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一.概述
机器视觉是人工智能正在快速发展的一个分支,很大程度上可以替代人眼进行测量和判断。在文物识别中经常需要对文物进行检查和测量,随着机器视觉的日益发展,将来可使用机器视觉来完成。通过机器视觉可以测量出文物的具体尺寸,可以对文物具体的年代和种类进行大体的判断,还能实现对文物缺陷的检测和修缮。本文主要通过对机器视觉知识的讲解,对机器视觉在文物识别中的应用提出设想。
二.机器视觉简介
机器视觉(machine Vision)是一个系统的概念,它是机器和视觉的结合。机器主要指的是机械、运动、控制,视觉主要指的是视(硬件)、觉(软件)。它运用现代控制技术、计算机技术及传感器技术,实现光电结合。
主要把机器视觉分为两部分:硬件和软件,硬件部分主体就是相机本体,它可以分为相机、光源、镜头三块,软件就有很多,主要实现的功能就是对拍摄的设备进行分析识别。
工业相机有多种分类,多种类型,其中一种分类为智能型和非智能型相机。结合本文章提出的文物识别设想,应选用智能相机。
光源的目的是将被测物体与背景尽量明显分别,获得高品质、高对比度的图像。它直接影响处理精度和速度,甚至系统的成败,因此光源的好坏,直接决定了项目的成败。主要的光源类型有低角度光源,低角度扩散光源,条形光源,低角度环形光源,高角度环形光源,同轴光源,平行光源,背光。
光源选择的原则是尽量选择低角度环形光源,选择上暗光源比亮光源好,光线均匀,没有色斑。测量尽量用波长短的光。同轴光、平行光测划痕。
图像处理软件有很多,这些软件的原理主要是把拍摄的相片转换为数据,它通过分析图片中的各像素点,以及本身的分辨率进行判断。计算出每个像素代表的距离,可以很好的把拍摄的相片還原出想要的数据。
除了正常的数据测量,软件还可以对物品样式进行模板确认,可以提前给软件中提供模板,当拍摄物品时,可以把拍摄到的物品和模板进行比较,并计算出相似度。如图1所示,方框内是一个模板特征,我们拿拍摄的物品和这个特征进行比较,会计算出一个分数,如此图中得分为0.962(满分为1),通过此得分可以判断出该物品和模板是否相似。
软件还能通过Blob分析,进行缺陷检测,识别物品表面缺陷。如下图2所示,可以快速分析出一钢板表面划痕及斑点。
三.应用设想
通过机器视觉可以成功实现以下功能:1.对文物尺寸进行快速测量,大量的减少劳动力2.通过对历史文物的模板收集,建立数据库,根据文物样式的差别,对文物进行区分,帮助判断文物年代。3.快速识别文物表面缺陷,修缮文物。
我们开采文物的过程中,对文物的具体数据都需要精密测量,并保存数据。这工作量是很大,如果我们采用机器视觉就能很好的解决这一问题。我们只需把需要测量的文物,放在固定的相机拍摄区域内,相机就能精确的测出物体的各个数据,并能快速的进行整理和保存。很大程度上的减少了工作人员的工作量。
文物断代归类。我们可以建立一条自动的检测流水线,物体经过流水线到相机区域拍照,相机能根据我们提供的模板数据库,直接对文物进行归类,如书画、瓷器、石器、玉器、陶器、铜器、铁器等等。还可以根据文物的形状特征,大概估计文物的年代范围,帮助工作人员快速分析减少误判。
文物缺陷探测。通过机械视觉我们还能对文物表面缺陷进行检测,找到缺陷的位置并精确定位,配合自动化生产线,还能批量对损伤的文物进行修缮。
四.推广意义
机器视觉的功能十分强大,对于文物识别工作帮助很大,因此有了此设想,将视觉技术和文物识别工作结合在一起。通过这一新型技术,精确,快速的识别文物,甚至可以结合自动化流水线,对文物进行修缮管理。
作者简介:
王伟 (1986.11--); 性别:男;籍贯:江西省新余人;学历:工程硕士,毕业于江西理工大学控制工程专业;研究方向:电气控制与自动化
