觀物理前沿講座有感(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 技術(shù)、生物技術(shù)、空間技術(shù)和海洋技術(shù)等諸多領(lǐng)域的一場(chǎng)信息控制技術(shù)革命。這次科技革命不僅極大地推動(dòng)了人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)、政治、文化領(lǐng)域的變革，而且也影響了人類生活方式和思維方式，使人類社會(huì)生活和人的現(xiàn)代化向更高境界發(fā)展。正是從這個(gè)意義上講，第三次科技革命是迄今為止人類歷史上規(guī)模最大、影響最為深遠(yuǎn)的一次科技革命，是人類文明史上不容忽視的一個(gè)重大事件。四、總結(jié)歷史上的三次產(chǎn)業(yè)革命使得我們整個(gè)世界發(fā)生了翻天覆地的變化，社會(huì)進(jìn)步，生活方便，經(jīng)濟(jì)騰飛，政治完善等等，都是它的碩果，這三次產(chǎn)業(yè)革命所帶來(lái)的影響是不可估量的。當(dāng)今時(shí)代，物理學(xué)前沿領(lǐng)域的重大成就又將會(huì)引領(lǐng)著人類文明進(jìn)入一片新天地，物理學(xué)的不斷進(jìn)步必將對(duì)社會(huì)的發(fā)展和人類生活的改善產(chǎn)生不可估量的影響。致謝：由衷的謝謝老師對(duì)我們的細(xì)心授課，讓我們獲益良多！第三篇：前沿講座計(jì)算機(jī)視覺(jué)學(xué)科前沿知識(shí)計(jì)算機(jī)視覺(jué)就是用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人的視覺(jué)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)人的視覺(jué)功能，通常是指用攝像機(jī)和計(jì)算機(jī)代替人眼對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別、跟蹤和測(cè)量等，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)客觀的三維世界的識(shí)別。人與其他動(dòng)物一樣，視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感官功能的產(chǎn)生，首先在于進(jìn)化過(guò)程中生存的需要。根據(jù)美國(guó)心理學(xué)家Gibson的理論，人的視覺(jué)不管有多少用處，但主要功能可概括為適應(yīng)外界環(huán)境和控制自身的運(yùn)動(dòng)?？吹狡嚊_過(guò)來(lái)，你會(huì)趕快回避；看到前面有激流，你不會(huì)冒然趟過(guò)去?！斑m應(yīng)外界環(huán)境和控制自身的運(yùn)動(dòng)”還是比較抽象的概念。事實(shí)上，為了適應(yīng)外界環(huán)境和控制自身的運(yùn)動(dòng)，視覺(jué)系統(tǒng)需要能識(shí)別物體（可想而知，一個(gè)人連親戚、同事、朋友都不認(rèn)識(shí)，會(huì)怎樣生活），能判斷物體的運(yùn)動(dòng)以及確定物體的形狀和方位（否則，無(wú)法抓取物體）。所以，物體識(shí)別、物體定位、物體三維形狀恢復(fù)和運(yùn)動(dòng)分析，就構(gòu)成了計(jì)算機(jī)視覺(jué)的主要研究?jī)?nèi)容。隨著自動(dòng)化水平不斷的提高，機(jī)器視覺(jué)在自動(dòng)化行業(yè)中應(yīng)用也是越來(lái)越多，而機(jī)器視覺(jué)在我國(guó)可以說(shuō)處于剛起步發(fā)展階段，機(jī)器人視覺(jué)是一門(mén)新興的發(fā)展迅速的學(xué)科，八十年代以來(lái), 機(jī)器人視覺(jué)的研究已經(jīng)歷了從實(shí)險(xiǎn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用的發(fā)展階段。從簡(jiǎn)單的二值圖象處理到高分辨率多灰度的圖象處理,從一般的二維信息處理到三維視覺(jué)機(jī)理以及模型和算法的研究都取得了很大的進(jìn)展。而計(jì)算機(jī)工業(yè)水平的飛速提高以及人工智能、并行處理和神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)等學(xué)科的發(fā)展,更促進(jìn)了機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)的實(shí)用化和涉足許多復(fù)雜視覺(jué)過(guò)程的研究。目前，機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)正在廣泛地應(yīng)用于視覺(jué)檢測(cè)、機(jī)器人的視覺(jué)引導(dǎo)和自動(dòng)化裝配領(lǐng)域中。在現(xiàn)代化的大生產(chǎn)之中，視覺(jué)檢測(cè)往往是不可缺少的環(huán)節(jié)。比如，汽車零件的外觀，藥品包裝的正誤，IC字符印刷的質(zhì)量，電路板焊接的好壞等等，都需要眾多的檢測(cè)工人，通過(guò)肉眼或結(jié)合顯微鏡進(jìn)行觀測(cè)檢驗(yàn)。大量的人工檢測(cè)不僅影響工廠效率，而且?guī)?lái)不可靠的因素，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量與成本。另外，許多檢測(cè)的工序不僅僅要求外觀的檢測(cè)，同時(shí)需要準(zhǔn)確獲取檢測(cè)數(shù)據(jù)，比如零件的寬度，圓孔的直徑，以及基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)等等，這些工作則是很難靠人眼快速完成。近年來(lái)發(fā)展迅猛的機(jī)器視覺(jué)技術(shù)解決了這一問(wèn)題。