計(jì)算機(jī)智能化圖像識(shí)別技術(shù)及應(yīng)用

緱亞斌 李宏博

摘 要 在本文中對(duì)計(jì)算機(jī)智能化圖像識(shí)別技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了分析，其中主要是實(shí)現(xiàn)四大功能，窯內(nèi)圖像的實(shí)時(shí)溫度檢測(cè)、燒成帶溫度的控制，工藝參數(shù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)和進(jìn)行曲線圖的繪制。窯內(nèi)溫度的檢測(cè)主要是通過(guò)工業(yè) CCD來(lái)得到窯內(nèi)熱成像圖，使用輻射測(cè)溫原理進(jìn)行與之相關(guān)處理運(yùn)算，獲得燒成帶的熟料溫度以及火焰溫度， 火焰溫度的自動(dòng)控制主要是通過(guò)對(duì)噴煤量進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)控制。

關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī)；圖像識(shí)別；探析

緒論

在目前社會(huì)發(fā)展中，為了方便人們的生活，計(jì)算機(jī)智能化圖像識(shí)別技術(shù)有了一定的應(yīng)用，帶給人們生活中諸多便利。為了推動(dòng)水泥回轉(zhuǎn)窯溫度的檢測(cè)，保證其質(zhì)量，本文主要分析了如何將智能化圖像識(shí)別監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用到其中。該系統(tǒng)的工作原理為利用CCD技術(shù)聯(lián)合紅外測(cè)溫技術(shù)，對(duì)于窯內(nèi)的煅燒帶的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。與此同時(shí)，通過(guò)建立監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工藝參數(shù)以及溫度數(shù)據(jù)的有機(jī)結(jié)合[1]。

1 計(jì)算機(jī)智能化圖像識(shí)別系統(tǒng)相關(guān)概念

一般來(lái)說(shuō)，該系統(tǒng)主要是通過(guò)5個(gè)部分，相互協(xié)作而構(gòu)成。首先確定目標(biāo)輸入物，通過(guò)相關(guān)措施將其錄入到計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)中，在計(jì)算機(jī)的預(yù)處理的工作下，對(duì)于識(shí)別的圖像根據(jù)特征進(jìn)行處理，則就完成了計(jì)算機(jī)智能化圖像識(shí)別的首步。圖像輸入之時(shí)通常使用的方法是將采集好圖像使用現(xiàn)代化的形式而進(jìn)行處理。接下來(lái)就是計(jì)算機(jī)進(jìn)行預(yù)處理，也就是把識(shí)別好的圖像區(qū)、背景區(qū)進(jìn)行細(xì)化，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)圖像二值化的提升，也可以方便計(jì)算機(jī)智能化圖像識(shí)別進(jìn)行后期處理。在實(shí)際中為了提升工作效率，使得圖像的真實(shí)性不斷提升，減少圖像的虛假特征，因此對(duì)帶處理圖像間進(jìn)行匹配時(shí)都使用一種精確度比較高的措施，比如說(shuō)分配到不同的圖像庫(kù)中，實(shí)現(xiàn)更加便捷的優(yōu)化，減少搜索的時(shí)間。通過(guò)智能化圖像識(shí)別系統(tǒng)，可以促進(jìn)高效、精確輸入圖像，便于對(duì)測(cè)試圖像進(jìn)行保存以及對(duì)比。

2 圖像識(shí)別技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

在該系統(tǒng)中對(duì)圖像識(shí)別、分隔是其處理的關(guān)鍵所在，目前同計(jì)算機(jī)識(shí)別系統(tǒng)領(lǐng)域的專家以及工作人員的共同努力下，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)得到了一定的發(fā)展，在現(xiàn)實(shí)生活中也有一定的應(yīng)用。但是在這之中還存在一定的問(wèn)題，需要我們加強(qiáng)重視，找到問(wèn)題的原因，尋找合適的解決方法。

