計(jì)算機(jī)視覺(jué)傳達(dá)技術(shù)

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計(jì)算機(jī)視覺(jué)傳達(dá)技術(shù)范文第1篇

自從機(jī)場(chǎng)服務(wù)機(jī)器人投入展覽后，一直是該展區(qū)的熱門展項(xiàng)，駐足圍觀的游客絡(luò)繹不絕。對(duì)機(jī)器人的表現(xiàn)，游客也是褒貶不一。有些游客對(duì)機(jī)器人的精彩表演連連稱贊；有些則認(rèn)為機(jī)器人反應(yīng)遲緩、顯得笨重，相比人類的表現(xiàn)，令人失望。

識(shí)別這些行李對(duì)于機(jī)器人來(lái)說(shuō)是不是很困難？機(jī)器人在視覺(jué)方面能否做得更好，能否識(shí)別更復(fù)雜的對(duì)象？它們的目力能否超過(guò)人類？它們究竟能看到什么？

這些問(wèn)題將我們引向了一個(gè)新興的熱門領(lǐng)域：計(jì)算機(jī)視覺(jué)。計(jì)算機(jī)視覺(jué)是人工智能的子學(xué)科，而人工智能則是仿生學(xué)的一種。人工智能旨在模仿人（有時(shí)也包括其他動(dòng)物）的行為和思維，而計(jì)算機(jī)視覺(jué)將模仿的對(duì)象集中在了人眼上，即模仿人“看”的行為。換言之，計(jì)算機(jī)視覺(jué)是一門利用攝影機(jī)和計(jì)算機(jī)代替人眼進(jìn)行圖像獲取、目標(biāo)識(shí)別、跟蹤、測(cè)量、理解和處理的學(xué)科。作為一門交叉學(xué)科，計(jì)算機(jī)視覺(jué)與許多學(xué)科有重要聯(lián)系：機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)生物學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、信號(hào)處理（圖像處理）等。在后面的介紹中，這些學(xué)科間的聯(lián)系將變得更加清晰。

眼睛是人體獲取外界信息最重要的傳感器。它高速、準(zhǔn)確、信息量大，為人的決策和行為提供了豐富的信息。同樣，計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)作為人工智能體的一個(gè)感知器，也常常為決策提供了最重要的信息。那么，一個(gè)理想的計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)究竟完成了什么任務(wù)，又給智能體提供了怎樣的信息呢？

讓我們來(lái)舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子。你走進(jìn)一家咖啡店，發(fā)現(xiàn)你的好友彼得坐在角落里，雙手托著下巴，一臉的不愉快。于是，你決定走過(guò)去安慰一下。假如完成該任務(wù)的不是人類而是機(jī)器人，則要由其計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)獲取圖像，然后對(duì)該圖像進(jìn)行處理，并得到以下信息：1.這是好友彼得；2.他看上去很沮喪。這兩條信息被傳遞給決策器，后者隨即做出了走過(guò)去安慰的計(jì)劃，計(jì)劃則最終被四肢等效應(yīng)器執(zhí)行。

對(duì)人來(lái)說(shuō)，這個(gè)過(guò)程再簡(jiǎn)單、自然不過(guò)，但對(duì)于計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，卻是個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程。對(duì)該圖像進(jìn)行處理的過(guò)程中，計(jì)算機(jī)分別完成了三個(gè)層次的任務(wù)：初級(jí)視覺(jué)、中級(jí)視覺(jué)和高級(jí)視覺(jué)。這樣的分類方式不僅和視覺(jué)任務(wù)的復(fù)雜程度有關(guān)，也和人類在完成這些任務(wù)時(shí)所涉及到的視神經(jīng)和腦神經(jīng)部位有關(guān)。在以下的篇幅中我們將介紹一些分別屬于這三個(gè)層次的典型的計(jì)算機(jī)視覺(jué)任務(wù)。

初級(jí)視覺(jué)

