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第1篇：計算機視覺案例范文

關鍵詞：計算機視覺；研討式教學；小組探討；課前回顧

作者簡介：陳芳林（1983-），男，湖南株洲人，國防科學技術大學機電工程與自動化學院，講師；周宗潭（1969-），男，河南洛陽人，國防科學技術大學機電工程與自動化學院，教授。（湖南 長沙 410073）

中圖分類號：G643.2 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）26-0065-02

進入21世紀，創新型人才的培養成為各國政府和高等教育界關注的一個焦點。世界各國研究型大學的共同特點是在研究生教育階段致力于培養富有創新意識和創新能力的高級人才。[1]研討式教學是培養研究生創新精神、科研能力的有效途徑，教師講解與學生探討兩部分相結合是研討式教學采用的主要模式。[2]將課程分成兩部分之后，教師講解的時間就必須壓縮，教師一方面需要思考如何在較短的時間內完成課程的講解，同時還需要考慮課程講解要與學生探討部分緊密結合。因此，如何上好研討式教學教師講解這部分課，越來越受高等院校的重視。本文針對筆者教授工科研究生課程“計算機視覺”的實踐與經驗，闡述了筆者對于如何上好研討式教學教師講解這部分課的個人體會。總結為兩點：第一，首先要充分做好課程準備；第二，上課環節采取回顧—案例—小結的講解方式。下面從課程準備、課前回顧、課程講解、課后小結四個方面分別闡述（如圖1所示）。

一、“計算機視覺”課程準備

要上好一門研討式教學的課程，一定要結合該門課程的特點，量身定制課程內容，進行精心準備。本節先介紹“計算機視覺”課程的特點，然后結合該門課程的特點，介紹筆者對于“計算機視覺”的課程準備。

1.“計算機視覺”課程特點

“計算機視覺”是“數字圖像處理”和“模式識別”等課程的后續課程。該課程重點在于圖像或者圖像序列的分析理解。課程知識在機器人導航、偵查、測繪、測量、精密加工和目標跟蹤等多個領域都有廣泛的應用。[3]近年來基于視覺信息的控制反饋也開始受到廣泛關注。國內高校一般都為研究生開設了此門課程。

計算機視覺技術應用廣泛、算法原理涉及面廣：涉及到概率與數理統計、信號與系統、圖像等基礎知識。“計算機視覺”是一門重要的控制類、電子類及計算機類專業研究生的選修課程，它內容廣泛、綜合性強，研討能力的培養顯得非常關鍵。

2.課程準備

首先，結合“計算機視覺”課程內容廣泛、技術日益更新和豐富的特點，將課程36學時分為12次課，每次課為3小時，每堂課教師講解一個專題。這種設計，一方面可以更廣地涉及計算機視覺的各個領域；另一方面以專題的形式來講解，可以將學生帶入到該專題，介紹基本背景、理論、知識和方法，讓學生有一個初步的了解，方便課后學生對感興趣的專題進一步深入挖掘與研究。

其次，在課程開始之前，教師仔細統籌，安排好每次課的專題，這樣既方便學生一開始對整個課程有一個整體的了解，也方便學生選擇課堂研討的題目與內容。根據12個專題，將各個專題講解的內容與課件在開課之前準備好，這樣有利于把握各個專題之間的前后承接關系。例如，“區域”與“分割”是既有區分又有聯系的兩個專題，在課程開始之前，將課件準備好，就有利于宏觀把握，在“區域”專題提到的分割算法，就不需要在“分割”專題再次重復，而在“分割”專題可以結合前面“區域”專題進行互相補充，以幫助學生融會貫通。

最后，在每個專題上課之前，再對課件進行精雕細琢，主要是對內容分好層次，對方法進行分類，力圖在較短的時間內，讓學生對該專題有較全面的認識。例如，在講解圖像分割時，由于圖像分割方法非常多，可以將分割方法分為若干個大類，每個大類只講1～2個方法。這樣既可以盡可能涉及更廣的領域，又可以提高講解的效率。

二、“計算機視覺”課前回顧

課前回顧是指每堂課的前面一小段時間用來回顧上一堂課的內容。雖然課前回顧時間非常短，一般為3～8分鐘，但是課前回顧是課堂教學中的一個重要環節。課前回顧可以幫助學生加強將要學習的內容與已學過內容之間的聯系。通過課前回顧，學生可以回憶前續課程所講解的概念、理論、算法的步驟等內容，有助于解決新問題或者理解新知識。

課前回顧最重要的是既要復習前續課程的內容，又要注意將前續內容與當前內容聯系起來。由于講解時間有限，要使研討式教學的教師講解部分效率高，教師幫助學生回憶上堂課的概念、模型、算法等內容，就變得非常重要。如果不做課前回顧，那么當講到某處新知識時，往往需要停下來，將前續課程再講一遍，否則學生無法理解新的知識，這樣就降低了教學的效率。

課前回顧的時間，一般以3～8分鐘為宜。課前回顧的形式可以多樣化，如講解課后作業、回顧概念、提問等。筆者認為應根據當天課程與前續課程的關系，采取合適的方式。各種方式結合使用，提高課前回顧的效率。

三、“計算機視覺”課程講解——案例教學

案例教學已經成功地應用于數學、計算機科學等領域的教學。通過案例，學生可以很快地掌握相應的概念、算法的步驟等，從而提高教師講解部分的效率。[4]例如，在講解馬爾科夫隨機場時，筆者通過案例式教學，將馬爾科夫隨機場用一個生活中的例子來向學生解釋。首先，將馬爾科夫隨機場分解成兩個重要的概念，分別是隨機場與馬爾科夫性，然后將它們對應到例子中，幫助學生理解。

隨機場包含兩個要素：位置（site）和相空間（phase space）。當給每一個“位置”中按照某種分布隨機賦予“相空間”的一個值之后，其全體就叫做隨機場（如圖2（a））。[5]這個概念非常抽象，難以理解。筆者應用案例式教學，拿莊稼地來打比方。“位置”好比是一畝畝農田，“相空間”好比是種的各種莊稼。給不同的地種上不同的莊稼，就好比給隨機場的每個“位置”，賦予“相空間”里不同的值。所以，可以形象地理解隨機場就是在哪塊地里種什么莊稼的布局（如圖2（b））。

馬爾科夫性指的是一個隨機變量序列按時間先后順序依次排開時，第N+1時刻的分布特性，與N時刻以前的隨機變量的取值無關。為了更直觀地理解馬爾科夫性，筆者仍然拿莊稼地打比方，如果任何一塊地里種的莊稼的種類僅僅與它鄰近的地里種的莊稼的種類有關，與其他地方的莊稼的種類無關，這種性質就是馬爾科夫性。

符合上述兩個特征，那么這些地里種的莊稼的集合，就是一個馬爾科夫隨機場。通過案例式教學，筆者發現可以加深加快學生對課程內容的理解，提高教師講解環節的效率。

四、課后小結

課后小結指的是一堂課將要結束時，教師對本堂課進行一個簡短的總結。許多成功的教師都會在其教學中堅持課后小結這個環節，給學生一個總體的印象，以幫助學生消化本次課程的內容。

研討式教學教師講解部分的課后小結與普通教學方式應有所區別。筆者認為這主要是因為通過課后小結可以將本次課程所講內容與學生的研討環節結合起來，而不僅僅是對內容進行簡單的總結。

為了達到課后小結使本次課程內容與學生探討環節建立聯系的目的，筆者在教學中常采用如下方式：首先，像普通教學方式一樣，總結本次課程內容；然后，在此基礎上，拋出若干問題，這些問題，不需要學生馬上解答，而是留給學生課后思考，提供他們選擇研討主題的素材；最后，介紹其他在本次課程中沒有涉及到的前沿知識、方法與理論，拓寬學生的視野，從而增加學生選擇探討主題的覆蓋面。

通過應用這種方式，筆者發現學生的思維更開闊，在探討環節，學生往往可以選擇一些比較新穎的主題（例如視頻中不動點的檢測等），而不僅僅局限于教師所講內容，從而提高了研討式教學的效果。

五、結論

在“計算機視覺”課程中引入研討式教學，通過總體設計規劃好整門課程內容，課堂講解注意采用回顧—案例—小結的方式，筆者對如何上好研討式教學教師講解這部分課進行了個人經驗的總結。通過本次教學改革，筆者體會到如果要提高教學效果，一定要注意教師講解與學生探討兩個環節的緊密結合。

參考文獻：

[1]侯婉瑩.我國研究型大學本科生科研研究[D].濟南：山東大學，

2009.

[2]張晴，李騰，韋艷，等.研討式教學模式的理論研究[J].中國科技縱橫，2011，（10）.

[3]D.H .巴拉德.計算機視覺[M].北京：科學出版社，1987.

