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[關(guān)鍵詞]石材大板；輪廓提??；圖像處理

中圖分類號：TU521.2 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）21-0230-02

1、 引言

圖像處理是在線測量系統(tǒng)中很重要的一部分，本文就是利用圖像處理技術(shù)提取石材大板的輪廓信息，然后利用其目標點的間距最終求得石材大板尺寸。本文對圖像處理的相關(guān)算法進行研究，提取石材大板的輪廓信息，最終計算其尺寸。提取過程主要包括圖像預(yù)處理和圖像分割兩部分。圖像處理過程如圖1所示。

2、圖像處理

2.1 圖像預(yù)處理

通過CCD攝像機獲取的石材大板圖像在其傳輸、接收和處理的過程中，由于受多種因素的影響，如系統(tǒng)噪聲、曝光不足或過量、傳輸過程中的誤差以及人為因素等等，均會對石材大板圖像產(chǎn)生一定的噪聲干擾。噪聲會惡化圖像質(zhì)量，有時會使提取的信息減少甚至淹沒某些有用特征，給分析帶來困難。因此，對圖像進行預(yù)處理是非常必要的，這樣可以去除噪聲，使其更接近真實圖像，更有利于對石材大板圖像進行后續(xù)處理。圖像預(yù)處理主要包括濾波和增強。

2.1.1 圖像灰度化

圖像的灰度化是圖像增強處理技術(shù)中一種非?；?、直接的圖像處理方法。圖像的增強用于調(diào)整圖像的對比度，為了獲得對后續(xù)計算機處理、分析過程更有利的圖像，需要對采集的原始圖像進行圖像增強，從而淡化背景，消除噪聲干擾，提高對比度，突出圖像中的重要細節(jié)[1]。

本文采用的是加權(quán)平均值法：R=G=B=aR+bG+cB?？紤]到圖像的合理性，取a=0.11，b=0.59，c=0.30，即采用公式（1）進行灰度轉(zhuǎn)換：

其中：為轉(zhuǎn)換后的灰度圖像在點處的灰度值；、和分別為彩色圖像在點處的紅色分量值、綠色分量值和藍色分量值。

在OpenCV函數(shù)庫中，圖像的灰度化可以通過cvCvtColor（const CvArr* src，CvArr* dst，int code）函數(shù)實現(xiàn)，其中src為原彩色圖像，dst為處理后的圖像，code為色彩空間轉(zhuǎn)換方式，在這里code定義為CV_RGB2GRAY。彩色石材大板圖像經(jīng)過式（1）轉(zhuǎn)換后，變成灰度圖像。圖2所示為4個彩色石材圖像灰度化后的結(jié)果。

2.1.2 圖像平滑

圖像的平滑處理技術(shù)即圖像的去噪聲處理，它是將輸入的圖像進行濾波去除噪聲。圖像平滑一是平滑非邊緣區(qū)域，二是使圖像邊緣得到保護。一個較好的平滑方法應(yīng)該是既能消掉這些噪聲效應(yīng)又不使圖像的邊緣輪廓和線條模糊。在濾波方法中，最常用的有均值濾波和中值濾波兩種，本文采用此兩種方法分別對石材大板平滑處理，效果如圖3所示。

這里僅選取了其中的一幅圖像進行處理。從圖中可以看出均值濾波和中值濾波對含有高斯噪聲的圖像都能夠有效地抑制噪聲的干擾，對含有椒鹽噪聲的圖像也能抑制部分噪聲。但通過比較明顯可以看出，，中值濾波在椒鹽噪聲處理方面的能力是均值濾波無法比擬的，因此，本文采用中值濾波對圖像進行濾波去噪。

2.2 圖像分割與邊緣檢測

圖像分割是圖像處理和計算機視覺中基本而關(guān)鍵的技術(shù)之一，其目的就是將目標物體與背景分離開來，為后續(xù)的處理提供堅實的基礎(chǔ)。圖像分割的方法主要包括閾值法、邊緣檢測法、區(qū)域跟蹤法等。本論文采用的是邊緣檢測法。

2.2.1 邊緣檢測

檢測石材大板邊緣是其輪廓提取的基礎(chǔ)。邊緣檢測實現(xiàn)的難點在于邊緣檢測的精度和抗噪聲的能力。邊緣檢測有很多算法，例如Roberts算子、Sobel算子、Prewitt算子、拉普拉斯算子等[2]。

（1）Roberts算子

Roberts算子采用的是對角方向相鄰的兩個像素之差。從圖像處理的實際效果來看，邊緣定位準，對噪聲敏感。Roberts算子是一種利用局部差分算子尋找邊緣的算子，該算子對具有陡峭邊緣且含噪聲少的圖像效果較好。

（2）Sobel算子

Sobel邊緣檢測算子是先做加權(quán)平均，再微分，然后求梯度。以下兩個卷積核形成了Sobel邊緣檢測算子，圖中的每個點都用這兩個核做卷積，其中一個對垂直邊緣影響最大，而另一個對水平邊緣影響最大。邊緣檢測算子的中心與中心像素相對應(yīng)，進行卷積運算。兩個卷積核的最大值作為該點的輸出位。運算結(jié)果是一幅邊緣幅度圖像。在邊沿檢測中，Sobel算子對于像素的位置的影響做了加權(quán)，加權(quán)平均邊寬2像素，因此效果更好。Sobel算子都對噪聲具有很好的抑制能力，但仍然不能完全排除檢測出來的邊緣中存在虛假邊緣的情況。

（3）Prewitt算子

Prewitt算子與Sobel算子基本相同，只是沒有加權(quán)，所有系數(shù)全為1。Prewitt算子產(chǎn)生一幅邊緣強度圖像。

（4）拉普拉斯算子

拉普拉斯（Laplacian）算子是一種二階導(dǎo)數(shù)算子，對一個連續(xù)函數(shù)， Laplacian算子是不依賴于邊緣方向的二階微分算子，對圖像中的階躍型邊緣點定位準確。該算子對噪聲非常敏感，它使噪聲成分得到加強。這兩個特性使得該算子容易丟失一部分邊緣的方向信息，造成一些不連續(xù)的檢測邊緣，同時抗噪聲能力比較差。

圖4為不同邊緣檢測算子對石材大板邊緣進行檢測的結(jié)果。

從圖4中可以看出，不同的邊緣檢測算法應(yīng)用到石材大板圖像上會有不同的檢測效果，通過比較可以發(fā)現(xiàn)Sobel和Prewitt算子的處理效果相對較好。經(jīng)多次試驗比較，而且由于Sobel算子對于水平和垂直邊緣的檢測有更好的效果，因此效果相對較好。

2.2.2 圖像二值化

圖像的二值化處理就是將圖像上每點的灰度值變?yōu)?或者255，也就是將整個圖像呈現(xiàn)出明顯的黑白效果。在數(shù)字圖像處理中，二值化是一種簡單有效的方法。設(shè)定某一閾值，可以用將圖像的數(shù)據(jù)分成兩部分：大于的像素群和小于的像素群。因此圖像二值化可按公式（5）進行：

式中，是原始圖像中位于處像素的灰度；是二值化后該處的像素值，它只能取0或1。

圖5所示為用二值化方法提取的石材大板輪廓，通過這組圖像處理過程我們可以發(fā)現(xiàn)，這類提取石材輪廓的方法適用于石材大板和圖像背景圖案有很大的區(qū)別的圖像，而且我們也可以看出這種方法的提取效果很好。

2.2.3 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理

數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)（Mathematical Morphology）是由一組形態(tài)學(xué)的代數(shù)運算子組成的，它的基本運算有4個：膨脹（或擴張）、腐蝕（或侵蝕）、開啟和閉合，它們在二值圖像和灰度圖像中各有特點。數(shù)字圖像處理中的形態(tài)學(xué)處理是指將數(shù)字形態(tài)學(xué)作為工具從圖像中提取對于表達和描繪區(qū)域形狀有用處的圖像分量，比如邊界、骨架以及凸殼，還包括用于預(yù)處理或后處理的形態(tài)學(xué)過濾、細化和修剪等[3]。

本文采用的是閉運算，先膨脹，反復(fù)膨脹后得到需要的狀態(tài)，如圖6（2）所示。很明顯邊界得到了擴張，于是逐步進行腐蝕，以恢復(fù)原始邊界，如圖6（3）所示。最后提取石材大板輪廓，如圖6（4）所示。輪廓提取是接下來計算石材大板尺寸的基礎(chǔ)，最終實現(xiàn)在線測量尺寸。

3、結(jié)論

本文介紹了石材大板在線測量系統(tǒng)的重要階段，先后介紹了圖像的灰度化處理、平滑處理、二值化、圖像分割和數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理的相關(guān)原理及算法，提取了石材大板的邊緣輪廓信息。本文的設(shè)計為石材領(lǐng)域的發(fā)展提供了一個創(chuàng)新點，將其應(yīng)用到現(xiàn)有石材加工設(shè)備上可以實現(xiàn)石材加工自動化水平，解決了國內(nèi)石材企業(yè)針對不規(guī)則外型的石材大板不能進行實時測量的困擾，提高了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。

課題來源：沈陽城市建設(shè)學(xué)院科研發(fā)展基金“基于計算機視覺技術(shù)的石材大板在線測量系統(tǒng)研究”，項目編號：XKJ2015001

參考文獻

[1]Rafael C. Gonzalez， Richard E. Woods， Steven L. Eddins.Digital image processing[M]. 3rd ed. Englewood Cliffs， NJ： Pearson Prentice Hall， 2012.