現(xiàn)代數(shù)字成像技術(shù)使計(jì)算機(jī)視覺(jué)成為可能。利用CCD或CMOS等感光原件，可獲得數(shù)字化的圖像。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)像素進(jìn)行處理的任務(wù)即屬于初級(jí)視覺(jué)。在挖掘出圖像中包含的信息時(shí)，首先需要對(duì)圖像進(jìn)行一些處理，以便能夠執(zhí)行更高級(jí)的任務(wù)。圖像的主體和背景之間、同一表面上不同的材質(zhì)和顏色之間等都會(huì)形成邊界，從圖像中提取出邊、角、點(diǎn)等特征能幫助計(jì)算機(jī)理解圖像，并利用濾波的方式進(jìn)行邊界特征提取。像濾波這樣的信號(hào)處理方法在初級(jí)視覺(jué)中被廣泛應(yīng)用，除了特征提取外，還有降噪、平滑等。

圖像上各種顏色的像素并不是隨機(jī)分布的，它們一般都在圖像上形成一定含義的組合。比如，草地是由綠色的像素拼合成的，而天空是由大量的藍(lán)色像素組成的。找到這樣的具有相同屬性的像素形成的像素塊稱為分割。當(dāng)然，提取邊界可以幫助分割圖像，但是簡(jiǎn)單地把所有的邊界分割出的區(qū)域都作為具有相同屬性的像素塊是否正確呢？這正是圖像分割最具有挑戰(zhàn)性的。比如一副斑馬圖片，計(jì)算機(jī)如何知道斑馬的嘴不是背景的一部分呢？這就涉及到了圖像的語(yǔ)義。在給圖像進(jìn)行初級(jí)分割后，更精確的分割任務(wù)就要交給中級(jí)或高級(jí)視覺(jué)了。

人類有兩只眼睛，同樣，機(jī)器人也可以通過(guò)安裝兩個(gè)經(jīng)過(guò)標(biāo)定的攝像頭來(lái)實(shí)現(xiàn)雙目視覺(jué)，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)距，即分辨物體在三維空間中的位置。上文的例子中，雙目視覺(jué)可以依據(jù)透視原則和遮擋的關(guān)系來(lái)幫助視覺(jué)系統(tǒng)確定彼得所坐的位置，比如在第二張桌子和第三張桌子之間。

中級(jí)視覺(jué)

中級(jí)視覺(jué)是建立在初級(jí)視覺(jué)的計(jì)算結(jié)果上的。在執(zhí)行中級(jí)視覺(jué)任務(wù)時(shí)，不僅使用了實(shí)時(shí)的初級(jí)視覺(jué)計(jì)算結(jié)果，還結(jié)合了一定的視覺(jué)經(jīng)驗(yàn)。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，平時(shí)生活中我們所看到的，被桌上的杯子遮擋的部分也是桌子的一部分；上文斑馬深色的口鼻部并非背景的一部分，而是斑馬的一部分。事實(shí)上，這些結(jié)合經(jīng)驗(yàn)的視覺(jué)任務(wù)可以首先被應(yīng)用到分割任務(wù)中。中級(jí)視覺(jué)中的分割不再是僅僅依靠顏色將圖像分為若干個(gè)像素塊，而是產(chǎn)生更有意義、更精確的分割，這樣的分割不是僅靠邊界提取就能夠?qū)崿F(xiàn)的。分割算法不計(jì)其數(shù)，常用的有類聚的方法、基于特征向量的方法、基于圖論的方法、期望最大化、概率的方法（貝葉斯方法）等。

在經(jīng)驗(yàn)的幫助下，視覺(jué)系統(tǒng)可以通過(guò)擬合的方式來(lái)解釋甚至糾正圖像中的變形或缺失。比如，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)桌子的邊一般是直的，則視覺(jué)系統(tǒng)在提取到桌子的部分邊緣或拐點(diǎn)后，就可以用直線來(lái)擬合被遮擋而缺失的部分，或因攝像頭的棱鏡引起的失真。這樣，機(jī)器人在走向彼得時(shí)就能避免撞到桌子。