第2篇：計算機視覺案例范文

關鍵詞：農業機械；技術手段；應用；發展前景

我國在國際上的地位正在逐漸提高，這與我國的經濟發展是分不開的，經濟的發展需要基礎的支持，農業就是我國的基礎，我國是農業大國，農村人口基數大。隨著近幾年我國農業的發展，很多高新技術也被運用到農業的機械設備中，使農機設備向著智能化的方向發展，有效地提升了農業生產的整體效率。在農業的生產中使用高新技術還能夠提高農業的生產效率，保證農機相關機械的正常運作。

1農業機械技術的應用分析

1.1計算機技術

這里所說的計算機技術主要指的是計算機視覺技術，這一技術最早被運用在農業機械上是在20世紀70年代中期，當時主要運用的是計算機技術中的視覺技術，利用這一技術的主要目的是可以對農產品的品質質量進行分級別檢查。計算機視覺技術是以圖像處理為基準，隨著圖像處理以及視覺模擬技術的發展，計算機視覺技術不僅可以用來檢查農產品的品質，而且還可以用來對農產品進行播種、收割。雖然計算機視覺技術在我國農業技術領域的應用時間還不是很長，在實際的使用中還有很多的問題出現，但是相信隨著科學技術的不斷發展，計算機視覺技術必將會改變傳統的農業作業模式，為現代化農業發展提供技術上的支持。

1.2網絡信息技術

網絡信息技術在我國農業機械上的應用是非常成功的，信息技術與地理信息系統的有機結合不僅可以為農業的生產提供高精度的監控，而且還能夠對農業生產中出現病蟲害的情況進行及時的檢測，然后根據定位系統來進行田間作業。

1.3液壓技術

液壓技術主要依靠的是微電子技術和工業傳感技術，在數據的采集上，運用液壓技術主要完成的是能量的轉換和匹配，其目的是為了讓農業機械的效率能夠得到進一步的提高，讓機械設備的相關系統特征可以得到完善，讓機械設備的可靠性能夠得到提升，這也很好地符合了環境保護的相關標準要求。而大部分的農業機械都是采用內燃機作為原動力，所以很多時候都會出現工作負荷，一般情況下，我們都是通過電液控制手段來完成負載與原動力之間的匹配情況，盡可能地減少功率傳輸過程中出現的損失，從而提高農業機械系統的工作效率。

1.4人工智能技術

隨著信息全球化的不斷深入，高端技術不僅在大型的企事業單位中被運用，在農業中也得到了廣泛的應用，比較有成果的就是美國利用人工智能技術研發出激光拖拉機、機械的內部導航裝置，等等，這些裝置可以對拖拉機的運行方向及所處位置進行實時的測定，在了解地區土地信息之后，再制定合理的土地種植方案、農藥及種子的數量，等等。

2農業機械技術的發展趨勢

2.1推廣農業機械產品的技術發展

目前在我國的農業機械發展上，已經開始運用機電智能化技術和計算機技術，這使得農業機械化設備的科技含量有了極大的提高，不僅有效地提高了農業機械的作業效率，而且也提升了農業的生產效率。

2.2農業資源的利用率得到了提升

只有提高了農業資源的開發利用率，才能夠確保農業實現可持續發展，同時也為保護生態環境奠定基礎，如回收農業生產的廢棄物，普及無害化的處理設備，運用無害化技術來處理廢水可以有效地達到保護環境的作用。而在農業種植的過程中，使用有機肥料還可以進一步提高農業資源的利用效率。除此之外，大力發展節能型動力機械設備可以有效地避免出現資源浪費，從而提高農業資源的整體利用效率。

2.3提高農業機械產品的質量監督水平

要想提升農業的機械化水平，還要從規范設計的基本要求出發，全面提高農業產品的質量。在質量提升的過程中，還要注重農業產品的整體造型和外觀，農機設備的耐久性也要經得起考驗。選用與農機設備相配套的發電機及元件，能夠最大程度上提高農業機械產品的質量。在農業機械設備完成安裝之后，還要對其進行試運行，只有保證了設備各項指標都正常的基礎上，才能夠真正的投入使用，這也是提高農業機械產品可靠性的前提。

2.4加大政府的補貼力度

各級地方政府要加大農業機械的技術推廣，做好農業機械的培訓工作。國家還要將拖拉機、插秧機等農機具作為農具購置補貼的關鍵，普及農業機械知識。這樣也能夠更好地提高農業機械化的發展進程。

2.5確保農業機械技術的安全生產

關注安全監督管理及裝備的創建工作，加大農業機械的安全投入，以便更好地滿足農業機械工作安全監督管理的需求。除此之外，最重要的是，要將農業機械的安全檢驗工作納入到各級縣市政府的財政預算當中。

3結語

隨著科學技術的飛速發展，一些高新技術正在逐漸地被運用到農業的機械設備中，這些機械設備的出現不僅提高了農業的整體生產水平，而且還進一步提升了農業的生產效率，很好地實現了農業的可持續發展。在今后的農業發展過程中，農業機械也必定是智能化的，所以要求操作人員要不斷地提高自己的專業素養，全面推廣農業機械新技術，只有這樣才能夠真正意義上實現我國農業機械的智能化。

作者:徐家亮 劉曉鵬 單位:黑龍江省克東縣農機安全監理站

參考文獻：

［1］陶樂然.長春星宇小區新技術應用［C］//增強自主創新能力促進吉林經濟發展———啟明杯•吉林省第四屆科學技術學術年會論文集（下冊）.2006.

［2］劉蒙之.傳播新技術與國家發展———一種政治經濟學的觀察［C］//中國傳播學會成立大會暨第九次全國傳播學研討會論文集.2006.

［3］張仁江，田莉.制造業企業新技術采納：動因、路徑及障礙分析———基于T公司的縱向案例研究［C］//第六屆（2011）中國管理學年會———技術與創新管理分會場論文集.2011.

［4］胡札進，姚尚斌，徐七三“.雙低”儲藏與四項儲糧新技術的綜合應用［C］//全面建設小康社會：中國科技工作者的歷史責任———中國科協2003年學術年會論文集（上）.2003.

［5］柳旭.淺析電視空間新技術對審美體驗的影響［C］//2009中國電影電視技術學會影視技術文集.2010.

第3篇：計算機視覺案例范文

關鍵詞：人臉檢測；光線補償；膚色建模

中圖分類號：TP317.4 文獻標識碼：A 文章編號：16727800（2012）011012702

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作者簡介：魏佳（1978-），男，碩士，陜西理工學院數學與計算機科學學院講師，研究方向為數字圖像處理。0 引言

人臉作為圖像與視頻中重要的視覺對象之一，是智能人機接口等許多應用的處理目標對象。近年來，人臉檢測技術在模式識別、計算機視覺、人機交互等諸多領域引起了普遍重視。人臉檢測技術在計算機視覺等領域的研究中有著重要的意義：一方面，將人臉作為基本視覺對象來考慮，是自動檢測與人臉識別、人臉跟蹤、表情識別、人臉合成與人臉編碼、唇讀等技術的必要前提；另一方面，人臉檢測技術有著從智能安全監控、電子商務、視頻會議和遠程教育、基于內容的檢索等諸多領域的廣泛應用。

人臉檢測是指在使用計算機在輸入圖像中判斷人臉是否存在，若存在，確定人臉的大小、位置。人臉檢測系統的輸入可能包含人臉圖像，輸出是關于圖像中是否存在人臉及人臉數目、位置、尺度、姿態等信息的參數化描述。具體地說，就是根據一定的算法確定輸入圖像是否存在人臉，如果存在的話，標出人臉的位置作為人臉檢測系統的輸出。

1 膚色建模

膚色是人臉最重要的信息，而且膚色不受面部細節特征、旋轉、表情變化以及飾物遮擋等情況的影響。

不同種族、性別人的膚色差異主要體現在亮度上。要提高膚色的聚類性就要消除亮度的影響。經過實驗驗證，在YCrCb色彩空間下，利用膚色模型求相似度矩陣返回每個像素是否為膚色的概率Fmod。獲取矩陣的最大值對相似度矩陣進行歸一化。計算整張圖片的亮度平均值。歸一化之后的每個矩陣點乘以255，如果該值仍然小于整張圖片的Y分量平均值，則認為該點不是人臉的皮膚。最后把認為是人臉皮膚的像素點置為白色，其余的點置為黑色，得到黑白二值圖像。其中，RGB色彩空間轉換YCrCb色彩空間如式（1）所示，YCrCb空間下膚色相似度Fmod計算如式（2）所示。

2 眼睛定位

由膚色模型確定的區域并不一定就是人臉區域，有可能是手臂、脖子或其它與膚色相近的色塊區域，為了進一步驗證是否是人臉區域，需進一步檢測這些區域中是否有眼睛。

在之前確定的人臉區域內，根據圖1所示人臉結構，以距左邊界0.08～0.36寬度、距下邊界0.58～0.78長度的矩形內檢測左眼，以距左邊界0.64～0.92寬度、距下邊界0.58～0.78長度的矩形內檢測右眼。具體檢測方法為：分別統計兩個小矩形內亮度小于某個亮度的像素點比例，當大于某個閾值時，認為在該區域內存在眼睛，這個區域為最終確定的人臉區域，否則刪除這個區域。

3 實驗結果

（1）打開位圖文件的結果（圖2）。

圖1 人臉結構

圖2 打開位圖文件

（2）皮膚顏色建模結果（圖3）。

圖3 膚色建模

（3）得到人臉區域結果（圖4）。

圖4 得到人臉區域

（4）眼睛亮度匹配排除非任梁區域結果（圖5）。

圖5 眼睛亮度匹配

（5）勾勒人臉，得到最終確定的人臉區域（圖6）。

圖6 得到最終確定的人臉區域

4 結語

通過實驗證明，膚色模型能夠很好地區分出皮膚區域，依據人臉結構再在膚色區域內檢測是否存在人眼，就能篩選出人臉區域。本項目的方案是完全可行和有效的。

目前系統存在的主要問題為：①只能判斷正面人像區域，對于側面人像不能準確判斷；②對于配戴眼鏡、頭發遮擋額頭等特殊情況準確率較差。這些問題是下一步研究的任務。

參考文獻：

[1] 陶亮.復雜背景下人眼自動定位[J].計算機輔助設計與圖形學學報，2003（11）.

[2] 徐慧.Visual C++數字圖像實用工程案例精選[M].北京：人民郵電出版社，2004.

[3] 周長發.精通Visual C++圖像處理編程[M].北京：電子工業出版社，2004.

