復(fù)雜工業(yè)場(chǎng)景模式識(shí)別的探索與研究

丁雪 劉穎

摘 要：隨著對(duì)模式識(shí)別領(lǐng)域研究的深入，場(chǎng)景識(shí)別廣泛應(yīng)用于日常生活中。但對(duì)于復(fù)雜工業(yè)場(chǎng)景識(shí)別的研究還是空白。對(duì)復(fù)雜工業(yè)場(chǎng)景模式識(shí)別的研究，有助于大大提高復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)化程度。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜工業(yè)場(chǎng)景 場(chǎng)景識(shí)別 模式識(shí)別

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2012）12（b）-00-01

近幾年來(lái)，對(duì)場(chǎng)景模式識(shí)別的研究越來(lái)越多，越來(lái)越細(xì)化。但是國(guó)內(nèi)外的研究者都圍繞著對(duì)生活場(chǎng)景和醫(yī)用診斷等方面研究，忽略了重要的復(fù)雜工業(yè)領(lǐng)域。該文針對(duì)復(fù)雜工業(yè)場(chǎng)景模式識(shí)別的問(wèn)題進(jìn)行了探索與研究。

1 場(chǎng)景模式識(shí)別簡(jiǎn)介

1.1 模式識(shí)別簡(jiǎn)介

模式識(shí)別是對(duì)信號(hào)（圖像、視頻、聲音等）進(jìn)行分析，對(duì)其中的物體對(duì)象或行為進(jìn)行判別和解釋的過(guò)程。模式識(shí)別是人類(lèi)的一項(xiàng)基本智能，在日常生活中，人們經(jīng)常在進(jìn)行“模式識(shí)別”。隨著20世紀(jì)40年代計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)以及50年代人工智能的興起，人們當(dāng)然也希望能用計(jì)算機(jī)來(lái)代替或擴(kuò)展人類(lèi)的部分腦力勞動(dòng)。（計(jì)算機(jī)）模式識(shí)別在20世紀(jì)60年代初迅速發(fā)展并成為一門(mén)新學(xué)科。

在模式識(shí)別系統(tǒng)的研究中，模式分類(lèi)是最重要的一個(gè)主題。它的中心任務(wù)就是找出某“類(lèi)”事物的本質(zhì)屬性， 即在一定的度量和觀測(cè)的基礎(chǔ)上把待識(shí)別的模式劃分到各自模式類(lèi)中。

1.2 場(chǎng)景模式識(shí)別簡(jiǎn)介

由于模式識(shí)別的對(duì)象是存在于感知信號(hào)中的物體和現(xiàn)象，那么它研究的內(nèi)容還包括信號(hào)、圖像、視頻的處理、分割、形狀和運(yùn)動(dòng)分析等，以及面向應(yīng)用（如文字識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別、生物認(rèn)證、醫(yī)學(xué)圖像分析、遙感圖像分析等）的方法和系統(tǒng)研究。

場(chǎng)景模式識(shí)別，又叫做場(chǎng)景分類(lèi)。它是根據(jù)視覺(jué)感知組織原理，找出圖像中存在的某些特定區(qū)域，這些區(qū)域可能是整幅圖像，也可能是圖像中的某個(gè)區(qū)域，其目標(biāo)是根據(jù)給定的一組語(yǔ)義類(lèi)別對(duì)圖像數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)注，如海岸、山脈、森林等。

2 復(fù)雜工業(yè)場(chǎng)景模式識(shí)別研究

在現(xiàn)代科技學(xué)術(shù)不斷發(fā)展的今天，怎樣讓計(jì)算機(jī)具有人的智能，是當(dāng)前很多科研工作者研究的主要內(nèi)容。盡管現(xiàn)有的場(chǎng)景分類(lèi)已經(jīng)囊括了海洋、山脈、森林、街道、建筑物等在內(nèi)的生活場(chǎng)景，但是在復(fù)雜工業(yè)場(chǎng)景上的研究與應(yīng)用至今還是空白。本研究主要是服務(wù)于室內(nèi)外移動(dòng)機(jī)器人，應(yīng)用于復(fù)雜工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)等不適宜人工操作的環(huán)境。以往的移動(dòng)機(jī)器人在作業(yè)時(shí)，通常使用傳感器以及超聲波對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行識(shí)別分類(lèi)。本研究則應(yīng)用機(jī)器人視覺(jué)來(lái)對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行識(shí)別。與以前的識(shí)別方法相比，機(jī)器人視覺(jué)更直觀更穩(wěn)定更可靠。

復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備與管道很多，不適宜工人長(zhǎng)期駐守。本研究最終目的在于提高復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)化程度。任何一個(gè)復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)都可以大致分為兩類(lèi)，即室內(nèi)場(chǎng)景與室外場(chǎng)景。室內(nèi)場(chǎng)景即中央控制室，室外場(chǎng)景即現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與管道。這樣，移動(dòng)機(jī)器人在復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)巡視時(shí)，便可依據(jù)這兩類(lèi)來(lái)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作以及蔽障繞行等行為。

3 復(fù)雜工業(yè)場(chǎng)景模式識(shí)別研究流程圖

4 結(jié)語(yǔ)

復(fù)雜工業(yè)場(chǎng)景模式識(shí)別研究的意義重大，不僅可以提高復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)化程度，而且將模式識(shí)別場(chǎng)景分類(lèi)由生活領(lǐng)域和醫(yī)用領(lǐng)域擴(kuò)展到了工業(yè)領(lǐng)域。豐富了模式識(shí)別的內(nèi)容，使模式識(shí)別的研究更

全面。