經(jīng)驗(yàn)也并非是絕對(duì)正確的，此刻看到的也許是經(jīng)驗(yàn)中所缺失的。通過(guò)一個(gè)加權(quán)的概率模型，視覺(jué)系統(tǒng)可以將目前觀察到的圖像和經(jīng)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)，從而對(duì)未來(lái)的狀態(tài)做一個(gè)預(yù)測(cè)。這樣的方法常常被用于跟蹤，也就是在一幀幀連續(xù)播放的畫面中，根據(jù)目標(biāo)在以前和目前圖像中的位置來(lái)預(yù)測(cè)目標(biāo)在未來(lái)圖像中的位置。比如高速公路上的車輛跟蹤系統(tǒng)，系統(tǒng)用從對(duì)象上提取出的特征點(diǎn)（紅色）來(lái)定位目標(biāo)。視覺(jué)跟蹤常用的算法有卡爾曼濾波器、非線性動(dòng)態(tài)模型等。

目前的中級(jí)計(jì)算機(jī)視覺(jué)研究受到了心理學(xué)和認(rèn)知科學(xué)的影響。比如格式塔心理學(xué)對(duì)基于經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知整體的中級(jí)視覺(jué)有較大貢獻(xiàn)。

高級(jí)視覺(jué)

也許高級(jí)視覺(jué)才是計(jì)算機(jī)視覺(jué)中最有趣的一部分，因?yàn)樗侨祟愐曈X(jué)中至今還無(wú)法被完全解密的部分（也許連部分解密都談不上）。當(dāng)你站在雜亂、昏暗的酒桌前，從看到的圖像中識(shí)別出沮喪的彼得時(shí)，整個(gè)過(guò)程只需要0.3秒。事實(shí)上，現(xiàn)代處理器的運(yùn)算速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人類視神經(jīng)和大腦中神經(jīng)突觸的信息傳遞速度。但人類視覺(jué)的功能是如此的強(qiáng)大，以至于計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到人類的水平。較新的研究表明，人類發(fā)達(dá)的視覺(jué)系統(tǒng)得益于一套大規(guī)模并行計(jì)算系統(tǒng)──不計(jì)其數(shù)的神經(jīng)元形成的視覺(jué)通路，它就像一張有無(wú)數(shù)節(jié)點(diǎn)的計(jì)算網(wǎng)絡(luò)，信息在其中往返傳遞。

高級(jí)視覺(jué)任務(wù)幾乎都圍繞著兩個(gè)字展開(kāi)：識(shí)別。識(shí)別是給對(duì)象貼上標(biāo)簽的過(guò)程，即給對(duì)象附上含有語(yǔ)義的名稱或描述。這是一種高級(jí)的視覺(jué)活動(dòng)，需要學(xué)習(xí)、聯(lián)想等更高級(jí)的大腦活動(dòng)的參與。拿圖像的分割任務(wù)來(lái)說(shuō)，圖像不僅被分割成獨(dú)立的像素塊，視覺(jué)系統(tǒng)還為每個(gè)像素塊貼上“標(biāo)簽”，比如“窗子”、“桌子”、“酒瓶”、“彼得的臉”等。通過(guò)模板比對(duì)，視覺(jué)系統(tǒng)將彼得的臉和經(jīng)驗(yàn)中的圖像聯(lián)系了起來(lái)，從而引起了系統(tǒng)的興趣。從彼得的臉上提取的特征中，視覺(jué)系統(tǒng)還解讀出了彼得的沮喪。于是在隨后的圖像中，視覺(jué)系統(tǒng)都將注意力放在了彼得的臉上，試圖跟蹤該對(duì)象。視覺(jué)系統(tǒng)在繼續(xù)跟蹤的同時(shí)，將從圖像中得到的信息發(fā)送給決策器。

即使是當(dāng)代最成功的算法和視覺(jué)系統(tǒng)都無(wú)法像人類一般高效地識(shí)別物體。對(duì)我們來(lái)說(shuō)，識(shí)別 “一個(gè)瓷杯”處于不同狀態(tài)似乎并不怎么困難，但對(duì)計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)卻不容易。杯子可以有不同的擺放姿勢(shì)、不同的光照強(qiáng)度和顏色、出現(xiàn)在畫面中的不同位置、可能有的部分被遮擋，如果按不同狀態(tài)就是不同的杯子這一點(diǎn)來(lái)判斷，那就可能誤判為存在不計(jì)其數(shù)的各式各樣的杯子（即外觀的區(qū)別）。在絕大多數(shù)計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)中，目標(biāo)都被要求符合一些限制條件，否則，計(jì)算機(jī)視覺(jué)將成為不可能的任務(wù)。由此可見(jiàn)，在雜亂、昏暗的酒桌一角發(fā)現(xiàn)彼得對(duì)計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是多不容易的一件事情。