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關(guān)鍵詞：計算機視覺；課程創(chuàng)新；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）20-0118-02

計算機視覺課程是人工智能學(xué)科的分支學(xué)科，對互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展有著重要的推進作用。隨著時代的飛速變遷，越來越多的學(xué)生對這一領(lǐng)域產(chǎn)生了濃厚的興趣，計算機視覺課程在信息專業(yè)中也開始占據(jù)重要的地位。如何讓學(xué)生對這門課程保持長久的興趣，如何培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力和實踐能力，是當前高校應(yīng)該考慮的問題。經(jīng)過近幾年的教學(xué)實踐后，很多高校已經(jīng)逐步確定了通過實際應(yīng)用培養(yǎng)學(xué)生興趣的教學(xué)方法，在滿足學(xué)生對計算機視覺應(yīng)用需求的同時，加深了學(xué)生對理論知識的理解，這已經(jīng)成為了當前高校計算機視覺課程教學(xué)的重要模式。

一、計算機視覺課程的特點

近年來，隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，計算機視覺的應(yīng)用也越來越廣泛，成為了信息相關(guān)專業(yè)學(xué)生的一門必修課。計算機視覺課程涉及眾多領(lǐng)域，包括人工智能與模式識別、應(yīng)用數(shù)學(xué)等，其覆蓋范圍廣，綜合性較強。具體來說，計算機視覺課程有以下幾個特點：一是內(nèi)容廣泛，理論抽象。計算機視覺是一門新技術(shù)，隨著時代的變遷，互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)的更新日新月異，這就使得課程內(nèi)容的更新過快，內(nèi)容廣泛，教師很難在第一時間向?qū)W生輸送所有的課程知識。二是計算機視覺課程涉及多個學(xué)科領(lǐng)域，并且所涉及的領(lǐng)域知識內(nèi)容復(fù)雜，表達抽象，這對學(xué)生的學(xué)習(xí)來說是一個較大的障礙。三是實踐性強。計算機視覺課程的知識內(nèi)容來源于各種專業(yè)不同的領(lǐng)域，操作性極強，學(xué)生只有在具有一定的工程項目綜合能力后，才能進行計算機視覺應(yīng)用和操作。

二、計算機視覺與計算機圖形學(xué)、數(shù)字圖像處理之間的聯(lián)系和區(qū)別

1.計算機視覺與計算機圖形學(xué)的聯(lián)系與區(qū)別。計算機視覺一般輸入的都是圖像或圖像序列，其輸入資料主要來自usb攝像頭或是相機。經(jīng)過處理后，計算機視覺輸出的是對圖像序列和圖像對應(yīng)的對真實世界的一種理解，在這一方面，計算機視覺有識別車牌、人臉的作用。而計算機圖形學(xué)則是一種對虛擬場景的描述。它一般是由多個多邊性數(shù)組組成，每個多邊性有三個頂點，輸出的是二維像素數(shù)組。在增強現(xiàn)實的應(yīng)用中，人們不僅需要用計算機視覺來提高對物體識別和姿態(tài)獲取的效率，還需要用到計算機圖形學(xué)對虛擬三維物體的疊加方法。

2.計算機視覺與數(shù)字圖像處理的聯(lián)系和區(qū)別。首先，計算機視覺與數(shù)字圖像處理之間的聯(lián)系在于數(shù)字圖像處理是計算機視覺處理的基礎(chǔ)，而計算機視覺的研究成果也可以作為數(shù)字處理的素材。其次，計算機視覺與數(shù)字圖像處理之間的區(qū)別在于圖形是一種純數(shù)字化、矢量的單位，而圖像則不僅包括圖形，有時還包括來自現(xiàn)實世界的信號，并且圖形的處理不是一種簡單的堆積，計算機視覺的處理要從圖像中找到一些統(tǒng)計數(shù)據(jù)和信息，并做進一步的數(shù)據(jù)分析。

三、高校計算機視覺課程教學(xué)的創(chuàng)新策略

1.以工程應(yīng)用為導(dǎo)向的課程內(nèi)容。鑒于學(xué)習(xí)本課程的學(xué)生在畢業(yè)之后多數(shù)會進入相關(guān)工程企業(yè)或者研究院工作，因此，在對學(xué)生進行培養(yǎng)時，高校一方面要考慮到學(xué)生的知識接受度，另一方面要設(shè)置以工程應(yīng)用為導(dǎo)向的課程內(nèi)容，幫助學(xué)生更好的進入企業(yè)或研究院開展工作。高校在進行計算機視覺課程教學(xué)創(chuàng)新時，首先要創(chuàng)新課程教材，摒棄以往枯燥的理論書籍，多選取一些實踐性和應(yīng)用性強的教材?？紤]到國內(nèi)教材的滯后性和學(xué)生基礎(chǔ)的薄弱性，高校應(yīng)該選擇以下兩本書作為學(xué)生的專用教材：一本是我國著名教授賈云得編纂的《機器學(xué)習(xí)》，這部教材深刻體現(xiàn)了時展的教學(xué)要求，書中不僅詳細講述了計算機視覺中的一些基本知識，包括計算機視覺的基本概念、算法及其應(yīng)用，還有一些經(jīng)典的數(shù)字圖像處理方法和視覺應(yīng)用分析，對學(xué)生了解基礎(chǔ)知識和實踐內(nèi)容有著重要的意義；另外一本是國內(nèi)外十分推崇的計算機視覺著作，它是美國教授Richard Szeliski教授的作品。該書在2010年出版，獲得了眾多業(yè)界人士的好評。Richard Szeliski教授是華盛頓大學(xué)的兼職教授，也是微軟研究院交互視覺與多媒體的主任，他對計算機視覺的發(fā)展和未來走向十分清楚，也深刻了解產(chǎn)業(yè)界和大學(xué)需要什么樣的計算機視覺課程教材。因此，這本教材面向應(yīng)用，與當今最新的科技成果緊密相連，綜合論述了計算機視覺在各個領(lǐng)域的發(fā)展，展示了計算機視覺的最新研究成果和未來的發(fā)展趨勢。此外，本書中還有詳細的國外研究案例和更加深入的應(yīng)用案例，適合學(xué)生開展探究性學(xué)習(xí)。兩本教材都是遵循以工程應(yīng)用為導(dǎo)向的原則，對學(xué)生開放性思維的培養(yǎng)有著重要的意義。

2.面向科技最新成果的課程定位。計算機視覺是一門新技術(shù)，科技創(chuàng)新是其發(fā)展的原動力，因此，高校在進行課程安排時，應(yīng)該將當今計算機視覺領(lǐng)域的重要的科技成果作為計算機課程的基本教學(xué)內(nèi)容。要想以科技最新成果定位計算機視覺課程，高校要做到以下兩個方面：（1）選取涵蓋最新成果的教材?？紤]到不同學(xué)生的數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)不一的問題，學(xué)?？梢栽谡n程中補充一些有關(guān)數(shù)字圖像處理的基礎(chǔ)內(nèi)容。在選擇教材內(nèi)容時，計算機視覺課程的內(nèi)容應(yīng)該包括數(shù)字圖像處理、視覺學(xué)習(xí)和模式識別這三大部分。數(shù)字圖像處理是視覺課程的基礎(chǔ)內(nèi)容，主要向?qū)W生介紹數(shù)字圖像處理和計算機視覺所涉及的一些基礎(chǔ)知識，包括圖像的分割和檢測、圖像濾波的處理等。數(shù)字圖像處理是整個計算機課程學(xué)習(xí)的重要基礎(chǔ)內(nèi)容，其課時可占總課時的二分之一。其次，視覺部分是近幾年來計算機視覺的最新科技成果，內(nèi)容主要包括攝像機的幾何設(shè)定和計算機攝影機的序列處理等。作為最前沿的科技領(lǐng)域，視覺部分將會是該課程后期的重點內(nèi)容，與實踐作業(yè)緊密結(jié)合。而模式識別則更多的是新技術(shù)的一種工程應(yīng)用，學(xué)生會更多的涉及到實踐操作，更好的培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。（2）強化學(xué)生自學(xué)和調(diào)研能力。課程調(diào)研和實踐是信息專業(yè)學(xué)生強化能力的重要方法之一，高?？梢栽谡n程項目中引入新技術(shù)的探究，在使課程在具有基礎(chǔ)性、研究性的同時，具有一定的前沿性，還能讓學(xué)生在第一時間了解到最新的科技成果和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)。在課程調(diào)研和實踐中，高校必須要強化學(xué)生的自學(xué)和調(diào)研能力，在調(diào)研時給每一個小組安排一位高年級研究生作為指導(dǎo)，每組學(xué)生獨立完成任務(wù)，高年級研究生只做引導(dǎo)和輔助的作用。學(xué)生在自我設(shè)置調(diào)研程序，查找資料，理解和熟悉相關(guān)程序的時候，能夠更加掌握最新科技成果的內(nèi)容，同時還提高了學(xué)生的自學(xué)能力和團隊協(xié)作能力。

3.工程實踐化的教學(xué)形式。工程項目綜合能力是信息專業(yè)的學(xué)生必須具備的素質(zhì)之一，因此在計算機視覺課程的教學(xué)過程中，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力是教學(xué)目標之一。高?？梢圆扇∫韵聝煞N方法：（1）選取適當?shù)墓こ虒嵗τ谛畔I(yè)的學(xué)生而言，計算機視覺課程各個獨立的算法和方法較多，彼此沒有過多的聯(lián)系。這對學(xué)生來說過于抽象，不易理解，因此教師不應(yīng)當僅僅限于知識的傳授，還應(yīng)該選取一些適當?shù)墓こ虒嵗?，將知識體系串聯(lián)在一起，加深學(xué)會對教學(xué)內(nèi)容的理解，從而達到良好的教學(xué)效果。例如，在教學(xué)過程中，教師可以著重介紹手機制造的例子。手機是現(xiàn)在學(xué)生十分熟悉的產(chǎn)品，用手機舉例更加貼近學(xué)生的生活，教師可以詳細介紹手機鍵盤和主板的制造過程，并在這一過程中將所學(xué)的算法和理論融合進去，加深學(xué)生對知識的理解。其次，教師在手機講解時，還可以引導(dǎo)學(xué)生思考類似的產(chǎn)品制造，從而引出數(shù)碼相機的制造原理，和學(xué)生一起探討其制造算法。這種做法不僅可以幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，還可以讓學(xué)生拓寬思路，發(fā)散思維，不斷創(chuàng)新計算機視覺領(lǐng)域。（2）選擇合適的實際應(yīng)用。計算機視覺課程是一門實踐性和操作性極強的學(xué)科，因此，為了學(xué)生更好的學(xué)習(xí)，教師要將理論工程實踐化，選擇合適的實際應(yīng)用來提高學(xué)生的實踐能力。教師可以安排學(xué)生進入手機制造廠房，給學(xué)生上一堂別開生面的實踐課，詳細介紹每個制造流程，并向?qū)W生不斷拋出與課程有關(guān)的問題，引發(fā)學(xué)生的思考，比如選擇什么樣的模板匹配法可以更為簡單。學(xué)生在不斷的解答和提問中，對學(xué)科知識的了解也會逐步加深。其次，高校可以建立專門的實訓(xùn)基地，學(xué)生可以在基地里實踐操作，將理論轉(zhuǎn)化為實物，親自嘗試做出模型，這種做法可以極大地提高學(xué)生的實踐能力，使學(xué)生更快的將理論轉(zhuǎn)化為實際。

四、結(jié)語

在新形勢下，高校應(yīng)不斷創(chuàng)新計算機視覺課程的教學(xué)模式，并以此展開教學(xué)活動，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神。將工程應(yīng)用和科技最新成果結(jié)合的教學(xué)模式，有利于解決理論和實踐相脫節(jié)的問題，在增強學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生獨立分析能力的同時，還使學(xué)生接觸了國際最新的研究成果，拓寬了學(xué)生的思路，這對學(xué)生未來的發(fā)展有著重要的意義。

參考文獻：

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篇3

近年來，經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提升也使得人們的出行更加便捷，越來越多的人都是自己駕車出行，這樣導(dǎo)致公路上的交通流量不斷增加，如何保障交通的順暢性和安全性成為人們關(guān)注的重點問題。信息技術(shù)的發(fā)展推動了計算機視覺技術(shù)的出現(xiàn)，為交通安全性的提升提供了一定的保障。本文主要對計算機視覺技術(shù)進行分析，進一步探討計算機視覺技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】計算機 視覺技術(shù) 智能交通 系統(tǒng) 應(yīng)用