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)一般采用CCD照相機(jī)攝取檢測(cè)圖象并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，再采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)硬件與軟件技術(shù)對(duì)圖象數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，從而得到所需要的各種目標(biāo)圖象特征值，并由此實(shí)現(xiàn)模式識(shí)別，坐標(biāo)計(jì)算，灰度分布圖等多種功能。然后再根據(jù)其結(jié)果顯示圖象，輸出數(shù)據(jù)，發(fā)出指令，配合執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成位置調(diào)整，好壞篩選，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等自動(dòng)化流程。與人工視覺(jué)相比較，機(jī)器視覺(jué)具有精確，快速，可靠，和易數(shù)字化等優(yōu)點(diǎn)。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的輸入裝置可以是攝像機(jī)、轉(zhuǎn)鼓等，它們都把三維的影像作為輸入源，即輸入計(jì)算機(jī)的就是三維管觀世界的二維投影。如果把三維客觀世界到二維投影像看作是一種正變換的話，則機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)所要做的是從這種二維投影圖像到三維客觀世界的逆變換，也就是根據(jù)這種二維投影圖像去重建三維的客觀世界。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)主要由三部分組成：圖像的獲取、圖像的處理和分析、輸出或顯示。將近80%的工業(yè)視覺(jué)系統(tǒng)主要用在檢測(cè)方面，包括用于提高生產(chǎn)效率、控制生產(chǎn)過(guò)程中的產(chǎn)品質(zhì)量、采集產(chǎn)品數(shù)據(jù)等。產(chǎn)品的分類和選擇也集成于檢測(cè)功能中。例如生產(chǎn)線上的單攝像機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)，它的視覺(jué)系統(tǒng)用來(lái)檢測(cè)生產(chǎn)線上的產(chǎn)品，決定產(chǎn)品是否符合質(zhì)量要求，并根據(jù)結(jié)果，產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)輸入上位機(jī)。圖像獲取設(shè)備包括光源、攝像機(jī)等；圖像處理設(shè)備包括相應(yīng)的軟件和硬件系統(tǒng)；輸出設(shè)備是與制造過(guò)程相連的有關(guān)系統(tǒng)，包括過(guò)程控制器和報(bào)警裝置等。數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，進(jìn)行分析和產(chǎn)品控制，若發(fā)現(xiàn)不合格品，則報(bào)警器告警，并將其排除出生產(chǎn)線。機(jī)器視覺(jué)的結(jié)果是CAQ系統(tǒng)的質(zhì)量信息來(lái)源，也可以和CIMS其它系統(tǒng)集成。由于沒(méi)有通用的機(jī)器視覺(jué)照明設(shè)備，所以針對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用實(shí)例，要選擇相應(yīng)的照明裝置，以達(dá)到最佳效果。過(guò)去，許多工業(yè)用的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)用可見(jiàn)光作為光源，這主要是因?yàn)榭梢?jiàn)光容易獲得，價(jià)格低，并且便于操作。常用的幾種可見(jiàn)光源是白幟燈、日光燈、水銀燈和鈉光燈。但是，這些光源的一個(gè)最大缺點(diǎn)是光能不能保持穩(wěn)定。以日光燈為例，在使用的第一個(gè)100小時(shí)內(nèi)，光能將下降15%，隨著使用時(shí)間的增加，光能將不斷下降。因此，如何使光能在一定的程度上保持穩(wěn)定，是實(shí)用化過(guò)程中急需要解決的問(wèn)題。另一個(gè)方面，環(huán)境光將改變這些光源照射到物體上的總光能，使輸出的圖像數(shù)據(jù)存在噪聲，一般采用加防護(hù)屏的方法，減少環(huán)境光的影響。由于存在上述問(wèn)題，在現(xiàn)今的工業(yè)應(yīng)用中，對(duì)于某些要求高的檢測(cè)任務(wù)，常采用X射線、超聲波等不可見(jiàn)光作為光源。但是不可見(jiàn)光不利于檢測(cè)系統(tǒng)的操作，且價(jià)格較高，所以，目前在實(shí)際應(yīng)用中，仍多用可見(jiàn)光作為光源。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中，視覺(jué)信息的處理技術(shù)主要依賴于圖像處理方法，它包括圖像增強(qiáng)、數(shù)據(jù)編碼和傳輸、平滑、邊緣銳化、分割、特征抽取、圖像識(shí)別與理解等內(nèi)容。經(jīng)過(guò)這些處理后，輸出圖像的質(zhì)量得到相當(dāng)程度的改善，既改善了圖像的視覺(jué)效果，又便于計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行分析、處理和識(shí)別。圖像的增強(qiáng)用于調(diào)整圖像的對(duì)比度，突出圖像中的重要細(xì)節(jié)，改善視覺(jué)質(zhì)量。通常采用灰度直方圖修改技術(shù)進(jìn)行圖像增強(qiáng)。圖像的灰度直方圖是表示一幅圖像灰度分布情況的統(tǒng)計(jì)特性圖表，與對(duì)比度緊密相連。圖像的數(shù)據(jù)編碼和傳輸，數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)量是相當(dāng)龐大的，一幅512*512個(gè)像素的數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)量為256 K字節(jié)，若假設(shè)每秒傳輸25幀圖像。高信道速率意