第4篇：計算機視覺案例范文

關鍵詞：智能監控系統；圖像分割技術；圖像識別

中圖分類號：TP391.41 文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2011) 15-0000-01

The Image Recognition and Analysis of Intelligent Monitoring System

Yi Junxiao

(Beijing University of Technology,Beijing100022,China)

Abstract:At present,along with the computer communication technology and network technology fast development,the image processing technology in the field of science and technology is getting more and more important position.Image recognition belong to intelligent monitoring equipment the most important technology,this paper in this part of the intelligent monitoring system based on intelligent monitoring system image recognition.The key:technology of intelligent image monitoring system image recognition and classification for analysis.

Keywords:Intelligent monitoring system;Image segmentation;Image recognition

一、智能監控系統概述

智能監控系統采用先進的數字圖像壓縮編解碼技術、數字圖像傳輸技術等圖像處理技術，以及模式識別、計算機視覺技術，通過將智能視頻分析模塊增加至監控系統中，借助計算機強大的數據處理能力自動識別不同物體，在分析抽取視頻源中關鍵有用信息的同時，過濾視頻畫面無用的或干擾信息。整個系統組網靈活，可以突破地域的限制，并以最快和最佳的方式發出警報或觸發其它動作，進行遙遠范圍大規模的實時圖像監控和報警處理。

二、智能監控系統圖像識別的關鍵技術

（一）圖像分割技術。圖像分割是由圖像處理邁向圖像分析的關鍵步驟，其實質是正確地劃分屬性區域，在分離日標和背景的基礎上，為計算機視覺的后續處理提供依據。分割技術依據區域的一致性和幾何鄰近度，可以分為三種類型，即基于像素和其鄰域局部特性進行分割的局部技術；以全局信息作為圖像分割依據的全局技術；以及分裂、合并和區域增長技術。圖像分割方法主要包括閾值法、邊緣檢測法以及區域跟蹤法。閾值分割法較為常用，常用的算法有最小誤差閾值法、最大類別方差法及最佳直方圖熵法等。由于傳統的圖像分割算法有著對噪聲敏感、計算量大等方面的缺陷。基于尤其是基于模糊技術的人工智能原理圖像分割算法開始引起人們的關注。在圖像分割過程中所涉及到的模糊技術主要包括模糊闡值技術、模糊聚類技術以及模糊邊緣檢測技術等。

（二）圖像顏色分割原理。圖像顏色分割是將分割具相同或相近顏色特征色塊的圖像處理方法，主要包括：（1）像素分類：像素通過顏色的閾值進行分類，像素采用RGB、YUV、HIS等描述方式。（2）像素連接：將圖像進行游程編碼處理，即將圖像編碼成以run格式為單元的編碼處理。游程編碼處理是run格式指的是一行像素之內相鄰且具有相同邏輯值的像素集合。作為色塊合并的基礎，像素連接通過分類后的像素信息實現。（3）色塊合并：按一定規律合并所得到的游程，即將游程按照parent歸類至一個樹結構下的過程。每一個游程在帶有效信息的基礎上配有指向游程parent的指針。（4）區域融合：為了避免處理過程被判斷為兩個分離開來的區域，需要引入區域融合方法，使相鄰近的部分合并成為一個整體。由于面積和邊框同為區域統計量，因此可以進行同一種密度測量方法的使用。倘若某幾個部分的區域像素密度大于某個闡值，即可將這些區域合并成成為一個區域整體。在色塊合并中，即使區域存在被一根線分割的情況，但這部分的密度倘若仍舊大于闡值，應當將它們看作一個整體區域進行區域融合。

三、智能圖像監控系統的圖像識別與分類

（一）圖象識別技術。圖像識別以研究圖像的分類與描述為主要內容，對圖像用預先存儲的對象物的參照圖案進行匹配，并輸出文字識別和臉部圖像識別等符號信息，或者輸出物置或姿態等數值信息。圖像識別涉及的領域較為廣泛，包括機械加工中零部件的識別、分類；農作物、森林、湖泊和軍事設施的遙感辨別；氣象數據、氣象衛星照片的準確觀測；身份證識別等方面。

圖像識別方法可歸納為統計方法和結構識別方法兩大類。一個圖像識別系統可分為四個主要部分：（1）圖像信息的獲取：將圖片等信息經系統輸入設備進行數字化處理，再輸入計算機以備后續處理。（2）圖像加工和預處理：將原始圖像轉化為適合計算機進行特征提取的形式，包括圖像變換、增強、恢復等，目的是去除干擾、噪聲及差異。（3）圖像特征提取：將調查而得的數據材料進行加工、整理、分析、歸納等處理，以提取出可以反映事物本質的特征。（4）判斷或分類：根據所提取的特征參數，通過采用某種分類判別函數和判別規則分類和辨識圖像信息，最終得到圖像識別結果。（二）圖像識別的幾何特征描述。圖像識別特征具有多種形式的描述，效果取決于圖像識別的具體狀況。在多數情況下，只需圖像的局部特征即可識別圖像，這些特征諸如圖像的灰度級空間分布特征，圖像顏色和波段，圖像隨時間變化的形態，圖像形狀、輪廓、面積和空間點位置等。而圖像識別的幾何特征描述包括周長、面積定義和算法（面積和周長較為容易計算），占空比、圓形度，形狀的投影描述以及特殊的形狀描述子（多數情況下，可以用來簡潔地描述物體圖像形狀）等方面的內容。（三）圖像識別分類器設計。在圖像識別中，分類器的基本任務是通過圖像分類特征、分類運算法則的應用，對圖像進行分類。圖像識別分類器必須提取和選擇特征，以便對被識別的圖像數據進行大規模的壓縮，有利于最終的圖像識別。分類器設計的主要步驟為分類識別特征的確立。此為關鍵步驟，特征若提取得不恰當，就無法精確分類，甚至無法進行分類，良好的特征應具有可區別性、可靠性、獨立性以及數量少四個方面的特征。

特征提取和選擇應當堅持盡可能減少整個識別系統的處理時間和錯誤識別概率的原則。當這兩個原則無法兼得時，則應做出相應平衡的選擇，或者提高整個系統速度，以適應實時需要；或者縮小錯誤識別的概率，以提高識別精度。圖像識別系統的復雜度將隨著特征個數的增加而迅速增長，特別是用來訓練分類器和測試結果的樣本數量，將隨著特征數量的增加呈現指數關系增長。特征選取的方式將因不同的模式而異，并與識別的目的和方法等有著直接的聯系。

參考文獻：

[1]蘇彥華.visualC++數字圖像識別技術典型案例[M].北京:人民郵電出版社,2004

第5篇：計算機視覺案例范文

關鍵詞：數字圖像處理；教學軟件；VC++

中圖分類號：TP391.41-4 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 （2013） 09-0000-02

1 引言

數字圖像處理是指將利用計算機對二維圖像信號進行采集、處理和分析的過程。數字圖像處理課程是計算機視覺、模式識別和人工智能等專業的一門重要專業課程，涉及面廣、實用性強。數字圖像處理技術涉及的環節較多，主要包括圖像采集、圖像變換、圖像增強與復原、圖像分割等，每個圖像處理環節的方法也多種多樣，而且數字圖像處理技術的基礎理論和算法比較抽象，對于學生來說，在課內時間掌握數字圖像處理課程的主要內容有一定難度。現在有大量的圖像處理應用軟件，如Photoshop，但這些軟件多是面向廣告設計、圖像修飾處理的應用軟件，不適合數字圖像處理技術的基本知識和案例教學。

本文設計并實現了基于VC++開發環境下的數字圖像處理課程的教學輔助軟件，可以提供數字圖像處理系統各處理環節相關算法實現過程的演示，形象生動地完成該課程的各教學單元的授課內容，較好地幫助學生熟悉并消化數字圖像處理技術涉及的理論和技術方法。

2 教學輔助軟件設計

VC++是在Windows平臺下的專業軟件開發平臺，廣泛用于各種軟件的開發。MFC是Microsoft公司提供的一套類庫，以C++類的形式封裝了Windows的API，是一套面向對象的函數庫，方便用戶編程。MFC是Win API和C++的結合，提供了MFC AppWizard自動生成框架，利用MFC中提供的各種類，可以簡單地構建一個應用程序框架。OpenCV是一個基于C/C++語言的開源圖像處理函數庫，包含實現圖像處理和計算機視覺方面的很多通用算法[1]，其代碼具有很好的移植性。在安裝好VC++的Windows系統下安裝好OpenCV庫，并對軟件進行配置，在工程中配置好所需要包含的庫文件的路徑等，即可方便的調用OpenCV庫中的函數。

2.1 軟件設計總體結構

本文所設計的軟件主要圍繞數字圖像處理課程的基本知識和圖像處理技術涉及的各種方法進行架構的。軟件基于MFC的AppWizard多文檔應用程序框架，并結合OpenCV庫中的一些圖像處理函數和設備無關位圖DIB的一些操作函數實現了多種圖像處理功能，如圖1所示。

2.2 軟件功能設計與實現

數字圖像處理技術包含很多環節，根據軟件的總體架構，本軟件主要設計了文件操作、圖像變換、圖像增強與復原、圖像分割和數學形態學模塊，每個模塊還設計了不同功能塊。各模塊的圖像處理功能均可以對讀入的圖像進行連續處理，本節展示了部分功能塊的處理過程。

2.2.1 文件操作

文件操作模塊能夠實現對圖像等文件的常規操作，如打開、保存、另存為、打印等功能。本軟件主要處理BMP位圖格式的灰度圖像，通過此模塊可將待處理的圖像讀入到內存，以供其他模塊調用，用于進一步圖像處理。對于圖像處理的每個步驟所得的結果圖像均可以單獨顯示，并可進行保存等操作。