智能交通系統(tǒng)簡稱ITS，這是一種新型的交通管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要結(jié)合了信息化技術(shù)、計算機技術(shù)以及數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)等多種技術(shù)，用來對整個交通運輸體系進行管理，可以實現(xiàn)人、車、路的全面監(jiān)控和管理。計算機視覺藝術(shù)作為智能交通系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)，受到相關(guān)工作人員的高度重視。隨著計算機視覺技術(shù)的發(fā)展，不僅為交通行業(yè)的發(fā)展提供了更多的便捷，同時還能夠篩選道路交通的各種信息，進一步增強了智能交通系統(tǒng)的靈活性和準確性。

1 計算機視覺技術(shù)的概述

計算機視覺也被稱為圖像分析和圖解理解，其包括的理論主要有攝影幾何學(xué)、概率論、圖像處理理論以及人工智能理論等部分。計算機視覺技術(shù)主要是用二維投影圖像實現(xiàn)三維物體重構(gòu)。這種技術(shù)的應(yīng)用范圍比較廣泛，不僅應(yīng)用于二維圖像識別方面，同時還用于三維物體的識別和重建上面。通過計算機視覺技術(shù)能夠獲取專業(yè)化的三維信息，對三維信息的獲取一般有兩種方法，其中一種是直接獲取法，還有一種是間接獲取法。直接獲取法主要是通過計算機視覺技術(shù)的效果來確定三維運動中產(chǎn)生的各種參數(shù)，這一過程對攝像機運動問題的關(guān)注程度較高；間接獲取的方式就是將單幅圖像和攝像機焦距相結(jié)合，來判斷被測量位置視覺上的信息。計算機視覺技術(shù)的關(guān)鍵就是實現(xiàn)特別匹配，在特殊情況下可以利用不同的攝像C同時收集運動信息，從而提高相關(guān)控制的精確度。

2 計算機視覺技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用

計算機視覺技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用可以實現(xiàn)道路交通的監(jiān)控，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)自動收費、智能導(dǎo)航等功能，主要應(yīng)用有以下幾個方面的內(nèi)容。

2.1 交通監(jiān)控中對計算機視覺技術(shù)的應(yīng)用

基于計算機視覺技術(shù)的交通監(jiān)控系統(tǒng)主要分為三個步驟，首先是對車輛和行人進行跟蹤和分割，其次是對車流量進行分析和計算，并且計算車輛的平均速度和道路上車輛的隊列長度，最后根據(jù)道路的交通狀況來規(guī)劃形式線路，從而有效緩解道路交通擁堵的現(xiàn)狀，方便人們減少出行時間。車輛和行人作為道路中運動的主要目標，在監(jiān)控場合下，需要對運動時間進行有效分割，常用到的分割方式包括光流法和幀差法兩種，其中前一種分割方式主要是依據(jù)圖像中不同的運動用映射參數(shù)正確的表達，這樣可以將具有同樣映射參數(shù)的光流量進行分配，從而完成參數(shù)分割。計算機視覺在交通監(jiān)控中的應(yīng)用主要是對車輛速度、車輛數(shù)目、車輛分類進行檢測。隨著計算機通信技術(shù)的發(fā)展，計算機視覺技術(shù)也是日新月異，基于計算機視覺的交通監(jiān)控系統(tǒng)具有較強的實時工作性，能夠快速的適應(yīng)高度公路以及城市道路交通的監(jiān)控。

2.2 車輛導(dǎo)航中對計算機視覺技術(shù)的應(yīng)用

實現(xiàn)車輛的智能導(dǎo)航是計算機視覺技術(shù)在智能交通中應(yīng)用的典型案例。這種技術(shù)主要為駕駛?cè)藛T提供道路信息和車輛運行狀況兩大信息。通過車輛智能導(dǎo)航系統(tǒng)的運行能夠?qū)Φ缆穬蛇叺慕缦捱M行有效的識別，將車輛引向規(guī)定的行駛車道，在車輛行駛過程中，該系統(tǒng)能夠自動檢測車輛與前方其他車輛之間的距離，從而提醒駕駛?cè)藛T保持車輛的安全距離，最終實現(xiàn)安全導(dǎo)航駕駛。通過該系統(tǒng)的攝像機運動能夠識別其他車輛的行駛狀況，并且通過計算檢測點的方式計算車輛的模擬匹配點。車倆智能導(dǎo)航系統(tǒng)中就使用了計算機視覺技術(shù)，可以從中提取相關(guān)信息，計算車輛行駛的安全距離和速度。

2.3 計算機視覺技術(shù)用于車輛輔助駕駛

計算機視覺技術(shù)在車輛輔助駕駛中的應(yīng)用主要是幫助駕駛?cè)藛T對外界的變化做出反應(yīng)。具體表現(xiàn)為車輛在市內(nèi)行駛時，計算機視覺技術(shù)的應(yīng)用能夠識別周邊道路的標記，并且對交通標志、其他車輛和行人進行識別，然后篩選相關(guān)信息進行計算，讓駕駛?cè)饲宄饨绲木唧w狀況，從而避開其他的車輛和行人，能夠從根本上減少交通事故的發(fā)生，增強車輛的安全運行。輔助駕駛的形式轉(zhuǎn)變?yōu)槿藱C交互的方式，一定程度上能夠滿足駕駛?cè)藛T對信息的需求。

2.4 計算機視覺技術(shù)用于車輛智能收費

車輛收費是車輛在公共交通位置行駛中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，車輛收費系統(tǒng)逐漸向著計算機技術(shù)的應(yīng)用方向發(fā)展，計算機視覺技術(shù)在各地區(qū)交通發(fā)展中的應(yīng)用是現(xiàn)代化交通發(fā)展的一個重要突破口。很多地區(qū)的智能化收費都是通過識別車牌的方式來實現(xiàn)收費，我國在車牌識別這方面僅僅限制于單目車牌和雙目車牌的識別，其中單目車牌識別的核心就是將車牌照位置作為核心部分，我國大部分地區(qū)都是將單目系統(tǒng)作為核心部分來使用。采用雙目系統(tǒng)對車牌進行識別，也可以對車輛的型號進行識別，通過大量的實踐發(fā)現(xiàn)，雙目系統(tǒng)進行車牌識別的實用性較強。但是這種識別方式在實際應(yīng)用過程中仍然存在著信息獲取難度大、車牌照定位難度大等多種問題，尤其是車輛在高速路上行駛時，對于車牌信息的獲取更為困難，因此，在這方面還需要加大研究和實踐。

3 結(jié)束語

隨著計算機視覺技術(shù)的智能化發(fā)展，其在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用能夠解決多方面的問題。該技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠?qū)崿F(xiàn)車輛的實時監(jiān)控，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)車輛導(dǎo)航以及車輛收費，幫助駕駛?cè)藛T識別車輛行駛中存在的障礙物，這樣一來，可以增強車輛行駛的安全性，同時還能夠提高我國道路交通系統(tǒng)的整體管理水平。但是該技術(shù)應(yīng)用中也存在不足之處，未來發(fā)展中需要降低視覺系統(tǒng)的價格，減少系統(tǒng)的尺寸，從而增強系統(tǒng)對車輛信息的處理速度，最終實現(xiàn)對道路交通的全面監(jiān)測。

參考文獻

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篇4

在任何一項設(shè)計當中，可以說數(shù)字媒體藝術(shù)對視覺傳達設(shè)計的影響是最大的，因為自身沒有強大的理論結(jié)構(gòu)。因此，視覺傳達藝術(shù)非常傾向于實用主義。現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)與軟件技術(shù)在設(shè)計中的大量運用，有效的轉(zhuǎn)變了設(shè)計人員思維的有效發(fā)揮。正是因為這些現(xiàn)代技術(shù)的出現(xiàn)和在設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用，極大的減輕了設(shè)計的難度和方便了對設(shè)計的修改。所以，伴隨著媒體技術(shù)發(fā)展而出現(xiàn)的新媒體藝術(shù)在設(shè)計理論以及美學(xué)方面的繼承了一些傳統(tǒng)視覺傳達設(shè)計的理論體系。過去的理論體系在今天的新媒體時代依然適用，因為在藝術(shù)理論基礎(chǔ)方面，還是有下面的幾個共同點：（1）不管是過去還是現(xiàn)在的藝術(shù)設(shè)計，在本質(zhì)上必須滿足對功能的要求；（2）在美學(xué)中，所有的審美理論基礎(chǔ)是完全一樣的；（3）設(shè)計的平面視覺創(chuàng)意法則以及理論法則大體上是一樣的；（4）設(shè)計以及表現(xiàn)方法方面的是一樣的，可以相互融通，可以說，新媒體藝術(shù)的出現(xiàn)，讓視覺傳達藝術(shù)更加的豐富。

二、在新媒體藝術(shù)推動下，如何提升視覺傳達設(shè)計效果

通常來說，視覺傳達設(shè)計只有一個目的，那就是為觀眾傳遞信息，但是，要想傳輸信息，就必須依靠媒體來進行。因此，視覺傳達藝術(shù)設(shè)計和媒體之間是一種互動關(guān)系，媒體可以體現(xiàn)視覺傳達藝術(shù)設(shè)計，同時又限制設(shè)計的過度發(fā)展，同時，設(shè)計也受媒體的影響，成為新媒體繼續(xù)前進的動力因素。所以，在進行新媒體設(shè)計時，在遵循傳統(tǒng)的審美的同時，還需要關(guān)注媒體接受者的感受，讓設(shè)計出來的新媒體，符合人們對信息需求已經(jīng)信息采集的追求。新媒體藝術(shù)下的視覺傳統(tǒng)的交互性設(shè)計，提供了一種新興的文化凝聚力，不同的使用者在設(shè)計時，都借助新媒體將其實現(xiàn)凝聚，表現(xiàn)出更加的個性化和有責任感。在新媒體設(shè)計過程中，因為視覺傳達有其交互性，這十分有利于滿足社會民眾對個性化信息的需求滿足，比如，設(shè)計一些漂亮的界面，正是用戶所期待的視覺傳達設(shè)計，進而滿足了用戶的參與性，或者實現(xiàn)了用戶的某種需求。在新媒體界面上的視覺傳達方面，需要構(gòu)建一種機器和人交流的模式，優(yōu)秀的界面會讓人以一種更加良好的心態(tài)融入其中，有利于不同的世界協(xié)調(diào)相容，同時也在一定程度上改變不同世界的聯(lián)系類型?；蛟S計算機從本質(zhì)上是無法完成的，但是，新的視覺設(shè)計的出現(xiàn)，或許會是對計算機交流障礙的一種良性補充，讓用戶在使用的過程中趣味性更強。

三、總結(jié)