對(duì)人類來(lái)說(shuō)，識(shí)別并非與生俱來(lái)的本領(lǐng)。嬰兒睜大眼睛看著陌生的世界，他們的視覺(jué)實(shí)踐是從測(cè)距、分割開(kāi)始的。幼兒幾乎每時(shí)每刻都在努力學(xué)習(xí)如何給圖片貼標(biāo)簽。他們學(xué)習(xí)得很快，低齡兒童不僅可以成功地識(shí)別物品，還可以在一定程度上察言觀色，感受到由表情傳達(dá)的情緒。通過(guò)獎(jiǎng)勵(lì)和帶教，可以加速兒童的學(xué)習(xí)過(guò)程。

通過(guò)這樣的啟發(fā)，高級(jí)視覺(jué)還將依賴機(jī)器學(xué)習(xí)這門學(xué)科。機(jī)器學(xué)習(xí)是研究如何通過(guò)算法讓計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)人類的學(xué)習(xí)過(guò)程，從而讓計(jì)算機(jī)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)單枯燥的任務(wù)，還能夠向智能邁進(jìn)一步。作為人工智能領(lǐng)域的核心學(xué)科，機(jī)器學(xué)習(xí)如百家爭(zhēng)鳴，不斷取得著新的成績(jī)。當(dāng)今重要的機(jī)器學(xué)習(xí)算法有人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、支持向量機(jī)、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)等。

至今，計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)最為成功的案例，莫過(guò)于手寫數(shù)字識(shí)別。MNIST是使用最廣泛的手寫數(shù)字庫(kù)，為各類識(shí)別算法提供了一比高下的平臺(tái)。MNIST中含有七萬(wàn)幅邊長(zhǎng)為28個(gè)像素的圖像。目前最出色的識(shí)別算法一般都可以達(dá)到1%以內(nèi)的錯(cuò)誤率。然而，MNIST只是對(duì)目標(biāo)的外觀做了有限多的變化，并沒(méi)有涉及到有如杯子在不同狀態(tài)下的各種變化。而且，28×28=784個(gè)像素的圖片實(shí)在很小，如果處理普通大小的照片，視覺(jué)系統(tǒng)的運(yùn)算量就會(huì)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，甚至讓超級(jí)計(jì)算機(jī)都無(wú)能為力。

計(jì)算機(jī)視覺(jué)傳達(dá)技術(shù)范文第2篇

對(duì)此，麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家埃爾?卡利歐比認(rèn)為，無(wú)法回應(yīng)人的感情，是計(jì)算機(jī)的一大硬傷，因?yàn)檫@樣一來(lái)，用戶有許多需求將無(wú)法得到滿足，要想讓計(jì)算機(jī)做出有效的回應(yīng)，用戶不得不費(fèi)一番工夫輸入相關(guān)指令。

為了消弭人與計(jì)算機(jī)之間的這道鴻溝，埃爾?卡利歐比發(fā)明了一系列技術(shù)，使計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別人們發(fā)自內(nèi)心的各種肢體語(yǔ)言，包括面部表情等等。有了這些技術(shù)，計(jì)算機(jī)有朝一日將成為人們更加得力的左膀右臂。

表情識(shí)別

埃爾?卡利歐比并不是第一個(gè)試圖建立面部表情數(shù)據(jù)庫(kù)的研究人員，但她不像其他人那樣，僅僅止步于讓計(jì)算機(jī)識(shí)別實(shí)驗(yàn)室里記錄在案的那六種頗為夸張的基本表情，而是讓它“琢磨”人們?cè)谌粘Ｉ钪胁唤?jīng)意間流露出來(lái)的種種不易察覺(jué)的細(xì)微表情。“要想攻克這個(gè)難關(guān)，我們必須推動(dòng)計(jì)算機(jī)視覺(jué)和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的尖端研究。”埃爾?卡利歐比表示。