2.2.2 圖像變換

圖像變換模塊可以實現位圖的幾何變換和圖像的點運算，如圖像平移，水平鏡像，垂直鏡像，圖像縮放，圖像旋轉，分段線性拉伸，圖像反色，二值化，閾值變換，窗口變換等功能。圖像變換過程中需要設定的參數可以通過彈出對話框的方式進行設定，完成人機交互。

圖2為利用圖像反色和圖像閾值變換處理圖像的效果展示，其中左側圖為原始lena圖像，中間的圖為對原始lena圖像進行反色后得到的圖像，右側圖為對原始lena圖像進行閾值（參數值設為200）變換后的圖像。

圖1 數字圖像處理教學輔助軟件總體結構圖

圖2 圖像變換處理示意圖

2.2.3 圖像增強與復原

圖像增強與復原模塊可以實現圖像濾波、圖像對比度增強、圖像恢復等功能，如對圖像添加噪聲、圖像平滑、直方圖均衡化、圖像銳化處理、傅里葉變換、低通濾波、高通濾波、小波變換等處理。在添加噪聲可以選擇高斯噪聲或椒鹽噪聲，圖像平滑可以選擇3*3、5*5、7*7等不同大小的模板進行鄰域平均處理和中值濾波處理。圖像直方圖均衡化可以將直方圖分布不均的圖像進行調整，使整幅圖像視覺效果更好。圖像銳化可以實現梯度銳化和拉普拉斯銳化，能夠提高圖像的對比度。低通濾波可實現理想低通濾波和巴特沃斯低通濾波，高通濾波可實現理想高通濾波和巴特沃斯高通濾波。傅里葉變換可以實現圖像從空間域到頻率域的變換，可以對圖像進行一些頻域處理后再進行反變換。小波變換可以將圖像分解成一個低頻概貌子圖像和一系列高頻細節子圖像，在變換域對這些子圖像進行處理后進行反變換可實現對原圖的修改。

圖3為利用噪聲添加和鄰域平均法的效果展示圖，首先，讀取原始lena圖像（左側圖像），然后對原始lena圖像添加高斯噪聲（中間圖像），最后利用鄰域平均法（ 窗口）對含噪圖像進行平滑處理（右側圖像）。

圖3 圖像平滑處理示意圖

圖4為對圖像進行傅里葉變換和低通濾波處理的效果展示圖，左側圖像為一幅黑色正方形圖像，中間圖像為其傅里葉變換頻譜圖，右側圖像為進行理想低通濾波后的結果圖。

圖4 圖像濾波處理示意圖

2.2.4 圖像分割

圖像分割模塊可以實現圖像目標分割功能，如圖像邊緣檢測和區域分割等處理。在圖像邊緣檢測處理中，可以選擇Roberts、Sobel、Prewitt、Laplacian和Canny算子進行邊緣檢測。區域分割處理中可以采用直方圖閾值分割、自適應閾值分割和區域增長的方法，其中直方圖閾值分割的閾值可以通過彈出對話框進行參數選擇。除了上述功能外，此模塊還可以完成邊界跟蹤、Hough直線檢測等功能。邊界跟蹤模塊可以實現對白色背景的二值圖像中黑色目標的邊界跟蹤，對輪廓進行提取。Hough直線檢測根據Hough變換點-線對偶性原理，利用OpenCV中Hough線變換函數，可實現標準Hough變換和累計統計概率Hough變換，將檢測出的直線進行標注。

圖5為圖像邊緣檢測和直線檢測示意圖，其中左上圖為原始圖像，右上圖為利用Roberts算子進行的邊緣檢測結果圖，左下圖為利用Canny算子進行的邊緣檢測結果圖，右下圖為利用Hough變換檢測直線的結果圖，檢測出的直線標注成紅色。

2.2.5 數學形態學

數學形態學模塊可以對圖像進行腐蝕、膨脹、開運算、閉運算，這四個運算是數學形態學的四個基本運算。數學形態學的基本思想是用具有一定形態的結構元素去度量和提取圖像中的對應形狀以達到對圖像分析和識別的目的[1]。利用這些運算并結合圖像分割模塊可以實現圖像的邊緣檢測與分割、特征提取、圖像形狀識別與修改等處理。此外，該模塊還包含擊中擊不中和細化處理，利用擊中擊不中變換可以進行目標檢測與定位。

圖6為一個利用數學形態學進行膨脹的示意圖。首先讀入原始圖像（左側圖像），然后對其進行二值化處理（中間圖像），最后對二值化處理后的圖像進行膨脹處理（右側圖像）。

圖5 圖像邊緣檢測及直線檢測示意圖

圖6 數學形態學膨脹處理示意圖

3 結束語

本文所介紹的數字圖像處理課程教學輔助軟件可以實現對圖像的文件操作、圖像變換、圖像增強與復原、圖像分割和數學形態學功能。本軟件的開發可有效地展示數字圖像處理課程中各種基本算法的實現過程和處理結果，有利于加深學生對該課程理論知識和實現技術的理解與掌握，能夠提高該課程的教學效果。

參考文獻：

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[3]黎寧，徐曉波，牛征.MATLAB平臺下圖像處理實驗教學軟件的實現[J].電氣電子教學學報，2001，Vol.23（5）：55-58.

[4]張華，展曉凱.基于VC++的數字圖像處理系統的設計與實現[J].濰坊學院學報，2011，Vol.11（2）：15-21.

第6篇：計算機視覺案例范文

（1.廣西電網公司欽州供電局，廣西 欽州 535000；2.廣西南寧仟能電氣技術有限公司，廣西 南寧 530002；

3.廣西大學電氣工程學院，廣西 南寧 530004）

【摘　要】弧垂檢測是保證架空輸電線路安全運行的重要措施。傳統的手工計算弧垂的方法不僅計算量大，而且容易出錯；現有計算機技術計算弧垂的方法雖然準確度較高，但需要復雜的公式和考慮眾多因素（如導線溫度、張力、傳輸容量等），在工程應用中給現場人員帶來不便，難以推廣應用。為此，提出一種基于圖像識別技術的架空線弧垂計算方法，以懸鏈線模型為基礎提取部分段曲線的獨立狀態參數，還原完整架空線并計算其弧垂。同時，基于Matlab GUI開發了一款實用的弧垂測量系統，并通過實際工程測試結果表明，該系統數據采集方式簡單、運算速度快，結果展示和輸出方便，既能滿足工程的精度要求，又具有較高的實用性，是提高工程現場作業人員工作效率的實用應用工具。

關鍵詞 圖像識別；弧垂測量系統；Matlab GUI設計

作者簡介：池小兵（1988—），男，本科，工程師，主要從事生產設備管理部輸電管理工作。

黃陽垚（1971—），男，本科，工程師，主要從事工程管理等技術工作。

黃景標（1966—），男，本科，工程師，主要從事輸電管理工作。

莫枝閱（1989—），男，碩士研究生，主要研究方向為電力系統規劃與可靠性。

0　引言

輸電線路弧垂是線路設計和運行維護的主要指標之一，弧垂過小，架空線的拉應力就大，桿塔荷載增大，安全系數減小，嚴重時可能發生斷線、倒塔和掉串等事故；弧垂過大，架空線對地及交叉跨越物的安全距離不足，風擺、舞動和跳躍會造成線路停電事故的風險就隨之增加[1]。因此，運行線路的日常巡檢中需要對弧垂進行實時監測，將弧垂控制在規程要求的范圍內以保證線路和被跨越設備的安全。

傳統的導線弧垂實測計算方法主要有角度法、馳度板觀測法和中點高度法[2-4]等，這些方法均存在測量難度大、實時性差，或者誤差較大的問題。隨著現代測量技術的不斷發展和各類先進工程測量儀器的開發，基于先進的測量儀器和計算平臺（包括計算機算法[5]、圖像識別技術[6-7]、光纖光柵應變傳感器[8]、LabVIEW平臺[9]、J2ME技術[10]以及電場逆運算原理[11]等）的弧垂測量新方法應運而生。利用圖像處理技術進行弧垂計算有全景拼接數碼照片[12]和計算機視覺原理標定線路坐標值[13]等方式。其中，全景拼接技術在實際操作中，容易出現拼接失真而帶來較大的計算誤差；利用計算機視覺原理計算弧垂時需要標定線路坐標值，在地形環境復雜的地區難以進行準確標定坐標值，甚至是無法完成的。此外，其他仿真類方法需要用到復雜的計算公式和考慮影響弧垂的眾多因素如導線溫度、張力、傳輸容量等，在實際工程應用中給現場人員帶來不便，因此很難得到應用推廣。為此，提出一種基于部分線段圖像識別技術的架空線弧垂計算方法，以懸鏈線模型為基礎提取部分段曲線的獨立狀態參數，還原完整架空線并計算其弧垂。同時，基于Matlab GUI開發一款實用的弧垂測量系統，自動完成弧垂計算、輸出和保存等工作。

1　架空線路圖像識別技術

考慮到架空線路圖像背景的復雜性，為了使特征的提取精度更高，需要對圖像進行預處理，包括濾波[14]和邊緣檢測[15]等。

1.1　圖像濾波

圖像濾波是一種為數字圖像去噪平滑的預處理技術, 在提取圖像的特征值之前需要先對圖像進行平滑濾波。中值濾波是經典的濾波算法，其基本原理是把數字圖像或數字序列中一點的值用該點的一個鄰域里各點值的中值代替，既可以去除圖像中的噪聲又能最大限度地保護圖像的邊緣和輪廓，為后期的圖像處理做好準備。

1.2　圖像邊緣檢測

電力線路最基本的特征是其線特征，線特征的提取可以采用圖像的邊緣檢測來實現。邊緣檢測是借助空域微分算子通過卷積完成，微分算子具有突出灰度變化的作用，對圖像運用微分算子，其灰度變化較大點計算出的微分算子值較高，可以將這些值作為相應點的邊界強度，通過設置閾值，提取邊界點集。