篇5

關(guān)鍵詞： 機器視覺； 圖像檢測； 航空輪胎； 表面質(zhì)量

中圖分類號： TP 23文獻標識碼： A

引言近年來，隨著生產(chǎn)工藝飛速發(fā)展，人們開始關(guān)注產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，比如印刷品、包裝、工藝品等以外觀質(zhì)量為重要附加價值的產(chǎn)品，又比如航空輪胎等表面缺陷會直接影響到使用效果甚至?xí)o使用者的生命財產(chǎn)安全帶來無可挽回的損失的產(chǎn)品。眾所周知，機器視覺已經(jīng)發(fā)展成為重要的工業(yè)生產(chǎn)加工手段之一，在中國成為全球重要的制造中心之一的背景下，中國成為繼美國、歐洲和日本后的全球第四大機器視覺市場，同時也是最具發(fā)展?jié)摿Φ氖袌?。一方面外國企業(yè)積極入駐中國帶來了巨大的視覺系統(tǒng)需求，另一方面國內(nèi)企業(yè)不斷擴大生產(chǎn)規(guī)模，加大了對視覺系統(tǒng)的需求，以航空輪胎為例，未來十年，國家將在大飛機項目中投入500～600億資金，大飛機項目的發(fā)展，必將會帶動航空輪胎行業(yè)大規(guī)模的發(fā)展，對航空輪胎的質(zhì)量要求也會更加嚴格。1國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)研究國外對機器視覺技術(shù)的研究，由于開展的比較早，而且具有資金、技術(shù)以及硬件方面的優(yōu)勢，已經(jīng)走在了國內(nèi)的前面。國外的機器視覺系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域涉及到了社會生產(chǎn)的各個方面，有原始的在線監(jiān)視，也有外觀檢測以及動作、行為控制，許多工業(yè)加工成套生產(chǎn)設(shè)備都集成了機器視覺系統(tǒng)，成為加工生產(chǎn)線的標配，比如印刷生產(chǎn)線上的機器視覺質(zhì)量控制系統(tǒng)，又比如汽車制造業(yè)中的移動三坐標測量系統(tǒng)[1]。由于經(jīng)濟和技術(shù)原因，國內(nèi)絕大多數(shù)圖像處理技術(shù)公司都以國外產(chǎn)品為主，沒有或者很少涉足擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的機器視覺在線檢測設(shè)備，對視覺技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用停留在比較低端的小系統(tǒng)集成上，對需要進行大數(shù)據(jù)量的實時在線檢測的研究很少，也很少有成功案例。但是，隨著國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展和技術(shù)手段不斷提高，對產(chǎn)品質(zhì)量檢測要求就更高，對在線檢測設(shè)備的需求也就更大，具有巨大的市場潛力。計算機、攝像機等電子技術(shù)的飛速發(fā)展大大提高了機器視覺系統(tǒng)的硬件水平，同時圖像處理理論和算法的快速發(fā)展也給機器視覺系統(tǒng)提供了強大的軟件支持。但是，仍然伴隨著一些問題，主要有以下兩點：光學(xué)儀器第35卷

第3期謝，等：機器視覺在輪胎檢測領(lǐng)域的應(yīng)用研究

（1）算法的精確性提高伴隨著計算量的成倍增加，處理時間就成為了實時檢測的軟肋；（2）硬件的分辨率提高了，圖像的分辨率、精度也隨之提高了，但是數(shù)據(jù)量計算量都因此成倍增加。因此，如何保證檢測的實時性和準確性，是機器視覺系統(tǒng)在工業(yè)應(yīng)用中需要解決的核心問題。2視覺檢測核心技術(shù)

2.1機器視覺圖像處理技術(shù)機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷。機器視覺系統(tǒng)是指通過機器視覺產(chǎn)品（即圖像攝取裝置，分CMOS和CCD兩種）將被攝取目標轉(zhuǎn)換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號；圖像系統(tǒng)對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，進而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設(shè)備動作。有大量的文獻和著作給與介紹和討論，其中比較著名的馬頌德的《計算機視覺》介紹了計算機視覺的算法和理論，以及Richard Hartley的《Multiple View Geometry in Computer Vision》介紹了在計算機視覺中的幾何理論和方法[2]。機器視覺中的圖像處理方法，主要包括圖像增強、數(shù)據(jù)編碼和傳輸、平滑、邊緣銳化、分割、特征抽取、圖像識別與理解等內(nèi)容。經(jīng)過這些處理后，輸出圖像的質(zhì)量得到相當程度的改善，既優(yōu)化了圖像的視覺效果，又便于處理器對圖像進行分析、處理和識別[3]。機器視覺理論應(yīng)用于現(xiàn)代檢測領(lǐng)域，是上世紀末本世紀初計算機視覺的一個新的研究方向。它使用計算機視覺的理論方法來識別物體的關(guān)鍵點，經(jīng)過分析處理以后，轉(zhuǎn)換成坐標數(shù)據(jù)，然后產(chǎn)生檢測數(shù)據(jù)。國內(nèi)已有學(xué)者把機器視覺技術(shù)運用于檢測領(lǐng)域[4]。但是在輪胎檢測領(lǐng)域，機器視覺技術(shù)的應(yīng)用還僅僅停留在理論之上，還沒有可實際應(yīng)用的商品化的設(shè)備，更不用說結(jié)合機器視覺和嵌入式兩種技術(shù)的便攜式檢測儀了。

2.2嵌入式技術(shù)嵌入式系統(tǒng)一般指非PC系統(tǒng)，有計算機功能但又不稱之為計算機的設(shè)備或器材。它是以應(yīng)用為中心，軟硬件可裁減的，適應(yīng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)幾乎包括了生活中的所有電器設(shè)備，如掌上PDA、移動計算設(shè)備、電視機頂盒、手機上網(wǎng)、數(shù)字電視、多媒體、汽車、微波爐、數(shù)字相機、家庭自動化系統(tǒng)、電梯、空調(diào)、安全系統(tǒng)、自動售貨機、蜂窩式電話、消費電子設(shè)備、工業(yè)自動化儀表與醫(yī)療儀器等。嵌入式系統(tǒng)有以下幾大優(yōu)點[56]：（1）嵌入式系統(tǒng)通常是面向特定應(yīng)用的，它通常都具有低功耗、體積小，集成度高等特點；（2）嵌入式系統(tǒng)和具體應(yīng)用有機地結(jié)合在一起，它的升級換代也是和具體產(chǎn)品同步進行的，因此嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品一旦進入市場，就具有較長的生命周期；（3）由于空間和各種資源相對不足，嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須設(shè)計，量體裁衣、去除冗余，力爭在同樣的硅片面積上實現(xiàn)更高的性能，這樣才能在具體應(yīng)用中對處理器的選擇更具有競爭力。本研究選取嵌入式系統(tǒng)中的DSP（數(shù)字信號處理器）來進行開發(fā)，具體型號為TI公司的TMS320。它具有很高的編譯效率和執(zhí)行速度，在信號處理方面具有優(yōu)勢，它的特點如下：（1）程序和數(shù)據(jù)具有獨立的存儲空間，有著各自獨立的程序總線與數(shù)據(jù)總線，可以同時對數(shù)據(jù)和程序進行尋址，大大提高了數(shù)據(jù)處理能力；（2）由于廣泛采用了流水線操作，減少了指令的執(zhí)行時間，可以同時運行8條指令；（3）與一般計算機不同，乘法（除法）不由加法和移位實現(xiàn)，它具有硬件乘法器，乘法運算可以在一個指令周期內(nèi)完成；（4）指令周期降到了1.67 ns。隨著工作頻率進一步提高，指令周期將進一步縮短；（5）擁有自己獨特的專門為數(shù)字信號處理而設(shè)計的指令系統(tǒng)；（6）相比傳統(tǒng)的處理芯片，它還具有體積小、功耗小、使用方便、實時處理迅速、處理數(shù)據(jù)量大、處理精度高、性能價格比高等許多優(yōu)點。3輪胎檢測系統(tǒng)構(gòu)成

3.1研究目標機器視覺用于產(chǎn)品表面缺陷檢測需要面對以下主要問題：（1）數(shù)據(jù)處理量非常龐大；（2）如何快讀匹配圖像；（3）如何快速實現(xiàn)缺陷分割并剔除偽缺陷；（4）如何選取缺陷特征，用以實現(xiàn)缺陷識別。以具體產(chǎn)品為例，相對其他輪胎產(chǎn)品，航空輪胎對質(zhì)量檢測的要求較為嚴格，只要航空輪胎的檢測技術(shù)到位，其他輪胎產(chǎn)品也基本可以檢測。以航空輪胎的缺陷檢測為例，根據(jù)GB/T 9747-2008《航空輪胎試驗方法》、GB/T 13652-2004 《航空輪胎表面質(zhì)量》和GB 15323-1994 《航空輪胎內(nèi)胎》等標準的要求，研究表面缺陷在線檢測的圖像處理方案；開發(fā)一套基于機器視覺的產(chǎn)品表面缺陷的在線檢測設(shè)備，同時根據(jù)GB/T 13653-2004 《航空輪胎X射線檢測方法》所述，配合X射線發(fā)射儀，利用一對一的服務(wù)器/客戶機構(gòu)架的機器視覺對標準中所描述的航空輪胎的一系列缺陷，如斷層、氣泡和裂口等進行高精度、高實時性、高連續(xù)性以及非接觸式的在線缺陷檢測。具體技術(shù)指標：（1）能檢測出最小直徑0.3 mm的輪胎內(nèi)部缺陷（即橫向縱向最小均為0.3 mm）并能對缺陷進行分類識別，主要包括結(jié)構(gòu)類、氣泡類和夾雜物類，對缺陷的檢出率要求大于90%；（2）對缺陷部位進行定量和定位分析：讀出缺陷的尺寸（誤差0.5 mm），測出缺陷距離輪胎表面的深度，決定缺陷在輪胎內(nèi)部的位置；（3）在線檢測設(shè)備的檢測檢測速度與X射線管旋轉(zhuǎn)速度同步，X射線管旋轉(zhuǎn)一周即完成一個輪胎一個圓周的缺陷檢測。

