，通過一個可視化的食品物流信息化監控體系運作模式來進行食品安全監控的重要性日益突出[1]。
1 監控體系運作模式
監控體系運作模式利用計算機視覺技術，通過圖像分析，提取食品數字圖像中的特征信息，實現食品品質安全信息的快速、客觀、準確檢測，能為食品生產、加工、物流和銷售過程的自動化跟蹤和監管提供信息支持，讓食品行業徹底實施食品的源頭追蹤以及在食品供應鏈中提供完全透明度的能力[2]。
1.1 食品圖像的分析
計算機圖像處理步驟包括圖像預處理、目標邊緣、檢測與圖像分割、特征提取以及模式識別，為后續圖像特征提取提供分析對象。食品圖像質量檢測流程如圖1所示。
[進行食品邊緣檢測][圖像處理和模式識別軟件][獲取食品顏色][食品圖像][食品分析系統]
圖1 食品質量檢測流程
為了在食品物流中實時監控食品的品質，我們利用計算機視覺技術實現直觀可視化的監控。通過計算機視覺技術可以對食品進行像素級的圖像獲取，并能根據食品的形狀變化和表面顏色的識別實現對食品外觀的初步檢測。同時在物流運輸過程中能夠實時對檢測不合格的食品進行篩選和處理，避免了消費者購買到腐爛變質和表面缺陷的食品。實現實時物流跟蹤，建立信息追溯和信息共享機制，成為當前食品物流配送的關鍵。物流可視化運作模式可以大大加快數據的處理速度，使時刻都在產生的海量數據得到有效利用；可以在人與數據、人與人之間實現圖像通信，從而使人們能夠觀察數據中隱含的現象，為發現和理解食品流動過程中出現的問題和及時解決問題提供了有力工具。
1.2 建立智能移動貨倉
在本物流可視化運作模式中，設計了在移動貨倉上安裝攝像頭并連接到信息管理平臺，通過攝像頭對貨倉打開次數及貨物的提取、裝載情況等進行記錄。當在運輸過程中需要對食品進行提取、調換等其他操作時，只有工作人員向物流信息平臺發送請求指令，主管人員確認身份后，指令下達到貨倉，方可進行工作。這樣可以有效避免在運輸過程中遺漏、丟失或者更換貨物，管理流程如圖2所示。
為了在食品生產、加工、運輸、銷售過程中及時了解食品物流的情況，給食品原料中夾帶了RFID標簽；在RFID標簽中對食品的倉儲過程、入庫、出庫情況進行標示，物流信息管理平臺可以根據計算機視覺處理系統得出的數據與RFID信息進行比對，避免了貨物在物流過程中出現異常情況[3]。
2 可視化食品物流功能結構
在食品物流監控體系中，通過攝像頭CCD獲取食品圖像，傳送到計算機視覺系統。系統對圖像進行處理和分析，然后將分析結果提交到物流信息管理平臺。食品質量管理員可以根據信息系統給出的信息通知到貨倉告知物流現有情況；同時，在顧客購買食品時可以通過RFID技術，采用系統提供的終端接口，對貨物的生產、加工、運輸、分發、銷售等情況進行追溯查詢。系統結構圖如圖3所示。
可視化食品物流運作系統基于B/S體系架構，并且利用軟件自動采集圖像信息，并將貨物信息、條碼信息、尺寸信息和重量信息合成到圖片中，同時這些信息也記錄在服務器的關系數據庫中。通過服務器端的Web服務，可以實現用戶在局域網/廣域網內，查詢相應的信息內容[4]。
3 結束語
利用計算機視覺技術可以獲得食品品質的空間位置信息，能夠減少傳統人工檢測帶來的高強度勞動，減少檢測主觀性和人工成本，釋放人力資源。通過獲取食品的數字圖像，可以傳輸給遠距離的分析者或者分析系統，從而實現食品品質信息的區域分析和共享。利用計算機視覺技術無縫地實現對貨物的全程可視化追溯，是今后食品物流方面研究的重點，為實現食品便捷的反向查詢，進一步保證食品的安全奠定了基礎。
參考文獻：
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