□韩苏苏

近年来，人工智能的飞速发展，使得计算机图像识别技术的重要性日益凸显。图像识别以其高效、精确的特点，给人类的生产、生活带来极大方便。人工智能在图像识别中的应用，通过对图像进行识别分析，利用特征分类手段，来实现对图像信息进行分析与处理，从而将人类从机械劳动中解放出来。使图像识别的效率与精度得到极大提升。

在故障识别中的应用。利用计算机图像识别技术对自动生产线或工件的操作状况进行监测，可以判断出生产线及设备有无故障，对异常部件或制品进行自动检测，以防止出现生产问题。为了加快诊断过程中的快速、智能化程度，采用新的方法——计算机图像辨识方法。排种器作为常见的农业机械，其工作条件十分恶劣，容易发生轴断裂、轴承失效、齿轮脱落等故障。若事故得不到迅速解决，将严重地影响到农业生产。计算机图像识别可即时采集各零件之图像，且可进行非破坏性检查而不会干扰设备之运转。首先，计算机要获取被测物体的图像，并将其置于精密的图像获取或雷射扫描器上，进行图像资讯扫描，再由计算机进行图像资料的处理与解析，再由计算机来判定工件的状况。在机械运转过程中，工件会随着机床工作部位的不同而发生改变，所以采用将图像传感器直接装在机床上获取图像的方法。其次，在接收到部件的图像资料后，若发生错误，则利用图像边界探测方法，对故障部位进行识别，并通过对故障识别，获取故障的形状、区域等特定的特性，为后续的诊断提供理论依据。最后，利用智能化的计算机辨识技术，将不同的故障种类进行对比，找到对应的故障种类。将计算机图像辨识应用于机械零件的非破坏性检查，经过一系列的图像分析与辨识试验，其正确的判别度已经超过95%。该系统能够很好地解决系统实时性问题。

在农业领域的应用。在农业领域，以人工智能为基础的计算机图像识别是一项极具发展前景的研究课题。在农作物长势监控上，利用无人机搭载的高分辨率摄像机，实时采集田间图像，利用图像识别技术，对农作物长势进行精确检测。比如，系统能够识别作物品种，种植密度，植株高度，叶面积指数和害虫等。通过对植株色泽的观察，可以判断植株的养分状况，如叶片发黄，说明植株体内缺氮；在此基础上，提出基于图像的基于纹理的病害诊断方法。为农户制定合理的防控对策，减轻农作物病虫危害，改善农业生产。另外，在农用机器人方面，利用图像识别的方法，让作业者具备自主行动能力，完成田间作业。比如，使用图像识别的田间作业机器人，能够有效地辨识出田间的庄稼与野草，精准地进行锄草作业，防止庄稼受到伤害，提升作业的效能与精度。以减少农产品的生产成本，促进农产品的智能化、精细化发展。

在养殖业中的应用。在大量的栽培和制造中，生长、饲养、运送和出售都要计算。目前，利用人工采样或称量的方式进行测定，既费时又易受人为干扰，同时还会使实验动物受到应激或伤害，从而对以后的发育产生一定的影响。不能适应大范围、高密度繁殖的需求。利用计算机图像识别方法对苗木进行自动计数，是快捷、高效的评价与检测方法。系统由光源、摄像机、过流计数器、稳定器及计算机等硬件构成。色彩摄像机保证了图像的完整，没有失真；超额流量计量器包括入口部分、流量稳定器部分和观测部分，以确保观测区域内幼苗的均匀分布；蓄电池使水的流速相同。利用计算机图像识别技术对苗木进行计数，采用摄像机和录像处理两种方式对采集到的图片进行实时采集，并对采集到的图片进行659x494像素的灰度分割，并对其进行灰度分割。采用比流量更快的帧速和对重叠区进行裁剪，以确保图像的完整。在进行对象数量的确定时，采用帧图像的方法，利用帧图像的统计特性，求出总的数目。该算法具有精度高、运算速度快、能实时进行、无交叉干扰等优点。比如，通过对蚕沙饲养技术和计算机图像技术的融合，研制出能够实现对蚕进行投桑均匀度等功能的智能化饲料机器。基于CCD图像传感器采集的家蚕图像数据，经过中滤、二值、开路等多种预处理方法得到家蚕外形轮廓，再利用Canny算法进行边缘检测。采用矩阵栅格方法获取蚕体的空间坐标，通过二值图像中的黑、白色像素的最近的空间分布来判断进给均匀性，通过二值图像中的黑、白像素占全图像的黑、白像素的比例来决定进给速率。智能供电马达进行的试验表明，当决定幼苗的位置时，幼苗的错误率较大，其准确性就会降低。另外，在精确性、采集方式、非接触监测等方面对图像智能化的要求下，需要从多视角获取图像数据，提升图像识别的效能。

在安防领域的应用。在安防系统中，图像识别是其中主要的应用技术。面部识别技术采用新的方法来实现对面部重要部位（如眼睛，鼻子，嘴巴等）的精确识别和特征的抽取。在现实生活中，不管是在公共场合，还是在海关查验环节，都能迅速、精确地进行身份验证。比如，在机场安检通道内，高清相机采集旅客的脸部图像，通过比对已有的人脸特征，实现快速识别，极大地提升了安检工作的效率和安全性。汽车牌照的自动识别是车辆行驶过程中的关键环节。采用字符分割与车牌图像辨识相结合的方法，完成汽车自动辨识。在ITS中，车牌号码、车型、车速等是车辆行驶过程中的重要组成部分。以市区交通管制为例，利用牌照辨识的电子警务系统，会自动捕捉并记录违章行为，如冲红灯、超速等，从而为强制实施道路法规提供可信的依据。同时对监测与控制交通状况，减轻城市的道路拥挤程度具有一定的参考价值。

（作者单位：黄河水利职业技术大学信息工程学院）