3.2研究內(nèi)容和技術(shù)路線

3.2.1確定機器視覺檢測系統(tǒng)的基本框架在數(shù)據(jù)量大時，采用一個處理器搭配一臺攝像機的一對一方式。在產(chǎn)品表面檢測中，由于航空輪胎的圓周面比較大，數(shù)據(jù)量也就比較大，通常采用的機器視覺單攝像機方式，很難滿足圓周面檢測分辨率高、數(shù)據(jù)量大的要求，而多臺攝像機能滿足分辨率和數(shù)據(jù)量的要求，卻又相應(yīng)帶來實時性差的問題。若采用多臺攝像機的方式，就需要配備多套成像系統(tǒng)，一套成像系統(tǒng)造價在10萬元左右，基于成本和計算數(shù)據(jù)量的考慮，本研究選用一對一方式，利用分時運動克服單臺攝像機采集數(shù)據(jù)量不足的缺點。具體來說，就是在經(jīng)典的服務(wù)器/客戶端模式架構(gòu)的基礎(chǔ)上設(shè)計一種基于機器視覺的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)輪胎圓周面產(chǎn)品表面缺陷的在線檢測，該結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：服務(wù)器（嵌入式系統(tǒng)）、客戶端（圖像處理子系統(tǒng)）、信號模塊（PLC）、輸出單元。系統(tǒng)框架如圖1所示。每隔一定的時間（系統(tǒng)初步設(shè)定為5 s），服務(wù)器通過PLC控制步進電機驅(qū)動輪胎做圓周轉(zhuǎn)動，每轉(zhuǎn)過一個固定角度（系統(tǒng)定為120°），服務(wù)器就調(diào)動客戶端完成此區(qū)域內(nèi)相對獨立的視覺檢測任務(wù)，一次間隔只檢測輪胎的三分之一（120/360），經(jīng)過3個時間間隔，客戶端即完成了整個輪胎360°的全面檢測，然后利用拼接原理把各部分拼接起來，統(tǒng)一到一個坐標系下。拼接測量的關(guān)鍵是利用重疊區(qū)計算出各次測量時基準的不同，然后消除不同，統(tǒng)一在一個坐標系下。拼接測量的方法可以直接計算出被測輪胎的全面信息。為了保證服務(wù)器和客戶端之間圖像檢測數(shù)據(jù)可靠、實時的交互，本研究采用千兆以太網(wǎng)的方式傳輸數(shù)據(jù)。作為整個檢測系統(tǒng)的管理控制單元和人機交互接口，服務(wù)器不僅要完成檢測任務(wù)的調(diào)度，還要可以設(shè)定檢測參數(shù)，接收和實時顯示客戶端上傳的圖像數(shù)據(jù)和處理結(jié)果（缺陷等），并將信息存入數(shù)據(jù)庫中。此外，服務(wù)器還接收PLC傳來的位置檢測信號，用于與客戶端的同步，并且根據(jù)檢測結(jié)果中的位置信號，對執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出動作信號，標記并剔除有缺陷的產(chǎn)品。在客戶端處理核心中安裝有圖像采集卡，接收服務(wù)器設(shè)置的參數(shù)和任務(wù)調(diào)度，控制采集卡和攝像機完成圖像實時采集，利用圖像處理算法處理和分析圖像數(shù)據(jù)，將最終得到的缺陷位置和分類信息上傳給服務(wù)器，保存缺陷圖像以備查。

3.2.2設(shè)計編寫表面缺陷檢測的圖像處理方案在表面缺陷檢測中，根據(jù)圖像數(shù)據(jù)的特點，本研究提出以下圖像處理過程：缺陷分割、特征提取及缺陷分類。首先是缺陷分割：在表面缺陷檢測的時候，利用圖像處理算法，處理采集到的產(chǎn)品表面圖像，將缺陷從復(fù)雜的背景圖像中分離出來。接著是特征提?。禾崛∪毕莺?，對缺陷的各種標識性屬性進行提取，主要是幾何特征和灰度統(tǒng)計特征，以保證后續(xù)的缺陷分類和識別。幾何特征指的是輪廓特征，比如長度、形狀、面積、重心等?；叶冉y(tǒng)計特征指的是分布位置、統(tǒng)計值、均方差等等。還有缺陷分類：本研究采用改進的BP算法[7]對網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練，構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器來實現(xiàn)輪胎缺陷分類，為了提高檢測系統(tǒng)對偽缺陷的適應(yīng)性，本研究將部分偽缺陷也作為網(wǎng)絡(luò)輸出并對其進行訓(xùn)練。由于圖像處理中需要運用大量的計算機內(nèi)存處理算法，為避免編程中出現(xiàn)內(nèi)存泄露進而造成計算機內(nèi)存資源流失的現(xiàn)象，決定采用對內(nèi)存進行托管的C#語言進行編程。

3.2.3服務(wù)器和客戶機系統(tǒng)之間的同步服務(wù)器/客戶端模式架構(gòu)的機器視覺系統(tǒng)具有獨立性和并行性的特點，它不得不面臨的一個重要問題是如何解決服務(wù)器和圖像處理子系統(tǒng)之間的同步問題，包括攝像機同步采集、數(shù)據(jù)同步處理和輪胎運動同步控制等。本研究利用攝像機本身的外同步特性，采用對攝像機提供統(tǒng)一的線掃描觸發(fā)信號保證攝像機采集同步。機器視覺系統(tǒng)基本組成模塊見圖2。

4結(jié)論實際測量結(jié)果證明，應(yīng)用視覺檢測方法可以較好地解決傳統(tǒng)測量方法中時間長、工作量大、測量效率低的問題。該方法能夠充分利用現(xiàn)代計算機技術(shù)的優(yōu)勢，設(shè)備簡單、易用，克服了傳統(tǒng)測量儀器的許多誤差來源，具有快速、準確、非接觸測量的優(yōu)點。在實驗室中初步完成了實驗系統(tǒng)的核心部分（如圖3所示），與傳統(tǒng)的測量方法相比，原先需要15 min的測量時間，現(xiàn)在只需要15～30 s就可完成，操作也更加簡單便捷。該系統(tǒng)可檢測出最小直徑0.3 mm的輪胎內(nèi)部缺陷（即橫向縱向最小均為0.3 mm）并能對缺陷進行分類識別，主要包括結(jié)構(gòu)類、氣泡類和夾雜物類，對缺陷的檢出率為96%。

參考文獻：

[1]彭向前.產(chǎn)品表面缺陷在線檢測方法研究及系統(tǒng)實現(xiàn)[D].武漢：華中科技大學(xué)，2008.

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[5]張嘉琪.基于嵌入式系統(tǒng)圖像處理平臺的萬壽菊水分狀態(tài)檢測系統(tǒng)的研究[D].重慶：西南大學(xué)，2009.

篇6

關(guān)鍵詞：平面設(shè)計；視覺美學(xué)；計算機輔助；分析

在平面設(shè)計中，其核心體現(xiàn)就是秩序，因此，要想設(shè)計出好的作品，就必須遵循表面中的一些幾何規(guī)律和表現(xiàn)規(guī)律，以相關(guān)的規(guī)則為基準，保證整個設(shè)計的對稱、平衡以及和諧，加強對設(shè)計作品的評價，對其構(gòu)成要素和比例進行具體分析，充分利用設(shè)計者的個人藝術(shù)素養(yǎng)，達到平面設(shè)計的美學(xué)效果。

一、平面設(shè)計視覺美學(xué)的基本理論

3.關(guān)于動態(tài)矩形

在平面設(shè)計中，除了黃金分割所給人造成的美感之外，還有動態(tài)矩形所帶給人們的愉悅感受。簡單來講，動態(tài)矩形就是建立在一些無理分數(shù)比例的基礎(chǔ)上，使平面設(shè)計產(chǎn)生一種視覺愉悅效果，構(gòu)成黃金分割矩形平面的比率。所以，利用動態(tài)矩形，在構(gòu)成了組合和分割的同時，也符合了原始矩形的比例。

二、平面設(shè)計視覺美學(xué)計算機輔助分析

對于平面設(shè)計的作品來講，其在遵循以上原理的基礎(chǔ)上，會增強作品構(gòu)成上的凝聚感，進而促進作品視覺元素的歸屬感。同時，這些美學(xué)原則也是分析和判斷美的重要指標，在這里我們簡單對平面設(shè)計視覺美學(xué)的計算機輔助進行具體分析。

2.關(guān)于圖幅的分析

根據(jù)以上框架分析，一旦圖像導(dǎo)入到系統(tǒng)之后，其首要任務(wù)是將圖像置于系統(tǒng)圖層的最底層，然后做好圖像的鎖定，一方面，是為保證圖像的穩(wěn)定和安全，避免圖像被任意篡改或者是修改，另一方面，將圖像置于系統(tǒng)圖層底層，便于以后進行分析的操作，比如，在分析過程中，其所用到的模板疊加、所用的輔助線等，避免其圖像保證在上層，而不會被遮擋。在經(jīng)過以上的處理后，通過相關(guān)的分析，對獲得的圖像進行屬性分析，最后就可以進入到圖幅分析的環(huán)節(jié)。

三、關(guān)于分割線的分析

四、關(guān)于標準輔助線模板的分析

在平面設(shè)計中，不論是分割線比例分析結(jié)束，或者是圖像不存在分割線，都需要進行分割線的進一步分析，通常情況下，所用到的方法就是標準輔助線分析模板，利用這種方法，不但可以進行分割線的分析，而且可以進行圖像分析。另外，在動態(tài)矩形分析時，由于其存在復(fù)雜性，如果只是單純地通過人工判斷作為標準的話，那么，是很難發(fā)現(xiàn)其使用的情況及其作用，因此，就要通過標準輔助線模板，發(fā)掘作品中所潛在的深層次比例關(guān)系。

五、關(guān)于輔助工具的分析

對于系統(tǒng)本身來講，其可以為平面設(shè)計提供一個面積計算器以及一個比例計算器，便于在進行分析的過程中，可以隨時使用，其中，尤其是對于面積計算器來講，其發(fā)揮著更為重要的作用，因為，其可以將圖像中的一些不規(guī)則的圖形面積計算出來，方便于整體設(shè)計的進行。

六、關(guān)于報表和系統(tǒng)實現(xiàn)的分析

總而言之，在平面設(shè)計中，通過幾何美學(xué)的相關(guān)比例以及構(gòu)成基本原理，進行平面設(shè)計視覺美學(xué)計算機輔助分析，充分構(gòu)造了一個原形系統(tǒng)，加強對作品的導(dǎo)入，從而為平面設(shè)計用戶提供更加有效的美學(xué)原理，加強技術(shù)支持，保證平面設(shè)計系統(tǒng)的專業(yè)性提升。

參考文獻：

［1］羅耀輝，黃民翔，許旭鋒．關(guān)于繪畫與平面設(shè)計的差異性［J］．設(shè)計研究，2009，34（12）：36-41.