邊緣檢測得到線路的兩條邊緣，參照曲線平滑的思想，可以采用兩條邊緣線的中間線來代替懸鏈線，以更加準確地反應線路的趨勢。在尋找中間點的時候，若同一x坐標上有n個像素點，則中間點的y坐標可表示為

式中yi為第i個像素的y坐標。

2　基于部分線段的懸垂鏈弧垂測量原理

2.1　懸鏈線還原

采用懸鏈線模型計算架空線弧垂。參照 “懸鏈段”方法分析柔索結構的思想[16]，提出基于圖片處理的弧垂計算思想：當檔距一定時，僅需一個獨立變量就可以確定線路的懸垂狀態，提取該獨立參數，還原完整懸鏈曲線并計算其弧垂值。圖1是懸鏈段參數提取示意圖，采用數字圖像處理所用的坐標約定，選取頂部索曲線傾角的正割值作為獨立變量求解，定義secθ=n，θ為頂部索曲線傾角，則可由公式（2）確定懸鏈線的狀態。

式中，a為待求系數，(l,h)是曲線切點坐標，(x0,y0)是曲線的端點坐標。

線路參數的提取步驟如下：

（1）獲取部分段線路圖像的兩端點坐標(x0,y0)、(L0,H0)，計算連接兩端點坐標的直線的斜率k，得到兩端點連接的直線方程；

（2）利用點到直線的距離公式，求出點到直線的最大距離，對應的點即為切點，并取得切點坐標(l,h)；

（3）k即為頂部索曲線傾角的正切值tanθ，則，切點坐標即為頂點坐標(l,h)。

（4）由h/a=n-ch(archn-l/a)解出a，即可確定懸鏈線的狀態方程。

由求得的狀態方程公式（2）畫出曲線在原圖像大小范圍內的部分，則為還原的部分曲線圖像；求出完整曲線兩端點的橫坐標，即可還原出完整的懸鏈線，橫坐標的計算如圖2所示。

圖2為測量數值示意圖，0B段（以0為原點建立坐標系）對應拍攝的電力線片段。其中L為固定檔距，L1和L2分別是拍攝的電力線的兩端點到懸鏈線同一端點的水平距離。測量得到L、L1和L2的值，有

式中L0如圖1所示，表示部分段曲線的端點的橫坐標。

以部分段圖像的原點為原點，畫出曲線在-x1到x2區間上的部分，則為該檔距內完整的懸鏈線。

2.2　弧垂計算

從第2.1節中還原的完整懸鏈線提取兩端點坐標(-x1,y1)、(x2,y2)，則連接懸鏈線兩端點的直線方程為，減去式（2）即得懸鏈線的弧垂值為

f=yd-ach(x/a+archn-l/a)+ach(archn-l/a)-y0（5）

令?墜f/?墜x=0，當x=a(arshk1-archn)+l時，可得最大弧垂值fmax，式中k1=(y2-y1)/(x2-x1)。

結果計算中，恢復出的像素點和原圖像素點間的相對誤差為

α=(y-y′)/y（6）

平均誤差率為

式中y為原圖像中某一像素點的坐標，y′為恢復出的該像素點的坐標。

計算得出的弧垂值和實際測量的弧垂值之間的相對誤差為

式中f為實際測量得到的弧垂值，fmax為計算得到的弧垂值。

3　實用架空線弧垂測量系統設計

3.1　系統分析

系統分析主要任務是根據工程實際需求，分析、理解整個系統設計的基本要求，確定系統框架。

3.1.1　功能要求

利用高清數碼相機取得導線的圖片，對該圖片進行處理，把架空導線當作懸垂鏈條，通過分析一段懸垂鏈的軌跡，模擬仿真出整段懸垂鏈軌跡，通過懸垂鏈軌跡計算出最大弧垂的系統。

3.1.2　系統框架

包含由高清數碼相機、圖片處理系統、懸垂鏈分析系統、數據接口等軟硬件組成的導線弧垂測量系統，滿足測量數字化、輸出標準化、通信網絡化特征，對一檔架空導線弧垂測量的數據測量裝置，并通過信道將數據傳送到服務器。

3.2　系統設計

3.2.1　算法設計

基于圖像處理的架空線弧垂實測系統的計算流程圖如圖3所示，包括圖像處理、參數提取和弧垂計算等內容。

先對目標圖片進行校正、濾波等預處理，然后邊緣檢測得到圖像像素坐標，提取獨立參數恢復完整曲線并計算弧垂值。

3.2.2　系統界面設計

基于MATALB /GUI開發弧垂系統界面。建立GUI的主要方式有兩種：第一種是直接通過程序編寫的方式產生對象，即利用uicontrol 、ui2contexmenu 等函數以編寫M文件的方式來開發整個GUI；第二種方式是直接通過MATALB的GUI編輯界面—GUIDE來建立GUI。本文采用第二種方法來開發軟件界面。

開發的弧垂實測系統界面如圖4所示。輸入數據包括拍攝的架空線圖片和相關測量數據，依次單擊“選擇圖片”、“數據輸入”，就可以得到輸出結果。

4　應用案例分析

采用高清相機拍攝檔距一定的架空線部分段圖像作為分析對象，如圖5所示。利用全站儀測量得到參數L、L1、L2和實際弧垂值，其值分別為L=120.699m，L1=11.248m，L2=16.902m,實測弧垂值為5.468m。整個計算流程如圖6至圖8所示。

運行弧垂實測系統，點擊“選擇圖片”按鈕，在彈出的對話框里選擇拍攝的圖片，如圖6所示；當“數據輸入”按鈕變為可用狀態時，點擊“數據輸入”，在彈出的對話框中輸入測量數據，就可以自動完成計算，如圖7所示；點擊“結果輸出”按鈕，得到計算結果，點擊“保存”按鈕可以方便將結果保存，如圖8所示。

由計算結果可以看出，計算的弧垂值為5.632m，與實測弧垂值5.483m對比，弧垂計算相對誤差為-2.716%，負值表示計算弧垂值大于實測弧垂值，能夠較好地滿足系統精度要求。

5　結論

以懸鏈線模型為基礎，通過部分線段圖像識別分析，提取部分段曲線的獨立狀態參數，還原完整電力線；避開導線應力、溫度、傳輸容量等影響，能對弧垂進行準確、直觀的測量。

基于Matlab GUI開發了一款實用的弧垂測量系統，建立友好的對話框式數據輸入界面，提升了數據錄入的便捷性，能夠自動完成弧垂計算、分析、保存和輸出等工作，既能滿足工程的精度要求，又能方便現場工作人員，提高了工作效率，降低了工作強度，易于推廣使用。

參考文獻

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［12］楊靖超.基于弧垂在線檢測的輸電線路動態增容技術[D].北京:華北電力大學,2006.

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第7篇：計算機視覺案例范文

【關鍵詞】循環程序設計；迭代法；高次方根

循環結構是結構化程序設計中三大基本結構之一，也是計算機程序設計語言教學的重點和難點之一[1]。循環結構通過重復執行一組操作，能夠把復雜的、不易直接求解的問題變換為操作簡單，易于處理的迭代求解問題。這也體現了解決數學問題時常常采用的化歸思想。

本文基于數值計算中采用迭代法求解二次方根的實例，對相應的問題和求解方法進行拓展，并通過理論分析和C語言編程實現，讓學生從深度和廣度上對迭代方法及其應用有更加深刻的理解和認識。

1、基本案例

為了求解 的值（2的算術平方根），數值計算[2]中采用經典的迭代方法：

令x= ，則有，

. （1）

由式（1）知，x的值可通過迭代方式求解，即

. （2）

經過多次迭代，可以計算出 的值。

計算科學的基本問題是能行性問題[3]。上述迭代方法具有可行性嗎？分析如下：

首先，式（2）中x的計算需要一個初值，通過不斷地迭代更新x的值。為了便于處理，不妨設初值為任意的正值。

情況1：當初值0

. （3）

不等式（3）說明，當0

進一步地，由代數不等式 知，

. （4）

等號成立當且僅當x= 。這說明小于 的初值經一次迭代后，產生的新x必然大于 。

情況2：當初值0 時，由式（1）的推導過程知，

. （5）

不等式（5）說明，當x> 時，式（2）的計算過程，即由 更新x，會產生比初值更小的新的x值。再由式（4）知，當x> 時，更新過程產生的x值不會小于 ；由于新的x值在逐漸縮小，說明最終會收斂至 。

上述分析說明，當初值0 時，更新過程使得x值逐漸變小，最終收斂于 。

上述過程也可由圖1進行可視化證明。當初值x< 時，由于 。假設 ，通過移項知，須 。由圖1知，此時曲線y=1/x的值大于直線y=x/2的上值。所以，假設成立，且產生了大于 的新值。當初值x> 時，類似的推導知，假設 ，須 。由圖1知，假設亦成立，且更新過程x總是不小于 。當x= 時，1/x+x/2=1/ + /2= ，得到最終的解x。證畢。

圖1 直線y=x/2和曲線y=1/x.