在圖像識(shí)別出現(xiàn)之前，輸入的形式主要有以線條型的符號(hào)為主，在很多專業(yè)領(lǐng)域中的設(shè)備都應(yīng)用了這項(xiàng)技術(shù)。而圖像識(shí)別的出現(xiàn)則始于20世紀(jì)的中期，數(shù)字圖像技術(shù)得到突破。進(jìn)行數(shù)字化圖像處理，同以前相比較而言，具有存儲(chǔ)量巨大、傳輸便捷以及易于壓縮等等特征，更為重要的是給了圖像識(shí)別技術(shù)的誕生、發(fā)展以及應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。數(shù)字圖像處理的主要特征是，通過(guò)對(duì)物體的識(shí)別、感知三維數(shù)據(jù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像的處理以及輸入。在人工智能技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用之下，物體識(shí)別技術(shù)的研究成果在各個(gè)領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用。在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展過(guò)程中，智能化圖像識(shí)別技術(shù)也需要不斷進(jìn)行更新，目前在這之中主要應(yīng)用的是不同類別的空間映射。而作為當(dāng)前一種較為成熟的圖像識(shí)別處理技術(shù)，其圖像處理技術(shù)也在快速發(fā)展中，可以對(duì)各種圖像的種類進(jìn)行對(duì)比以及匹配，應(yīng)該不斷提升處理圖像之后的識(shí)別度以及與之相關(guān)的清晰度。

3 紅外CCD熱成像測(cè)溫技術(shù)相關(guān)分析

在分析該問(wèn)題之時(shí)，我們主要通過(guò)分析了光譜輻射其波長(zhǎng)和射度的關(guān)系來(lái)分析企管系，在研究過(guò)程中得到了一下發(fā)展變化規(guī)律。

第一，隨著溫度的逐漸提升，在熱量的作用之下物體的輻射能力也會(huì)慢慢提高，

第二，在溫度變化之下，其輻射峰值的波長(zhǎng)也會(huì)出現(xiàn)變化，朝著短波的方向開(kāi)始移動(dòng)。

第三、由于的溫度的變化，進(jìn)而影響到輻射能量其變化率出現(xiàn)變化，短波之處會(huì)比長(zhǎng)波處要大，則就是短波處的信躁偏高，具有較強(qiáng)的抗干擾性。

4 回轉(zhuǎn)窯紅外CCD熱成像測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述

該系統(tǒng)的工作原理是在熱成像裝置的作用下，通過(guò)收集水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶出出現(xiàn)的紅外輻射帶，經(jīng)過(guò)裝置的加工進(jìn)而形成了模擬視頻信號(hào)。在對(duì)模擬視頻信號(hào)采樣之時(shí)使用的方法是以在工控機(jī)PCI插槽中的圖像采集卡作為媒介，將采集到的模擬視頻信號(hào)以A/D為工具，進(jìn)而轉(zhuǎn)化成為數(shù)字信號(hào)。使用圖像采集軟件可以直接得到窯內(nèi)的實(shí)時(shí)灰度圖，使用輻射測(cè)溫算法進(jìn)行設(shè)計(jì)，將現(xiàn)場(chǎng)的溫度標(biāo)定好，做好這些工作就可以將溫度值準(zhǔn)確測(cè)量出來(lái)。

4.1 硬件設(shè)計(jì)概述

根據(jù)前文提到的步驟，從圖像采集卡之中得到了灰度圖像，但是在實(shí)際中得到的圖像往往不盡人意，在攝像頭噪音以及周圍環(huán)境的制約下，得到的圖像必然會(huì)出現(xiàn)噪音問(wèn)題。往往由于個(gè)體的人在運(yùn)動(dòng)進(jìn)行中，導(dǎo)致人體周圍出現(xiàn)了同鋸齒類似的邊緣，其造成的結(jié)果是背景差分、二值化后在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的周圍出現(xiàn)很多噪點(diǎn)， 開(kāi)始進(jìn)行運(yùn)算之后就沒(méi)有辦法進(jìn)行去除，其會(huì)影響到這之后的連通地方所做的標(biāo)記，依據(jù)與之相關(guān)的統(tǒng)計(jì)表明，圖像之中的噪聲的排布是有一定規(guī)律的，以高斯分布，因此，可以從根源出發(fā)以高斯濾波方式來(lái)優(yōu)化圖像。