机器视觉是人工智能正在快速发展的一个分支,很大程度上可以替代人眼进行测量和判断。在文物识别中经常需要对文物进行检查和测量,随着机器视觉的日益发展,将来可使用机器视觉来完成。通过机器视觉可以测量出文物的具体尺寸,可以对文物具体的年代和种类进行大体的判断,还能实现对文物缺陷的检测和修缮。本文主要通过对机器视觉知识的讲解,对机器视觉在文物识别中的应用提出设想。
二.机器视觉简介
机器视觉(machine Vision)是一个系统的概念,它是机器和视觉的结合。机器主要指的是机械、运动、控制,视觉主要指的是视(硬件)、觉(软件)。它运用现代控制技术、计算机技术及传感器技术,实现光电结合。
主要把机器视觉分为两部分:硬件和软件,硬件部分主体就是相机本体,它可以分为相机、光源、镜头三块,软件就有很多,主要实现的功能就是对拍摄的设备进行分析识别。
工业相机有多种分类,多种类型,其中一种分类为智能型和非智能型相机。结合本文章提出的文物识别设想,应选用智能相机。
光源的目的是将被测物体与背景尽量明显分别,获得高品质、高对比度的图像。它直接影响处理精度和速度,甚至系统的成败,因此光源的好坏,直接决定了项目的成败。主要的光源类型有低角度光源,低角度扩散光源,条形光源,低角度环形光源,高角度环形光源,同轴光源,平行光源,背光。
光源选择的原则是尽量选择低角度环形光源,选择上暗光源比亮光源好,光线均匀,没有色斑。测量尽量用波长短的光。同轴光、平行光测划痕。
图像处理软件有很多,这些软件的原理主要是把拍摄的相片转换为数据,它通过分析图片中的各像素点,以及本身的分辨率进行判断。计算出每个像素代表的距离,可以很好的把拍摄的相片還原出想要的数据。
除了正常的数据测量,软件还可以对物品样式进行模板确认,可以提前给软件中提供模板,当拍摄物品时,可以把拍摄到的物品和模板进行比较,并计算出相似度。如图1所示,方框内是一个模板特征,我们拿拍摄的物品和这个特征进行比较,会计算出一个分数,如此图中得分为0.962(满分为1),通过此得分可以判断出该物品和模板是否相似。
软件还能通过Blob分析,进行缺陷检测,识别物品表面缺陷。如下图2所示,可以快速分析出一钢板表面划痕及斑点。
三.应用设想
通过机器视觉可以成功实现以下功能:1.对文物尺寸进行快速测量,大量的减少劳动力2.通过对历史文物的模板收集,建立数据库,根据文物样式的差别,对文物进行区分,帮助判断文物年代。3.快速识别文物表面缺陷,修缮文物。
我们开采文物的过程中,对文物的具体数据都需要精密测量,并保存数据。这工作量是很大,如果我们采用机器视觉就能很好的解决这一问题。我们只需把需要测量的文物,放在固定的相机拍摄区域内,相机就能精确的测出物体的各个数据,并能快速的进行整理和保存。很大程度上的减少了工作人员的工作量。
文物断代归类。我们可以建立一条自动的检测流水线,物体经过流水线到相机区域拍照,相机能根据我们提供的模板数据库,直接对文物进行归类,如书画、瓷器、石器、玉器、陶器、铜器、铁器等等。还可以根据文物的形状特征,大概估计文物的年代范围,帮助工作人员快速分析减少误判。
文物缺陷探测。通过机械视觉我们还能对文物表面缺陷进行检测,找到缺陷的位置并精确定位,配合自动化生产线,还能批量对损伤的文物进行修缮。
四.推广意义
机器视觉的功能十分强大,对于文物识别工作帮助很大,因此有了此设想,将视觉技术和文物识别工作结合在一起。通过这一新型技术,精确,快速的识别文物,甚至可以结合自动化流水线,对文物进行修缮管理。
作者简介:
王伟 (1986.11--); 性别:男;籍贯:江西省新余人;学历:工程硕士,毕业于江西理工大学控制工程专业;研究方向:电气控制与自动化