上述的證明過程說明，式（2）的迭代方法具有能行性，能夠計算 的值。

事實上，對于任意的正數p，令x= ，由式（1）的推導過程知，

. （6）

通過與求解 類似的推導過程知，式（7）能夠計算任意正數p的算術平方根，方法同樣具有能行性。

. （7）

教學意義：本節能夠讓學生加深理解由循環結構形成的迭代方法。采用迭代方法求解復雜的問題時，通過把問題分解為若干步驟，每步完成一個相對簡單的問題。由于這種化歸思想廣泛存在于數值計算或者科學計算之中，通過引導，能夠加深學生對迭代法的理解。

2、案例拓展

進一步地，對任意正數p的任意m（ 且為自然數）次方根，能夠通過上述方式求解 嗎？

首先，可考慮m=3時的情況。令x= ，則有x3=p。與式（1）類似，

. （8）

如何對式（8）進行類似于式（1）的改造，且使得產生的更新過程會收斂至 ，是構造相應迭代過程的關鍵。

事實上，代數不等式 是式（9）的特例，

. （9）

求解 的迭代過程最終會收斂到 本身，這是由于式（9）（n=2時）中不等式右端產生的最小值正好為 （也可參考圖1）。因此，在構造求解 的過程中，式（9）的右端需要直接產生 。由式（9）知，此時需要構造式（10）的形式，

. （10）

進一步地，由式（8）知，

. （11）

顯然，

. （12）

所以，式（13）可以用于迭代求解 ，

. （13）

相應的收斂性證明與 的情況類似，不再累贅。

進而，對任意不小于2的自然數m，對應的問題是求解x= ，則有xm=p。與式（1）和式（8）類似，

. （14）

由不等式（9）知，式（14）右端，即 ，具有最小值 。在實際的更新過程中，可采用式（15）的簡化形式，

. （15）

式（15）的收斂性證明如下：

情況1：當初值0

. （16）

說明經一次迭代更新，產生的新值x大于 。

情況2：當初值0 時，由式（14），（15）和式（16）知， ，說明此時由式（15）產生的新值x在逐漸變小，但不會小于 。該更新過程使得x趨向于 ，當x= 時，式（15）的迭代過程收斂。證畢。

上述推導過程說明，式（15）能夠用于迭代計算 。而且，平方根和立方根的求解是m=2和m=3時的特例。

教學意義：把求解平方根的問題，泛化到求解任意高次方根的問題，有助于引導學生深化思維。上節和本節的收斂性證明也能夠鍛煉學生運用數學知識解決問題的能力，提高理論水平；這一理論推導過程，也可以讓學生更加清楚上述迭代過程能夠求解高次方根的原因，有助于加深對計算科學中可行性問題的認識；本案例通過最基本的加減乘除運算解決了求高次方根的問題，從運算角度同樣體現了化歸思想；而且，該案例能夠讓學生更好地理解和運用循環結構解決實際問題。

在實際教學中，把求解平方根和立方根的情況推廣至任意高次方根的問題，可以作為課外作業，讓學生自行完成，以培養數學思維和動手能力。

3、程序實現

基于對 ， 和 的求解說明，本節給出相應的C語言算法（程序）描述。

求根的過程，不管p值大于1，或者小于1，根總有向1靠近的趨勢。這說明x的值可以簡單地初始化為1。為了加速程序的運行，我們也可以考慮其它的初始化方法。如，論文[4]給出了初始化的一個上界。

教學意義：通過程序實現，對于任意的正數p，Program 1 和Program 2分別能夠求解平方根和立方根，Program 3能夠直接求解任意的高次方根。對問題的深化思考有助于拓展學生的視野，激發學生的學習興趣，培養通過編程解決問題的能力和成就感。

4、小結

本文把迭代法求解平方根的案例，拓展到求解任意正數的不小于2的正整數次方根問題，分析了迭代求解的理論基礎，證明了迭代方法的收斂性，最終給出了C語言程序代碼。本文設計的教學案例在提升學生的學習能力，拓展學生的知識面，豐富教學內容方面具有多個優點：1）理解和掌握循環結構，2） 理解和運用數學不等式求解極值問題，3）鍛煉數學思維能力，培養科研型人才，4） 加深理解計算科學中的能行性問題。

參考文獻：

[1] 孫英，徐順瓊，李興美. C 語言中循環結構程序課的教學設計與探討.計算機教育 [J]， 2009，12：186-187.

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[3] 趙致琢.計算科學導論 [M]. 第3章第69頁. 北京： 科學出版社， 2004.

[4] 劉紅超， 陳惠汝.用迭代法計算預定精確度下的算術平方根 [J]. 黃岡師范學院學報， 2004， 24（3）： 24-26.

基金項目：

中國博士后科學基金（2011M501189）。

第8篇：計算機視覺案例范文

關鍵詞:計算機專業;綜合課程設計;研究性教學

隨著中國經濟的高速發展,科技進步和創新已經作為經濟社會發展的首要推動力量。社會對人才的要求也越來越高,培養懂技術、會思考、善于解決問題、勇于創新的本科生成為大學教育的重要目標。而作為計算機專業重要的實踐性環節之一的綜合課程設計,對于學生完成從學習到靈活應用知識,完成分析問題、解決問題和創新的飛躍,以及大四畢業設計高質量的順利完成,都起著承上啟下的重要作用。

1計算機專業綜合課程設計的目的

計算機專業的本科生,通常在二年級和三年級開始綜合課程設計。綜合課程設計與傳統的課程實驗或課程設計培養目標不盡相同[1-3],通過綜合課程設計需要達到以下目標。

首先,采用綜合課程設計來鞏固和加深學生對相關課程的基本知識理解和掌握,并拓展知識面,加強工程素質培養。雖然很多計算機專業的課程在開設過程中,有配套的實驗或課程設計環節,但大部分實驗都針對課程較具體的某個環節或算法,課程設計也主要完成本課程的配套綜合實驗[2-3]。而綜合課程設計,一般是具有一定綜合性的題目,以提高學生綜合應用和獨立設計能力為目的,所以它會涉及到多個知識點、多門課程或多個領域的綜合應用,需要學生對相關課程內容靈活掌握,并拓展現有的知識面,才能較好解決實際問題。

其次,綜合課程設計能夠培養學生正確的設計思想與方法、嚴謹的科學態度和良好的工作作風,也在一步步解決問題的過程中,樹立了學生解決問題的自信心。由于課程設計的綜合性,學生需要針對問題,仔細考慮解決問題的思路和過程,有計劃地實現每一個細節,從而逐步驗證所提出方法的可行性。同時,在實現的每個細節過程中,會涉及各種解決問題的工具和算法,而工具的應用和算法的實現,可以提高學生的基本技能,培養學生綜合運用所學知識的能力和基本工程素質。

而且,綜合課程設計的實現過程,可以很好地培養學生獲取信息和綜合處理信息的能力。這是因為很多問題的復雜性要求學生查閱大量資料,進一步鍛煉他們從這些資料中獲取有用信息的能力。同時,在思考和解決問題的過程中,也會涌現很多創新性的想法,提高學生的創新能力。

最后,在學生實現了既定的綜合課程設計題目后,課程設計報告也幫助學生掌握書寫綜合性文檔的能力。這些為學生高水平的完成大四畢業設計奠定了堅實的基礎。

從以上分析可以看出,綜合課程設計環節對于培養現代的、綜合能力強的、具有創新能力的大學生非常重要。然而,在實際的大學綜合課程設計中,也出現了一些問題。

2計算機專業課程設計的幾個問題

當前的綜合課程設計一般由教師提出課程設計題目,然后學生被動接受教師的課程設計題目,并和教師進行簡單的幾次溝通后就開始了課程設計。目前的課程設計很多是在課后完成,由于各種原因,教師和學生的交流時間和次數很有限。在這一過程中所反映出的問題如下:

首先,教師在課程設計中要為學生考慮綜合課程的題目,而這類題目的完成需要學生經過一定的努力才能實現。通常每個教師一次要輔導幾個學生,每個學生的題目都不相同,所以教師每年都需花較多時間考慮綜合課程設計題目。學生被動接受這些題目,并不一定是他們的興趣和強項。同時,綜合課程設計題目往往有一定的實用背景,學生往往缺乏對題目背景的理解,而導致研究方向偏離。

其次,在綜合課程設計的過程中,學生所面對的指導教師經常都是博士、教授,甚至是博導。很多學生擔心教師很忙,或自己問的問題過于簡單,受到教師的批評等,從而缺乏和教師交流的主動性。由于沒有解決問題的正確有效渠道,導致課程設計的質量不高,或根本達不到預期的目標。

最后,在課程設計完成后,由于每個學生的研究題目都不相同,學生之間的工作無法做客觀比較,其工作量和工作完成情況都由指導教師評價,沒有統一的評價指標,造成學生最終課程設計評分不盡客觀。而且每年學生課程設計的工作沒有延續性,后一屆學生和上一屆學生課程設計題目完全不同,即使相同也無法參考上一屆學生成功或失敗的經驗。

針對綜合課程設計在實踐過程中的這些問題,我們提出基于網絡技術構成的綜合課程設計新型探究型學習環境,并以教師引導為輔和學生探究學習為主的新型教學活動。

3計算機專業課程設計的探索和實踐

根據上述綜合課程設計中的各類問題,結合作者的研究方向和教學實際情況,以實例說明綜合課程設計的新思路。

首先,教師選擇的綜合課程設計題目應具有典型性、代表性,能夠涵蓋相關課程的眾多知識點,并且代表指導教師的專業方向,以及反映課程的重要內容和學科方向。由于教師所帶課程一般和自己的專業方向對口,這條一般可以做到。建議一位教師的綜合課程題目選擇3-6個,這些題目在一定時期內基本不改變,并在WEB網頁上。所有學生可以在這些題目中選擇自己感興趣的方向,規避不同學生不同題目的傳統方法。例如,指導教師的研究方向為增強現實、計算機視覺和多媒體通訊,主要所帶課程為數字圖像處理。那么綜合課程設計題目選擇為:特征檢測和匹配、圖像壓縮算法研究和視頻壓縮算法研究等。這些題目都是數字圖像處理領域很經典的一些研究方向,同時也處在不斷發展的過程中,因此,這類題目的研究既有針對性和挑戰性,又有很好的延續性。