篇7

設(shè)計中的“五感”概念由日本設(shè)計師杉浦康平提出，其理論源于佛教觀點?！拔甯小笔侵敢曈X、聽覺、味覺、嗅覺、觸覺，在探索世界的過程中，這五種感官共同作用，形成最后的感知結(jié)果。通常認為設(shè)計應(yīng)該是創(chuàng)造某物，而“五感”設(shè)計的目的卻“不是如何創(chuàng)造，而是如何讓某人感覺某物”，是對人的感官的創(chuàng)造性喚醒，即“感覺設(shè)計”，這種感覺設(shè)計只關(guān)乎人的感官，是一種感知方式的設(shè)計。杉浦康平致力于書籍設(shè)計，“五感”理論的提出給書籍設(shè)計帶來了一次革命性轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)的書籍設(shè)計著重于視覺感官的刺激與表現(xiàn)，裝飾性較濃，企圖利用視覺美博取人的眼球，推動銷售。之后，由原研哉應(yīng)用于平面設(shè)計的其他領(lǐng)域中，他認為設(shè)計不應(yīng)只局限于視覺領(lǐng)域，而應(yīng)調(diào)動身體的各個器官去收集信息，感受世界，通過“五感”接受外部刺激，形成最后的綜合結(jié)果，得到最真切的愉悅體驗。原研哉還舉辦了一次針對“五感”的設(shè)計展覽，參加者的作品必須通過感官的設(shè)計傳達設(shè)計思想，將感覺與感受相互滲透、交織，令人在腦海中浮現(xiàn)出別樣的景象?！拔甯小崩碚摯蚱屏酥魂P(guān)乎視覺的傳統(tǒng)設(shè)計形式，將設(shè)計延伸至感覺系統(tǒng)的各個方面，且此理論現(xiàn)已在設(shè)計領(lǐng)域中廣布開來，尤其是包裝設(shè)計和工業(yè)設(shè)計，相關(guān)的設(shè)計產(chǎn)品已相繼問世，在原研哉的《設(shè)計中的設(shè)計》一書中也羅列了許多相關(guān)的設(shè)計作品。另外，該理論已被國際設(shè)計界所接受，國外的一些設(shè)計院校也開始將此理論引入教學(xué)中，在網(wǎng)易公開課中已可查閱到相關(guān)的教學(xué)視頻。在書籍設(shè)計方面，由于電子媒介的沖擊，書籍閱讀量呈逐年下降的趨勢，全民閱讀缺失，為了讓人們重新重視紙質(zhì)書籍閱讀，一些書籍設(shè)計開始將“五感”理論應(yīng)用其中，從人的情感入手，借助于材質(zhì)，喚醒人們內(nèi)心深處的情感因子。因此，該理論現(xiàn)已應(yīng)用于設(shè)計的方方面面。

二、視覺藝術(shù)教育的局限性及原因

時代在變，藝術(shù)教育也應(yīng)隨著時代的進步而有所變化，恰恰相反的是，我國設(shè)計藝術(shù)教育長久以來沒有太大變化，仍舊以繪畫式教學(xué)模式為基礎(chǔ)，以視覺審美為教學(xué)目的，設(shè)計教學(xué)的重點仍然落在純視覺的表象上。視覺感官教學(xué)作為培養(yǎng)設(shè)計人才的主要模式，教學(xué)內(nèi)容停留在空洞的視覺表現(xiàn)層面上，技能訓(xùn)練成為課程的重中之重，將設(shè)計形式化，將人的感官與審美體驗孤立化，在啟發(fā)和鼓勵學(xué)生獨立思考方面比較欠缺。藝術(shù)教育強調(diào)感受性與創(chuàng)作性，重點是培養(yǎng)學(xué)生心智。很多學(xué)生的思維被固化，作品總圍繞著視覺表現(xiàn)展開，滿腦子都是如何以視覺取悅受眾，而不是如何喚醒受眾的感知。一個優(yōu)秀的設(shè)計師必須具有獨立的思考與創(chuàng)作能力，而我國當前藝術(shù)教育的重點卻傾向于視覺效果的制造，使學(xué)生的感受與分析能力下降，自覺思考能力缺乏，更不用說具備優(yōu)秀的創(chuàng)作能力了?？v觀我國藝術(shù)設(shè)計教育的發(fā)展歷程，上述局限性的形成可能受以下幾個方面的影響：

（一）受早期設(shè)計教育模式的影響

我國早期美術(shù)教育的學(xué)科知識較為普及，這也是它被納入學(xué)校系統(tǒng)的原因所在。由于早期美術(shù)教育的教育體系、辦學(xué)規(guī)模都比設(shè)計教育成熟，所以當時設(shè)計教育的教學(xué)活動以美術(shù)教育為標榜，教學(xué)內(nèi)容主要圍繞著繪畫展開，教育觀念也多傾向于純美術(shù)的教學(xué)思路和方法，設(shè)計教育中設(shè)計的成分被冷落。當時從事設(shè)計教育的教師大多是繪畫出身，知識面較窄，教學(xué)中只能按照原有的繪畫模式進行授課，造成了學(xué)生創(chuàng)作意識缺乏的局面。然而，這種錯誤的教學(xué)模式一直被沿用，影響至今。

（二）受技能型專才教育模式影響

縱觀我國各個時期的手工藝教學(xué)，師徒相授是一種普遍應(yīng)用的教育模式，被沿用至今，現(xiàn)在被稱之為技能型教育。教師思想的局限性連同知識與經(jīng)驗一并傳授給了學(xué)生，使其很難形成獨立的思考能力。人的創(chuàng)造性就是在獨立思考與探索的過程中培養(yǎng)出來的。這種技能型專才教育模式將人束縛在狹窄的技術(shù)層面上，使受教育者成為技工，而不是具有創(chuàng)新能力的人才。從社會發(fā)展的角度來看，未來社會需要的是具有思想活力的創(chuàng)新型人才。作為教育者，不能將授課內(nèi)容只停留在技術(shù)應(yīng)用層面上，而應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考與解決問題的能力，使之成為具有綜合能力的可持續(xù)發(fā)展的有用人才。高校的培養(yǎng)目標也不僅僅是培養(yǎng)具有設(shè)計技能的應(yīng)用型人才，而是培養(yǎng)其創(chuàng)造能力。美國芝加哥大學(xué)前任校長羅伯特•M•赫金斯曾說過，“大學(xué)教育不是教授具體的事物、理論和法則，……不是將學(xué)生培養(yǎng)成為專門的技術(shù)人員。大學(xué)教育寧可撥亂學(xué)生的固有思想，從而促使他們開闊眼界，啟迪他們的聰明才智?！?/p>

（三）急功近利的市場化影響

在市場經(jīng)濟大潮的影響下，能否創(chuàng)造效益成為用人單位選拔人才的重要標準，有相當數(shù)量的高校為了迎合市場需求，提高學(xué)生的就業(yè)率，只開設(shè)適應(yīng)社會需求的對口課程，人為割裂了各學(xué)科間的聯(lián)系，這無疑是對學(xué)生創(chuàng)造力的扼殺。計算機是提高辦公效率的重要工具，在設(shè)計中，它能加快畫面的呈現(xiàn)速度，因此，現(xiàn)在各高校的藝術(shù)設(shè)計專業(yè)都開設(shè)了計算機輔助設(shè)計課程。雖然在課程的命名上有“輔助”二字，但它的學(xué)時遠遠超出了設(shè)計理論課程。計算機的功能過分夸大，而與設(shè)計相關(guān)的一些人文、社會課程卻甚少涉及。信息時代的來臨，互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用越來越廣泛，但是不管時代如何發(fā)展，人始終是社會的主體，思維才是創(chuàng)新的根本。計算機只是作品實現(xiàn)的一種技術(shù)手段，對提高人的審美能力與創(chuàng)新能力作用甚微，因此，不能成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力的主課程。這種過分市場化的教學(xué)形式只能讓藝術(shù)設(shè)計教育與培養(yǎng)目標相背離。

（四）課程之間缺乏聯(lián)系性

我國大部分高校課程之間缺少聯(lián)系性主要體現(xiàn)在兩方面：一是基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程之間缺少銜接。在我國大部分院校的藝術(shù)設(shè)計教學(xué)中，基礎(chǔ)教學(xué)不分專業(yè)、統(tǒng)一授課，時間為一年，授課內(nèi)容以空間和形體塑造為主，不涉及專業(yè)知識，而后兩年進行專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，兩者之間缺少銜接與過渡，致使學(xué)生的理性思維與感性思維不能很好地融合。二是專業(yè)課程之間缺少聯(lián)系性。教師在講授專業(yè)知識時往往都是獨立的，不注意與其他相關(guān)課程知識的滲透與交叉。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中沒有將知識相互聯(lián)系應(yīng)用的意識，不能做到承上啟下、融會貫通。

（五）理論教學(xué)與實踐教學(xué)缺少交集

理論教學(xué)與實踐教學(xué)貫穿高等教育專業(yè)教學(xué)的全過程，正確處理二者的關(guān)系是教學(xué)活動順利開展的有效保證。然而，近幾年來我國高校藝術(shù)設(shè)計教育的理論教學(xué)與實踐教學(xué)出現(xiàn)了兩種現(xiàn)象：一種是實踐教學(xué)傾向于職業(yè)化培訓(xùn)，過于重視專業(yè)技術(shù)能力的培訓(xùn)，對學(xué)生缺乏設(shè)計意識的培養(yǎng)；另一種是理論教學(xué)中的理論空洞、落后，不能與實踐教學(xué)緊密結(jié)合，使學(xué)生只會紙上談兵。理論教學(xué)與實踐教學(xué)相輔相成，理論是實踐的基礎(chǔ)，實踐必須以理論為依托。英國課程理論家斯坦豪斯曾經(jīng)指出：“教育的目的主要體現(xiàn)在知識的理解及智力的發(fā)展，而不是外在的行為訓(xùn)練……”教學(xué)中應(yīng)該正視二者的關(guān)系，將二者完美結(jié)合，發(fā)揮其培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計思維與設(shè)計意識的作用，推動學(xué)生欣賞力與創(chuàng)造力的開發(fā)，使之成為真正的設(shè)計人才。

（六）受課程設(shè)置的影響

目前，我國高等院校的課程設(shè)置基本以應(yīng)用能力的培養(yǎng)為主要參考標準，課程的技能性、實踐性較強，圍繞著技藝訓(xùn)練展開，對設(shè)計思維、設(shè)計方法、設(shè)計創(chuàng)意課程的設(shè)置較少，致使學(xué)生的設(shè)計審美依然停留在形式表現(xiàn)層面上，即“視覺”感官的體驗，忽視對其他感官審美體驗的開發(fā)。藝術(shù)設(shè)計專業(yè)的教育本質(zhì)是培養(yǎng)具有獨立創(chuàng)作能力的創(chuàng)新人才，而當前的設(shè)計教育所培養(yǎng)出的學(xué)生缺乏這種獨立自主的創(chuàng)作能力，創(chuàng)新更是無從談起。創(chuàng)新是知識、經(jīng)驗、經(jīng)歷等各要素綜合作用的結(jié)果，需要多方面的積累，僅通過應(yīng)用能力的培養(yǎng)遠達不到這一目標。除專業(yè)知識外，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)還需要人文、社會、藝術(shù)等領(lǐng)域的補充，只有將專業(yè)教育與人文教育相結(jié)合，藝術(shù)設(shè)計教育才能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