⑴熱成像裝置

該裝置的主要組成部分包括三個(gè)構(gòu)件：窄帶帶濾光片；廣電耦合器以及針孔鏡頭。為了方便提升圖像的質(zhì)量，一般會(huì)在鏡頭上裝置一個(gè)濾光鏡片，為了第一時(shí)間濾掉一些可見(jiàn)光和紅外線，呈現(xiàn)質(zhì)量更好的圖像，可以留下一些質(zhì)量好的紅外線，一般可以使用光學(xué)鏡片使其聚焦成像，對(duì)其進(jìn)行處理，則就變?yōu)殡娨曅盘?hào)計(jì)算機(jī)就能地對(duì)其進(jìn)行處理，進(jìn)而得到回轉(zhuǎn)窯內(nèi)清晰的圖像。

⑵設(shè)計(jì)防護(hù)系統(tǒng)

對(duì)于圖像來(lái)說(shuō)，防護(hù)系統(tǒng)有著十分重要的作用，可以有效避免其出現(xiàn)熱現(xiàn)象，可以使用給攝像頭添加防護(hù)措施的形式給攝像頭防塵。一般來(lái)說(shuō)，防護(hù)系統(tǒng)的主要組成部分包括的內(nèi)容有溫度報(bào)警裝置以及防護(hù)外套。作為一種中空的金屬防護(hù)外殼，可以保護(hù)攝像頭避免受到回轉(zhuǎn)窯內(nèi)微正壓噴出的火苗。因此，使用高溫報(bào)警系統(tǒng)裝置，監(jiān)測(cè)保護(hù)套中實(shí)時(shí)的工作溫度。

⑶計(jì)算機(jī)處理形式

在對(duì)圖像處理中使用的是Windows XP系統(tǒng)進(jìn)行處理，促進(jìn)其穩(wěn)定運(yùn)行。因此，需要選擇一些性能較為良好的工控機(jī)。

⑷ 圖像采集卡的應(yīng)用

其主要是應(yīng)用在工業(yè)監(jiān)控圖像采集、處理較為常用的設(shè)備。使用采集目標(biāo)體后會(huì)出現(xiàn)輸出視頻信號(hào)，通過(guò)圖像采集卡來(lái)獲得的煅燒帶的實(shí)時(shí)圖像，使用計(jì)算機(jī)的形式來(lái)對(duì)圖像的每一幀訪問(wèn)優(yōu)化。

4.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本文分析的測(cè)溫軟件流程主要有三個(gè)部分組成

⑴初始化

在圖像采集卡進(jìn)行初始化的過(guò)程中，會(huì)經(jīng)歷一下四個(gè)步驟，第一是對(duì)序列圖像幀緩存容量的檢查分析。第二是使用DIB位圖對(duì)內(nèi)存進(jìn)行分析。第三對(duì)于初始化過(guò)程中的參數(shù)應(yīng)該根據(jù)實(shí)際條件進(jìn)行設(shè)置。第四，根據(jù)要求打開(kāi)指定的圖像卡。

⑵做好圖像采集工作

在本文設(shè)置的程序中應(yīng)用了回調(diào)的函數(shù)機(jī)制進(jìn)行圖像采集工作，在這個(gè)過(guò)程中因?yàn)槊恳粠瑘D像計(jì)算量總體偏小，為了方便工作進(jìn)行，使用了逐幀并行的形式。

⑶標(biāo)識(shí)以及計(jì)算溫度

對(duì)目標(biāo)進(jìn)行溫度定則，整個(gè)過(guò)程則就是在已經(jīng)設(shè)置好后溫度范圍之內(nèi)，保證圖像灰度以及溫度可以形成一定的關(guān)系。由于設(shè)置目標(biāo)體的表面其熱輻射同溫度的關(guān)系可以使用非線性來(lái)表示。那么也就可以判斷出同之對(duì)應(yīng)的熱輻射性質(zhì)目標(biāo)的熱像圖的溫度、灰度同樣也表現(xiàn)為非線性。

5 結(jié)論

本文將計(jì)算機(jī)智能化圖像識(shí)別技術(shù)做出了分析，同時(shí)以具體應(yīng)用情況為實(shí)驗(yàn)的背景，可以看出其保證窯內(nèi)煅燒情況合理性，智能化圖像識(shí)別技術(shù)起著較大的作用，尤其是在的管理自動(dòng)化方面。

參考文獻(xiàn)

[1]夏之云，張衛(wèi)民.我國(guó)水泥工業(yè)自動(dòng)化的現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].水泥技術(shù)，2001，（s1）：35-37.