計算機視覺技術在交通工程測量中的應用理工論文
一、引言
隨著科技的發展,計算機替代人的視覺與思維已經成為現實,這也是計算機視覺的突出顯現。那麼在物體影象中識別物體並作進一步處理,是客觀世界的主觀反應。在數字化影象中,我們可以探尋出較為固定的數字聯絡,在物體特徵蒐集並處理時做到二次實現。這既是對物體特徵的外在顯現與描繪,更是對其定量資訊的標定。從交通工程領域的角度來看,該種技術一般應用在交管及安全方面。監控交通流、識別車況及高速收費都是屬於交通管理的範疇;而對交通重大事件的勘察及甄別則是交通安全所屬。在這個基礎上,筆者對計算機視覺系統的組成及原理進行了分析,並形成視覺處理相關技術研究。
二、設計計算機視覺系統構成
計算機視覺處理技術的應用是建立在視覺系統的建立基礎上的。其內部主要的構成是計算機光源、光電轉換相關器件及影象採集卡等元件。
(一)照明條件的設計。在測量物體的表徵時,環境的創設是影象分析處理的前提,其主要透過光線反射將影像投射到光電感測器上。故而要想獲得清晰影象離不開照明條件的選擇。在設計照明條件時,我們通常會視具體而不同處理,不過總的目標是一定的,那就是要利於處理影象及對其進行提取分析。在照明條件的設定中,主動視覺系統結構光是較為典型的範例。
(二)資料採集的處理。如今電耦合器件(CCD)中,攝像機及光電感測器較為常見。它們輸出形成的`影像均為模擬化的電子訊號。在此基礎上,A模式與D模式的相互對接更能夠讓訊號進入計算機並達到數字處理標準,最後再量化入計算機系統處理範圍。客觀物體色彩的不同,也就造就了色彩帶給人資訊的差異。一般地黑白影象是單色攝像機輸入的結果;彩色影象則需要彩色相機來實現。其過程為:彩色模擬訊號解碼為RGB單獨訊號,並單獨A/D轉換,輸出後藉助色彩查詢表來顯示相應色彩。每幅影象一旦經過數字處理就會形成點陣,並將n個資訊濃縮於每點中。彩色獲得的影象在16位元,而黑白所獲黑白灰影象則僅有8位元。故而從資訊採集量上來看,彩色的影象採集分析更為繁複些。不過黑白跟灰度影象也基本適應於基礎資訊的特徵分析。相機數量及研究技法的角度,則有三個分類:“單目視覺”、“雙目”及“三目”立體視覺。
三、研究與應用計算機視覺處理技術
從對影象進行編輯的過程可以看出,計算機視覺處理技術在物體成像及計算後會在灰度陣列中參雜無效資訊群,使得資訊存在遺失風險。成像的噪聲在一定程度上也對獲取有效資訊造成了干擾。故而,處理影象必須要有前提地預設分析,還原影象本相,從而消去噪音。邊緣增強在特定的影象變化程度中,其起到的是對特徵方法的削減。基於二值化,分割影象才能夠進一步開展。對於物體的檢測多借助某個範圍來達到目的。識別和測算物體一般總是靠對特徵的甄別來完成的。
四、分析處理三維物體技術
物體外輪擴線及表面對應位置的限定下,物體性質的外在表現則是其形狀。三維物體從內含性質上來看也有體現,如透過其內含性質所變現出來的表層構造及邊界劃定等等。故而在確定影象特徵方面,物體的三維形態是最常用的處理技術。檢測三維物體形狀及分析距離從計算機視覺技術角度來看,渠道很多,其原理主要是藉助光源特性在影象輸入時的顯現來實現的。其類別有主動與被動兩類。藉助自然光照來對影象獲取並挖掘深入資訊的技術叫做被動測距;主動測距的光源條件則是利用人為設定的,其資訊也是影象在經過測算分析時得到的。被動測距的主要用途體現在軍工業保密及限制環境中,而普通建築行業則主要利用主動測距。特別是較小尺寸物體的測算,以及擁有抗干擾及其他非接觸測距環境。
(一)主動測距技術。主動測距,主要是指光源條件是在人為創設環境中滿足的,且從景物外像得到相關點化資訊,可以適當顯示影象大概並進行初步分析處理,以對計算適應功率及資訊測算程度形成水平提高。從技術種類上說,主動測距技術可分為雷達取像、幾何光學聚焦、影象干擾及衍射等。除了結構光法外的測量方法均為基於物理成像,並蒐集所成影象,並得到特殊物理特徵影象。從不同的研究環境到條件所涉,以結構光法測量作為主要技術的工程需求較為普遍,其原理為:首先在光源的設計上由人為來進行環境考慮測算,再從其中獲取較為全面的離散點化資訊。在離散處理後,此類影象已經形成了較多的物體真是特徵表象。在此基礎上,資訊需要不斷簡化與甄別、壓縮。如果分析整個物體特徵資訊鏈,則後期主要體現在對於資料的簡化分析。如今人們已經把研究的目光轉向了結構光測量方法的應用,體現在物體形狀檢測等方面。
(二)被動測距技術。被動測距,對光照條件的選擇具有侷限性,其主要透過對於自然光的覆蓋得以實現。它在影象原始資訊處理及分析匹配方面技術指向較為突出。也透過此三維物體之形狀及周圍環境深度均被顯露。在影象原始資訊基礎上的應用計算,其與結構光等相比繁雜程度較高。分析物體三維特性,著重從立體視覺內涵入手,適應物體自身特點而存在。不過相對來說獲得影象特徵才是其適應匹配的條件保障。點、線、區域及結構紋理等是物象特徵的主體形式。其中物特較為基礎與原始的特徵是前兩個特徵,同時它們也是其他相關表徵的前提。計算機系統技術測量基本原理為對攝像機進行構建分析,並對其影象表徵進行特徵匹配,以得到影象不同區間的視覺差異。
五、結束語
透過對計算機視覺技術的研究,悉知其主要的應用領域及技術組成。在系統使用的基礎上深入設計,對系統主要構成環節進行分析。從而將三維複雜形態原理、演算法及測量理論上升到實際應用。隨著社會對於計算機的倚賴程度增加,相信該技術在建築或者其他領域會有更加深入的研究及應用。
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