三、視覺藝術(shù)教育的發(fā)展方向

我國的藝術(shù)教育要想有長足發(fā)展必須進行教學(xué)改革，這也是時代的必然。據(jù)國內(nèi)部分院校開設(shè)的課程實踐證明，以綜合素質(zhì)的培養(yǎng)為目標的教育模式勢必成為我國未來藝術(shù)設(shè)計教育的主導(dǎo)。綜合教育所涉及的學(xué)科領(lǐng)域廣泛，拓寬了學(xué)生的知識面，對學(xué)生解決問題的能力培養(yǎng)大有裨益，同時，有利于學(xué)生人文精神方向的把握，可以從根本上改變以往傳統(tǒng)教學(xué)只重視視覺審美意識培養(yǎng)的弊端。如1999年11月，清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院（中央工藝美術(shù)學(xué)院與清華大學(xué)合并）成立之際，采用的教學(xué)模式即跨學(xué)科合作，采取綜合授課的形式，課程內(nèi)容囊括了藝術(shù)、人文、社會等學(xué)科，為學(xué)院培養(yǎng)科學(xué)與藝術(shù)結(jié)合的優(yōu)秀人才產(chǎn)生了積極作用，也提高了學(xué)院的教學(xué)水平與科研水平。2003年江南大學(xué)推出教育改革，對課程結(jié)構(gòu)、課程設(shè)置等方面做了重要調(diào)整，明確提出了“學(xué)科交叉”“不同專業(yè)的學(xué)科背景教師組成特體教學(xué)團隊……實施教學(xué)”“重視綜合素質(zhì)的考察”等規(guī)定，且取得了一定的成效。設(shè)計創(chuàng)造力建立在綜合知識與技能訓(xùn)練的基礎(chǔ)之上。單純的技能訓(xùn)練、課程的過分細化根本實現(xiàn)不了培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的目標，只能使學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)單一，且限制了其設(shè)計思路與創(chuàng)造力的發(fā)揮。由此可見，視覺藝術(shù)教育要想改變學(xué)生知識結(jié)構(gòu)單一、缺乏創(chuàng)造力與欣賞力的現(xiàn)狀，必須進行教學(xué)改革，調(diào)整原有的課程結(jié)構(gòu)，加強課程之間的聯(lián)系，重視與其他學(xué)科之間的融合，注重學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。課程必須本著全面提升人的素質(zhì)的角度，注重學(xué)生情商的培養(yǎng)，扭轉(zhuǎn)原有的教育觀念，這既有利于學(xué)生明確學(xué)習(xí)方向，發(fā)揮個性，也有利于高校未來的發(fā)展。我國高校中的藝術(shù)設(shè)計教育問題頗多，必須在借鑒國外先進辦學(xué)理念與經(jīng)驗的同時，結(jié)合本國實際，真正做到“以學(xué)生為本”。

四、結(jié)語

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在數(shù)字化發(fā)展迅速的今天,利用計算機進行平面輔助設(shè)計已成為平面設(shè)計工作的主流。在平面設(shè)計領(lǐng)域,傳統(tǒng)的平面設(shè)計的方式方法正不斷地被計算機設(shè)計所替代,圖形、圖像處理和特效文字的設(shè)計制作也在逐步滲透到人們的日常生活中。

2 文字設(shè)計

文字是人類文化的重要組成部分。無論在何種視覺媒體中,文字和圖片都是其兩大構(gòu)成要素。文字排列組合的好壞,直接影響其版面的視覺傳達效果。因此,文字設(shè)計是增強視覺傳達效果,提高作品的訴求力,賦予版面審美價值的一種重要構(gòu)成技術(shù)。文字在視覺傳達中,作為畫面的形象要素之一,具有傳達感情的功能,因而它必須具有視覺上的美感,能夠給人以美的感受。人們對于作用于其視覺感官的事物以美丑來衡量,已經(jīng)成為有意識或無意識的標準。

在計算機普及的現(xiàn)代設(shè)計領(lǐng)域,文字的設(shè)計工作,很多時候也是由計算機完成的。利用現(xiàn)代的平面設(shè)計軟件Photoshop、CorelDraw可以設(shè)計制作出很多使用傳統(tǒng)繪制工具無法表現(xiàn)的特殊效果文字。如可以利用Photoshop、CorelDraw制作出許多富有質(zhì)感的文字,這是利用傳統(tǒng)的紙、筆所無法達到的。

在進行這一模塊的教學(xué)時,以文字的特效制作為主,并結(jié)合廣告設(shè)計內(nèi)容進行擴充,使學(xué)生掌握的技能更加完整。除了技能掌握之外,廣告設(shè)計中的文字設(shè)計的理論以講座形式穿插到技能的訓(xùn)練當中,使枯燥的理論融入實際的操作中。文字設(shè)計應(yīng)根據(jù)作品主題的要求,突出文字設(shè)計的個性色彩,創(chuàng)造與眾不同的獨具特色的字體,給人以別開生面的視覺感受,有利于設(shè)計意圖的表現(xiàn)。設(shè)計時,應(yīng)從字的形態(tài)特征與組合上進行探求,不斷修改,反復(fù)琢磨,這樣才能創(chuàng)造出富有個性的文字,使其外部形態(tài)和設(shè)計格調(diào)都能喚起人們的審美愉悅感受。

文字設(shè)計的成功與否,不僅在于字體自身的書寫,同時也在于其運用的排列組合是否得當。如果一件作品中的文字排列不當,擁擠雜亂,缺乏視線流動的順序,不僅會影響字體本身的美感,也不利于觀眾進行有效的閱讀,難以產(chǎn)生良好的視覺傳達效果。為了造成生動對比的視覺效果,可以從風格、大小、方向、明暗度等方面選擇對比的因素。

但為了達到整體上組合的統(tǒng)一,又需要從風格、大小、方向、明暗度等方面選擇協(xié)調(diào)相同的因素。將對比與協(xié)調(diào)的因素在服從于表達主題的需要下有分寸地運用,能造成既對比又協(xié)調(diào)的,具有視覺審美價值的文字組合效果。

文字的設(shè)計中色彩因素也是很重要的內(nèi)容,色彩對于人們的重要性,猶如陽光、空氣和水一樣必不可少,Photoshop、CorelDraw作為影像、圖形處理軟件,在文字色彩的使用及調(diào)控方面有著很強的優(yōu)勢,快捷的填充、靈活的色彩更換方式,每一項極為方便也大大提高了文字設(shè)計的工作效率。

3 教學(xué)方法研究

3.1 趣味教學(xué)法

教師上課時親切幽默的語言散發(fā)出教師良好的個人魅力,同時教學(xué)內(nèi)容的巧妙安排更是課堂是否能夠引人入勝的制勝法寶。筆者在安排教學(xué)時,總是穿插一些趣味性的案例來組織學(xué)生學(xué)習(xí)各個知識點。例如講解鼠繪技巧時,男生制作球類物體,女生制作花朵或者飾品,這樣“投其所好”的趣味教學(xué)法抓住學(xué)生的好奇心,練習(xí)時容易注入自己的創(chuàng)造性思維,從而更好更快地掌握軟件的操作技能。

3.2 探索教學(xué)法

計算機平面設(shè)計的課程,僅憑興趣是不夠的,還需要培養(yǎng)學(xué)生具備獨立的創(chuàng)作能力和創(chuàng)意性的思維方法,因此講課的過程中要不斷挖掘課題中深層次的內(nèi)容。同一效果,可以使用不同的操作方法;同一方法,不同參數(shù)可以產(chǎn)生不同的設(shè)計效果。例如在講解Photoshop風景圖片拼合的課題中,筆者會先后講解簡單的蒙版拼合法、橡皮擦拼合法、圖層混合模式拼合法。這樣探索性的教學(xué)方式,可以不斷激活學(xué)生的思維和創(chuàng)作源泉。

3.3 案例教學(xué)法

計算機平面設(shè)計課程的教學(xué)如果按部就班,分別講解菜單、工具、調(diào)板等功能,往往效果不佳,良好的設(shè)計效果需要軟件各部分的完美結(jié)合。因此,除教材所提供的案例外,教師在講解菜單與工具箱的用法時,結(jié)合具體的實例,將一些原本用語言很難表達清楚的、學(xué)生較難接受的理論與操作變得形象生動。

篇9

 

 

摘要：圖像的視網(wǎng)膜采樣與表示是視覺理論與應(yīng)用研究的重要工具，然而要實現(xiàn)它卻有許多固有的困難。本文提出一種直接用于視網(wǎng)膜圖像的圖像分析算子的有效機制和提取視網(wǎng)膜圖像特征的有效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并用一種基于表格的結(jié)構(gòu)表示并生成各種算子，基于復(fù)對數(shù)求解視網(wǎng)膜視覺問題，可在幾乎達到幀頻速度的情況下進行有效計算, 并且算法的計算復(fù)雜度大大降低。

篇10

[關(guān)鍵詞]視覺素養(yǎng)；視覺素養(yǎng)教育；研究進展

[中圖分類號]G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 1009 ― 2234（2015）06 ― 0145 ― 02

信息技術(shù)的迅猛發(fā)展深深地改變了人們的生活方式，傳統(tǒng)的以口、文字為媒介的交往模式中出現(xiàn)了以符號為特點的新的趨勢，而且這種符號呈現(xiàn)出多元化的特征，即由語言符號、文本符號和視覺符號共同構(gòu)成人與人之間的交往媒介。其中經(jīng)由視覺符號而進行的交流于傳統(tǒng)的交流方式基礎(chǔ)上開創(chuàng)了一種新的人類理解和溝通的方式。

一、視覺素養(yǎng)概念的內(nèi)涵

最早提出視覺素養(yǎng)概念的是國際視覺素養(yǎng)協(xié)會創(chuàng)始人約翰?蒂貝茲。他把視覺素養(yǎng)定義為：“一個人通過看所獲得的一系列視覺能力，并同時將看與其它感覺經(jīng)驗相整合。當這些能力得到發(fā)展時，它們使有視覺素養(yǎng)的人能區(qū)分和解釋視覺行動、視覺物體以及自然的或人造的視覺符號。創(chuàng)造性的運用這些能力，他能理解和享受視覺交流的杰作?！薄?〕但是，由于在教育、藝術(shù)史批判、修辭學(xué)、符號學(xué)、哲學(xué)、信息設(shè)計、圖形設(shè)計等多個學(xué)科都涉及到視覺素養(yǎng)，因此很難對視覺素養(yǎng)做一個普適的定義。威爾曼強調(diào)視覺素養(yǎng)中的理解因素，霍頓指出圖畫在視覺素養(yǎng)中的地位，雷扎拜克則在與傳統(tǒng)相對照的基礎(chǔ)上著重于信息在其中的重要性。

由此，從不同的角度進行思考，對視覺素養(yǎng)的理解也極為不同，但是綜觀來看，他們都認同了視覺素養(yǎng)的一些基本特征：〔1〕視覺素養(yǎng)是一種“能力”，可以通過后天學(xué)習(xí)獲得；〔2〕視覺素養(yǎng)能力可以幫助人們“理解”和“創(chuàng)造”圖像；〔3〕重視“圖像”與“文字”的區(qū)別。

總之，視覺素養(yǎng)是一種與其他感官經(jīng)驗相結(jié)合的綜合性視覺能力過程。約翰？蒂貝茲認為視覺素養(yǎng)包括感知、理解和運用這三種能力。具體來說，感知是通過視覺接觸信息的能力；理解是通過與其他感覺的結(jié)合判斷、分析信息的能力；運用是創(chuàng)造性地使用信息的能力。對于視覺信息的感知、理解、運用的過程形成了視覺素養(yǎng)。