其次,綜合課程設計題目在網上的同時,指導教師需要對每個題目任務有一個概要描述,并且給出這項工作的工程意義,以及當前這項工作所能達到的效果,從而使學生從總體上把握題目方向以及實現目標。如針對特征檢測和匹配課程設計題目,需要學生編寫代碼檢測圖像中的顯著特征,并且完成與其他圖像的特征匹配。同時,這些特征需要是平移、旋轉、尺度和亮度不變量。教師提供測試圖像集,學生實現自己的算法,通過ROC曲線和AUC指標評價算法性能,并根據不同圖像測試結果對學生排名。且進一步給出該題目的研究和實現意義,即特征檢測和匹配結果可以幫助實現圖像拼接、計算基礎矩陣和場景重建等。

第三,指導教師前期對學生綜合課程設計的輔導,不僅僅是給出題目和題目內容概要,更重要的是需給出解決問題的主要思路和方法。這樣使學生有的放矢,在統一的框架內,驗證和開發各種算法。如針對上述特征檢測和匹配綜合課程設計題目一般需要三個步驟解決問題:(1)特征檢測。通過一定算法的實現能夠識別圖像中顯著的特征點,如利用Harris算法檢測角點。(2)特征描述。有了這些特征點后,需要定義以特征點為中心的局部描述子,這個描述子對平移、旋轉、尺度和亮度為不變量,從而可以比較不同圖像之間的描述子,實現特征的匹配。如通過一個小的窗口,利用差的絕對值比較,簡單實現此描述子,能夠檢測平移下的不變量。為了實現更一般情況的不變量描述子,需要定義更完善的描述子,如SIFT。(3)特征匹配。有了每幀圖像的特征描述子,就可以通過它匹配特征點。對于一幀圖像的每個特征,可以在其它圖像中找到對應的匹配特征。這一部分主要設計如何測試不同圖像間的描述子。最簡單的辦法是通過計算描述子之間的距離,最小的距離則為匹配特征點。也可通過距離比方法,使用門限判斷匹配特征點。通過(1)～(3)步,基本給出了解決問題的總體思路框架,學生可以在這個框架下,使用各種現有的或創新的算法實現特征檢測和匹配。

第四,基于上述解決問題的整體思路框架,為了進一步規范學生在大框架下的代碼開發,可以給出整體的代碼框架。指導教師定義框架下的大模塊,規范調用接口,并給出類或函數實現的功能。學生基于接口和功能要求,提出每個功能模塊的解決思路,甚至一些開創性的算法,并加以實現。這種規范的代碼框架提高了代碼的可讀性,為其他學生學習不同算法和代碼提供了方便,使整體綜合課程設計有好的延續性。

第五,在學生實現了所有綜合課程設計題目的算法后,指導教師必須仔細而明確地給出學生測試結果的指標和方法。這個環節對于客觀準確評價學生工作,鼓勵學生創新和探究都非常重要。如在特征檢測和匹配中,要求學生使用指導教師提供的測試圖像集合和測試方法,給出ROC曲線,并計算ROC曲線下的面積和特征的正確匹配率等參數,從而所有學生都在統一的測試平臺和標準下評價算法的優缺點,激發了學生對新算法探究。同時,要使學生能夠從感性上觸摸到課題內容實質,有一個較高的研究開發起點,教師可以在代碼框架下給出最基本的算法實現,學生們學習基本的算法,并將開發出的新算法與最基本的算法比較。

第六,為了鼓勵學生的探究學習,凡是提出更好的算法或實現增強的功能,可以額外加分。如學生能夠證明自己的描述子是尺度或仿射不變量,通過統一測試平臺,測試的指標好于教師所給出的指標;在不同圖像的特征匹配中實現了實時匹配等,那么學生都可以獲得額外的綜合課程設計加分。

最后,將每年學生的綜合課程設計結果、評測和得分全都在網上,并基于學生的測試結果給出綜合成績排名。該措施可以促使大家相互監督,有效避免學生之間的抄襲,也保證了后續學生綜合課程設計的延續性,并在一定程度上提高了學生成績評定的客觀性和準確性。

4結語

實踐證明,基于網絡的新型綜合課程設計環境,以及規范化和標準化的綜合課程設計框架,可以避免學生在綜合課程設計中“孤身奮戰”,學生不但可以和教師交流,也可以和同項目組的學生做算法交流,還可以參閱以前學生的算法和實現結果,使學生們站在一個比較高的高度來分析問題和解決問題。這同傳統的被動接受指導教師的綜合課程設計題目并獨立完成完全不同,即學生往往因為對研究題目不感興趣,缺乏解決問題的渠道,或沒有一套客觀的結果評價指標,從而降低對自己的要求,使總體綜合課程設計的質量不高。

同時,在綜合課程設計中,教師給出項目的工程背景,學生可以根據自己的興趣選擇適合自己的題目,并依據工程應用背景衍生其它的研究和開發。比如很多學生選擇了特征檢測和匹配這個題目,在綜合課程設計完成后,又主動實現了和此題目相關的計算機視覺算法,并開發了相應的應用程序如全景圖像拼接軟件等。這些不但提高了綜合課程設計水準,也為畢業設計打下了堅實的基礎。

綜上,通過基于網絡技術構成開放的新型綜合課程設計探究學習環境,以及為綜合課程設計題目提供的解決問題框架、代碼框架和統一測試方法,學生們可以隨時借鑒、參閱已有成果,客觀評價自己算法。同時,也可以進一步掌握科學分析問題、解決問題的方法和思路,提高自己的創新能力,培養嚴謹的科學態度和良好的工作作風。最后,此綜合課程設計的實施方案與當前高等教育所提出的研究型教學思路相吻合,提高了教師的工作效率和學生綜合課程設計的質量水平。

參考文獻:

[1] 王艷紅,章小莉,姜湘崗. 在數據庫課程設計中培養學生項目開發能力[J]. 計算機教育,2009(13):91-94.

[2] 王培容,黃麗雯.《微機原理》課程設計的教學探討[J]. 計算機與信息技術,2009(3):109-110.

[3] 龐曉瓊. 案例驅動的數據結構課程設計教學改革實踐[J]. 計算機教育, 2009(1):53-56.

Exploration and Practice on Integrative Course Design for Computer Science Major

SHEN Jie

(School of Computer Science and Engineering, University of Electronic Science and

Technology of China, Chengdu 610054, China)

第9篇：計算機視覺案例范文

1 符號計算

計算機最主要的用途之一就是科學計算,科學計算可分為兩類:一類是純數值的計算,例如求函數的值,方程的數值解,比如天氣預報、油藏模擬、航天等領 域;。另一類是符號計算,又稱代數運算,這是一種智能化的計算,處理的是符號。符號可以代表整數、有理數、實數和復數,也可以代表多項式,函數,集合 等。。長期以來,人們一直盼望有一個可以進行符號計算的計算機軟件系統。。早在50年代末,人們就開始對此研究。。進入80年代后,隨著計算機的普及和人 工智能的發展,相繼出現了多種功能齊全的計算機代數系統軟件,其中Mathematica和Maple是它們的代表，由于它們都是用C語言寫成的,所以可 以在絕大多數計算機上使用。。Mathematica是第一個將符號運算,數值計算和圖形顯示很好地結合在一起的數學軟件,用戶能夠方便地用它進行多種形 式的數學處理。

計算機代數系統的優越性主要在于它能夠進行大規模的代數運算。。通常我們用筆和紙進行代數運算只能處理符號較少的算式,當算式的符號上升到百位數 后,手工計算就很困難了,這時用計算機代數系統進行運算就可以做到準確,快捷,有效。。 現在符號計算軟件有一些共同的特點就是在可以進行符號運算、數值計算和圖形顯示等同時,還具有高效的可編程功能。在操作界面上一般都支持交互式處理,人們 通過鍵盤輸入命令,計算機處理后即顯示結果。并且人機界面友好,命令輸入方便靈活,很容易尋求幫助。

盡管計算機代數系統在代替人繁瑣的符號運算上有著無比的優越性,但是,計算機畢竟是機器,它只能執行人們給它的指令，有一定的局限性。首先,多數計 算機代數系統對計算機硬件有較高的要求,在進行符號運算時,通常需要很大的內存和較長的計算時間,而精確的代數運算以時間和空間為代價的。第二個問題是用 計算機代數系統進行數值計算,雖然計算精度可以到任意位,但由于計算機代數系統是用軟件本身浮點運算代替硬件算術運算,所以在速度要比用Fortran語 言算同樣的問題慢百倍甚至千倍。另外,雖然計算機代數系統包含大量的數學知識,但這僅僅是數學中的一小部分,目前仍有許多數學領域未能被計算機代數系統涉 及。計算機代數系統仍在不斷地發展、完善之中。

2 模式識別

       

模式識別就是通過計算機用數學技術方法來研究模式的自動處理和判讀。這里,我們把環境與客體統稱為“模式”,隨著計算機技術的發展，人類有可能研究 復雜的信息處理過程。用計算機實現模式（文字、聲音、人物、物體等）的自動識別，是開發智能機器的一個最關鍵的突破口，也為人類認識自身智能提供線索。信 息處理過程的一個重要形式是生命體對環境及客體的識別。對人類來說，特別重要的是對光學信息（通過視覺器官來獲得）和聲學信息（通過聽覺器官來獲得）的識 別。這是模式識別的兩個重要方面。市場上可見到的代表性產品有光學字符識別系統 (Optical Character Recognition，OCR)、語音識別系統等。