二、視覺素養(yǎng)教育的原則、途徑和評判標準

科技進步拓展了圖像的表現(xiàn)空間和表現(xiàn)力，視覺圖像在帶給人們美的享受同時，千姿百態(tài)、良莠不齊的視覺信息也魚目混珠、泥沙俱下。如何正確理解圖形、圖像、和視頻等視覺現(xiàn)象背后的涵義，如何正確使用這些視覺工具來表達思想，需要培養(yǎng)對視覺現(xiàn)象的解讀、批判和表達視覺信息的能力，即進行視覺素養(yǎng)教育。由于視覺素養(yǎng)教育自身的特點，需要我們打破傳統(tǒng)思想的束縛，緊密結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，并堅持和貫徹教育的基本理念。下面將就視覺素養(yǎng)教育的原則、途徑和評判標準進行詳細闡述。

（一）視覺素養(yǎng)教育的原則

1.盡早開展視覺素養(yǎng)教育

依據(jù)兒童的視覺生理特征，1歲大的孩子能精確地看懂一些圖像，他們能將書上的圖片以及電視中出現(xiàn)的某個具體事物和現(xiàn)實中物品聯(lián)系起來。3歲的孩子大多喜歡用積木來搭建一些東西，并用其表示較簡單的一些事物，如房子、汽車等。因此，在兒童發(fā)育早期階段讓其接觸圖像作品，盡可能早地開展視覺素養(yǎng)教育。在兒童發(fā)育早期階段開始視覺素養(yǎng)教育，效果就越明顯。

2.重視橫向與縱向相結(jié)合

視覺素養(yǎng)的定義很難統(tǒng)一，其主要原因是這種能力不僅僅適用于一門學(xué)科，傳媒、美學(xué)、藝術(shù)、文學(xué)、信息技術(shù)等學(xué)科中都可涉及視覺素養(yǎng)，其內(nèi)涵中本身也內(nèi)在地包含著運用多種感官予以綜合的能力。因此，視覺素養(yǎng)教育是一個系統(tǒng)的工程，不僅需要我們理解和掌握它的發(fā)展歷史，從縱向的角度去梳理它的形成、發(fā)展以及未來的發(fā)展趨向，而且要從多學(xué)科、多角度進行思考和運用。

3.加強培養(yǎng)批判思維能力

視覺素養(yǎng)能力涉及到批判性思維能力和問題解決能力，這與我們平時接觸到的信息的繁復(fù)與龐雜有很大關(guān)系。面對五花八門的信息的大量涌入，哪個才是真實的事物的體現(xiàn)，事件背后的根源是什么，這都需要我們以批判性的思維，辯證地去看待這些信息。只有以批判的思維能力為基礎(chǔ)，才能很好地運用視覺素養(yǎng)能力，真正地解決問題。

（二）視覺素養(yǎng)教育的主要途徑

與教育的途徑相契合，視覺素養(yǎng)教育也主要有學(xué)校的、專業(yè)的視覺素養(yǎng)教育和社會性的視覺素養(yǎng)學(xué)習(xí)等兩種方式。學(xué)校視覺素養(yǎng)教育可以與具體的課程相結(jié)合，授課過程中需要依賴圖像符號的傳媒專業(yè)、藝術(shù)專業(yè)、計算機專業(yè)等本身即是一種視覺素養(yǎng)教育。而其他課程中由于現(xiàn)代教學(xué)設(shè)備的運用，也可以借助于聲圖并茂的形式來強化教學(xué)效果，同時也是視覺素養(yǎng)教育的開展。還可以將視覺素養(yǎng)教育整合到其他課程的教學(xué)活動中，如與地理課程、語言課程的整合等。

除了學(xué)校視覺素養(yǎng)教育外，很多社會性實踐也加強了視覺素養(yǎng)教育效果。例如加入攝影、制圖、電影等一些社團使學(xué)生更多地將視覺素養(yǎng)的理論與實踐相結(jié)合，加深了他們對視覺素養(yǎng)的理解與自覺運用。學(xué)生還可以通過一些勤工儉學(xué)的工作直接參與到一些社會實踐中，在具體工作中運用視覺素養(yǎng)來完成任務(wù)，這是對視覺素養(yǎng)的靈活應(yīng)用，也體現(xiàn)了視覺素養(yǎng)教育的最終目的。

（三）視覺素養(yǎng)教育的評價標準

對視覺素養(yǎng)教育的認識與理解從對其重要性的思考到視覺素養(yǎng)內(nèi)容的探討進而發(fā)展到如何評判學(xué)生的視覺素養(yǎng)，共經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。開展視覺素養(yǎng)教育的重要性和必要性已經(jīng)獲得認可，視覺素養(yǎng)教育的培訓(xùn)內(nèi)容也逐漸發(fā)展和完善。然而迄今為止，如何建立一套系統(tǒng)有效的評價標準還是一個備受爭議的問題，這勢必影響視覺素養(yǎng)教育的開展。

“美地區(qū)教育工作者從創(chuàng)作的主體是否明確，構(gòu)圖簡潔；能否借助簡單的工具進行創(chuàng)造性活動；視覺文本是否友好，方便閱讀；以及是否能夠準確地運用視覺文本表達自己的思想等4個方面評價中小學(xué)生視覺文本創(chuàng)作?！薄?〕“澳大利亞在視覺素養(yǎng)教育理論與實踐的基礎(chǔ)上，以視覺素養(yǎng)與美術(shù)教學(xué)整合為依托，通過回答問題的方式，提出了評價視覺素養(yǎng)教育的“Show Me”框架?！薄?〕

三、我國視覺素養(yǎng)教育的實踐路徑

我國對視覺素養(yǎng)教育的關(guān)注起始于卜衛(wèi)發(fā)表的《論媒體教育的意義、內(nèi)容和方法》，文中的“媒介教育”即今天的“視覺素養(yǎng)教育”。文中作者追溯了“媒介素養(yǎng)”概念在西方發(fā)展演變的歷史，由對媒介教育的關(guān)注生發(fā)出對視覺素養(yǎng)教育的思考。目前，我們國家對視覺素養(yǎng)教育的重要性已提升到教育過程中，學(xué)齡前兒童參加的畫畫、手工制作等輔導(dǎo)班，義務(wù)教育階段中開設(shè)的美術(shù)、計算機課程都是對視覺素養(yǎng)能力的培養(yǎng)。尤其高校由于其課程的廣博性和專業(yè)性特點，更是出現(xiàn)了以視覺素養(yǎng)本身為對象的相關(guān)課程，“如南京師范大學(xué)開設(shè)了“視覺文化與信息技術(shù)”必修課和“視覺文化素質(zhì)教育”選修課，以提高大學(xué)生視覺素養(yǎng)?！薄?〕

雖然視覺素養(yǎng)教育在我國得到了長足的發(fā)展，貫徹到了教育的各個階段，實現(xiàn)了縱向發(fā)展和橫向發(fā)展的有機結(jié)合，但我國視覺素養(yǎng)教育的起步較晚，一些落后地區(qū)由于受經(jīng)濟發(fā)展的制約缺乏開展素養(yǎng)教育的硬件設(shè)施，對視覺素養(yǎng)教育的重要性還有待提高。另外，如何建立一套有效的批判標準也是眾說紛紜。西方發(fā)達國家在視覺素養(yǎng)教育方面的經(jīng)驗教訓(xùn)可以我國提供一些有益的借鑒。

（一）加強政策引導(dǎo)

政策是教育發(fā)展的向?qū)?。目前，我國視覺素養(yǎng)教育剛剛起步，許多教育工作者目前還沒有形成視覺素養(yǎng)教育的意識，需要借鑒西方發(fā)達國家視覺素養(yǎng)教育的經(jīng)驗教訓(xùn)，制定符合我國國情的視覺素養(yǎng)教育政策，盡快形成教育技術(shù)標準。為此，有關(guān)方面要通力配合，制定出利于視覺素養(yǎng)教育發(fā)展的相關(guān)政策。只有正確的政策引導(dǎo)，視覺素養(yǎng)教育的理論才能在一定框架內(nèi)加以完善，具體的實踐才真正有據(jù)可循，也才能促進視覺素養(yǎng)教育更快更好地發(fā)展。

（二）強化理論研究

理論指導(dǎo)實踐，由于我國視覺素養(yǎng)教育起步較晚，因此對其理論探討尚不完善，而對視覺素養(yǎng)教育理論的探討有助于深化我們對視覺素養(yǎng)教育的實踐，因此要加強視覺素養(yǎng)教育理論的完善、深化和創(chuàng)新。具體來說，要加強在理論方面對于視覺素養(yǎng)教育概念的辨析，強化視覺素養(yǎng)教育原則，制定切實可行的視覺素養(yǎng)教育評價標準，開展多種視覺素養(yǎng)教育途徑。在理論研究的基礎(chǔ)之上，于實踐中切實加強視覺素養(yǎng)教育。

（三）開展師資力量培訓(xùn)

視覺素養(yǎng)教育的主體是人，要充分重視主體的能動性。而教師在視覺素養(yǎng)教育中處于主導(dǎo)性的地位，其對視覺素養(yǎng)教育理解的程度，形成的視覺素養(yǎng)教育能力直接決定著視覺素養(yǎng)教育的成效。因此，重視教師視覺素養(yǎng)教育的培訓(xùn)是實現(xiàn)較高層次視覺素養(yǎng)教育的關(guān)鍵。只有教師的教育理念、教學(xué)方法、教學(xué)效果得以提高，有效的視覺素養(yǎng)教育才能得以順利展開。

（四）制定評價標準

無規(guī)矩不能成方圓，究竟什么樣的視覺素養(yǎng)教育體現(xiàn)著教育的本質(zhì)，有利于視覺素養(yǎng)教育的貫徹實施，這些都依賴于視覺素養(yǎng)教育的評價標準如何，有效的評價標準有助于視覺素養(yǎng)教育的順利開展。應(yīng)該根據(jù)課程與學(xué)習(xí)者的具體需求，明確視覺素養(yǎng)內(nèi)容是什么，培養(yǎng)目標是什么，制定出操作性強的評價標準。只有制定了一定的評價標準，具體的實踐才能有據(jù)可循，才能更好地評估視覺素養(yǎng)效果。

西方國家在視覺素養(yǎng)教育方面發(fā)展較好，我們要借鑒其有益的成果。但是，由于歐美發(fā)達國家視覺素養(yǎng)教育與我國在教育形式、教學(xué)觀念上有很大的差異，在借鑒西方視覺素養(yǎng)教育的先進經(jīng)驗同時必須在實踐中摸索出適合我國國情的視覺素養(yǎng)教育的路徑。

〔參 考 文 獻〕

〔1〕周憲.崎嶇的山路――文化批判論集〔M〕.武漢：湖北教育出版社，2000.

〔2〕吳兵，王清，韓仁瑞.北美地區(qū)青少年視覺素養(yǎng)教育特色與啟示〔J〕.中小學(xué)信息技術(shù)教育，2008，（10）.