 計算機識別的顯著特點是速度快、準確性和效率高。識別過程與人類的學習過程相似。

以“漢字識別”為例：首先將漢字圖象進行處理，抽取主要表達特征并將其特征與漢字的代碼存在計算機中。就象把老師教我們這個字叫什么、如何寫的知識 記憶在大腦中。這一過程叫做“訓練”。識別過程就是將輸入的漢字圖像經處理后與計算機中所保存的全部漢字進行比較，找出最相近的字作為識別結果,這一過程 叫做“匹配”。

語音識別就是讓計算機能聽懂人說的話，一個重要的例子就是七國語言（英、日、意、韓、法、德、中）口語自動翻譯系統。其中，中文部分的實驗平臺設立 在中國科學院自動化所的模式識別國家重點實驗室，這是口語翻譯研究跨入世界領先水平的標志。該系統實現后，人們出國預定旅館、購買機票、在餐館對話和兌換 外幣時，只要利用電話網絡和國際互聯網，就可用手機、電話等與“老外”通話。    

指紋是人體的一個重要特征，具有唯一性。北京大學有關專家對數字圖像的離散幾何性質進行了深入研究，建立了從指紋灰度圖像精確計算紋線局部方向、進 而提取指紋特征信息的理論與算法，隨后研究成功了適于民用身份鑒定的全自動指紋鑒定系統，以及適于公安刑事偵破的指紋鑒定系統。從而開創了我國指紋自動識 別系統應用的先河。北大指紋自動識別系統的推出，使我國公安干警從指紋查對的繁重人工處理中解放出來。浙江省從1997年開始使用北大指紋自動識別系統， 采取省地（市）二級建庫、省地（市）縣三級查詢的方式，形成了獨特的“浙江模式”。省公安廳現已建立了100多萬人的指紋庫，是目前國內的第二大庫。在 100多萬人的指紋庫中，檢索一枚現場指紋僅需4分鐘左右。2000年浙江省用指紋自動識別系統直接破案3063起，連帶破案12000多起。破案率為全 國第一，并遙遙領先于國內其它指紋識別系統，被公安部樹為指紋系統建設應用樣板。

這里介紹一個綜合應用的例子，一汽集團公司與國防科技大學最近合作研制成功“紅旗轎車自主駕駛系統”（即無人駕駛系統），它標志著我國研制高速智能 汽車的能力已達到當今世界先進水平。汽車自主駕駛技術是集模式識別、智能控制、計算機學和汽車操縱動力學等多門學科于一體的綜合性技術，代表著一個國家控 制技術的水平。紅旗車自主駕駛系統采用計算機視覺導航方式，并采用仿人控制，實現了對紅旗車的操縱控制。首先，攝像機將車前方的道路和車輛行駛情況輸入到 圖像處理和圖像識別系統。該系統識別出道路狀況、前方車輛的相對距離和相對車速。接著，路徑規劃系統根據這些信息規劃出一條合適路徑，即決定如何開車。然 后，路徑跟蹤系統根據需跟蹤的路徑，結合車輛行駛狀態參數和車輛駕駛動力學約束，形成控制命令，控制方向盤和油門開啟機構產生相應動作，使汽車按照規劃好 的路徑前進，即按自主駕駛系統的規劃路徑前進。

3 專家系統

專家系統是一種模擬人類專家解決領域問題的計算機程序系統。專家系統內部含有大量的某個領域的專家水平的知識與經驗，能夠運用人類專家的知識和解決 問題的方法進行推理和判斷，模擬人類專家的決策過程，來解決該領域的復雜問題。專家系統是人工智能應用研究最活躍和最廣泛的應用領域之一,涉及到社會各個 方面，各種專家系統已遍布各個專業領域，取得很大的成功。根據專家系統處理的問題的類型，把專家系統分為解釋型、診斷型、調試型、維修型、教育型、預測 型、規劃型、設計型和控制型等10種類型。具體應用就很多了，例如血液凝結疾病診斷系統、電話電纜維護專家系統、花布圖案設計和花布印染專家系統等等。

為了實現專家系統，必須要存儲有該專門領域中經過事先總結、分析并按某種模式表示的專家知識(組成知識庫)，以及擁有類似于領域專家解決實際問題的 推理機制(構成推理機)。系統能對輸入信息進行處理，并運用知識進行推理，做出決策和判斷，其解決問題的水平達到或接近專家的水平，因此能起到專家或專家 助手的作用。

開發專家系統的關鍵是表示和運用專家知識，即來自領域專家的己被證明對解決有關領域內的典型問題有用的事實和過程。目前，專家系統主要采用基于規則 的知識表示和推理技術。由于領域的知識更多是不精確或不確定的，因此，不確定的知識表示與知識推理是專家系統開發與研究的重要課題。此外，專家系統開發工 具的研制發展也很迅速，這對擴大專家系統的應用范圍，加快專家系統的開發過程，將起到積極地促進作用。隨著計算機科學技術整體水平的提高，分布式專家系 統、協同式專家系統等新一代專家系統的研究也發展很快。在新一代專家系統中，不但采用基于規則的推理方法，而且采用了諸如人工神經網絡的方法與技術。

4 機器翻譯

機器翻譯是利用計算機把一種自然語言轉變成另一種自然語言的過程，用以完成這一過程的軟件系統叫做機器翻譯系統。幾十年來，國內外許多專家、學者為 機器翻譯的研究付出了大量的心血和汗水。雖然至今還沒有一個實用、全面、高質量的自動翻譯系統出現，不過也取得了很大的進展，特別是作為人們的輔助翻譯工 具，機器翻譯已經得到大多數人的認可。目前，國內的機器翻譯軟件不下百種，根據這些軟件的翻譯特點，大致可以分為三大類：詞典翻譯類、漢化翻譯類和專業翻 譯類。詞典類翻譯軟件代表是“金山詞霸”了，堪稱是多快好省的電子詞典，它可以迅速查詢英文單詞或詞組的詞義，并提供單詞的發音，為用戶了解單詞或詞組含 義提供了極大的便利。漢化翻譯軟件的典型代表是“東方快車2000”，它首先提出了“智能漢化”的概念，使翻譯軟件的輔助翻譯作用更加明顯。以“譯星”、 “雅信譯霸”為代表的專業翻譯系統，是面對專業或行業用戶的翻譯軟件，但其專業翻譯的質量與人們的實用性還有不少差距，有人評價說“滿篇英文難不住，滿篇 中文看不懂”，該說法雖然比較極端，但機譯譯文的質量確實卻一直是個老大難問題。這里，我們不妨對現有的機譯和人譯過程作一比較，從中可以看出一些原因。

    機器翻譯：

    1.一句一句處理，上下文缺乏聯系；

    2.對源語言的分析只是求解句法關系，完全不是意義上的理解；

    3.缺乏領域知識，從計算機到醫學，從化工到法律都通用，就換專業詞典；

    4.譯文轉換是基于源語言的句法結構的，受源語言的句法結構的束縛；

    5.翻譯只是句法結構的和詞匯的機械對應。

    人工翻譯：

    1.一般會先通讀全文，會前后照應；

    2.對源語言是求得意義上的理解；

    3.只有專業翻譯人員，而沒有萬能翻譯人員；

    4.譯文是基于他對源語言的理解，不受源語言的句法結構的束縛；

    5.翻譯是一個再創造的過程。

在目前的情況下，計算機輔助翻譯應該是一個比較好的實際選擇。事實上，在很多領域中，計算機輔助人類工作的方式已經得到了廣泛的應用，例如CAD軟 件。如果計算機輔助技術用于語言的翻譯研究，應該同樣可以起到很大的輔助作用，這就是所謂的“計算機輔助翻譯”。它集機器記憶式翻譯、語法分析式翻譯和人 際交互式翻譯為一體，把翻譯過程中機械、重復、瑣碎的工作交給計算機來完成。這樣，翻譯者只需將精力集中在創造性的思考上，有利于工作效率的提高。

機器翻譯研究歸根結底是一個知識處理問題，它涉及到有關語言內的知識、語言間的知識、以及語言外的世界知識，其中包括常識和相關領域的專門知識。隨 著因特網的普及與發展，機器翻譯的應用前景十分廣闊。作為人類探索自己智能和操作知識的機制的窗口，機器翻譯的研究與應用將更加誘人。國際上有關專家分析 認為機器翻譯要想達到類似人工翻譯一樣的流暢程度，至少還要經歷15年時間的持續研究，但在人類對語言研究還沒有清楚“人腦是如何進行語言的模糊識別和判 斷”的情況下，機器翻譯要想達到100%的準確率是不可能的。

5 人工智能思想的應用：在家里尋找外星人

人工智能的基本思想已經在許多領域中得到了應用，“在家里尋找外星人”（SETI@home）項目就是利用人工智能的神經網絡和網格計算思想的一個成功案例。SETI@home是Search for Extra Terrestrial Intelligence at Home的縮寫，意為：在家里尋找外星文明。該項目由美國行星學會和美國加州大學伯克利分校于1999年5月17日開始啟動，它利用特定的PC機屏幕保護 程序，來調用全球上網的個人計算機的閑置能力，分析世界上最大的射電望遠鏡獲得的數據，幫助科學家探索外星生物。其計算模式的實質就是網格計算。

SETI@home項目的大致流程是這樣的：

1.政府或者研究部門將一項需要巨大運算量的任務以程序和數據的形式提交給服務器。

2.服務器將數據和程序代碼分成更小的部分，也稱“子任務”。

3.在志愿者的PC機上安裝一種特殊的客戶程序（事實上是一個屏幕保護程序），它能自動同服務器聯絡，自動下載和處理子任務。

4.子任務處理完后的結果被送回服務器。然后，客戶程序下載新的子任務，繼續處理。

5.一旦所有的子任務處理完畢，服務器就將各種結果匯總，生成最后的報告，并把最終結果發回提交人。