為了將這個(gè)難題化整為零，各個(gè)擊破，她在人的臉上做了24處標(biāo)記，然后訓(xùn)練了一臺(tái)計(jì)算機(jī)，讓它識(shí)別人們?cè)谧霾煌谋砬椋ū热绨櫭迹r(shí)，這24塊臉部肌肉發(fā)生的變化。埃爾?卡利歐比在六大洲征集了成千上萬(wàn)名志愿者，這些志愿者用電腦自帶的攝像頭拍下了他們觀看視頻時(shí)的面部表情，然后將拍下來(lái)的照片發(fā)給埃爾?卡利歐比。這些照片匯集起來(lái)，共同組成了她所說(shuō)的世界上最大的面部表情數(shù)據(jù)庫(kù)。

眼鏡和腕帶

在這項(xiàng)技術(shù)投入試驗(yàn)應(yīng)用的早期階段，研究人員發(fā)明了一款內(nèi)置攝像頭的眼鏡，這款眼鏡能夠幫助那些有情緒識(shí)別障礙的患者讀懂別人的心情。比方說(shuō)當(dāng)你戴著眼鏡同別人交談時(shí)，如果對(duì)方感到無(wú)聊，鏡片上的小燈管就會(huì)發(fā)出某種顏色的燈光，將這個(gè)信息傳達(dá)給你。

據(jù)說(shuō)埃爾?卡利歐比自己就在把玩一款頭戴式攝像機(jī)，無(wú)論是在實(shí)驗(yàn)室里還是在日常生活中，她都與之形影不離，每次都會(huì)把這款攝像機(jī)藏在她的頭巾里。

埃爾?卡利歐比還開(kāi)發(fā)了一款腕帶，這款腕帶能夠測(cè)量皮膚電傳導(dǎo)性，這項(xiàng)指標(biāo)與情緒激發(fā)有關(guān)，因此可用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)腕帶佩戴者的焦慮程度。

應(yīng)用現(xiàn)狀

到目前為止，面部識(shí)別技術(shù)主要用于幫助廣告商家更好地了解廣告對(duì)于觀眾產(chǎn)生的影響。研究人員在網(wǎng)上召集了數(shù)量龐大的志愿小組，這些小組的成員允許研究人員跟蹤記錄他們?cè)谟^看廣告時(shí)的面部表情，并對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)上講，埃爾?卡利歐比還是希望自己的技術(shù)能夠走進(jìn)課堂，幫助老師們判斷什么樣的教學(xué)材料在學(xué)生當(dāng)中反響最好。

計(jì)算機(jī)視覺(jué)傳達(dá)技術(shù)范文第3篇

國(guó)內(nèi)外網(wǎng)站設(shè)計(jì)差距

國(guó)外用戶在網(wǎng)站風(fēng)格上不習(xí)慣艷麗、花哨的色彩和網(wǎng)站建設(shè)風(fēng)格，他們比較鐘情于簡(jiǎn)潔、平淡而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娘L(fēng)格，即使許多大型網(wǎng)站建設(shè)也是這種風(fēng)格。國(guó)外網(wǎng)站在首頁(yè)頁(yè)面上通常不會(huì)放置太多內(nèi)容，也很少放置廣告，他們傾向于將首頁(yè)做成各類功能、板塊的引導(dǎo)界面，即使有內(nèi)容表現(xiàn)，也是比較簡(jiǎn)潔的，不超過(guò)2屏，完全不像國(guó)內(nèi)網(wǎng)站喜歡堆積大量廣告和內(nèi)容。國(guó)外傳統(tǒng)網(wǎng)站比較講究網(wǎng)站的實(shí)用性和便利性，他們會(huì)花很多時(shí)間去制作很多周到實(shí)用的細(xì)節(jié)，功能雖然大多平實(shí)但很有效。國(guó)外網(wǎng)站對(duì)安全性的要求非常高，許多服務(wù)和功能都需要進(jìn)行安全連接，而國(guó)內(nèi)只有交易、銀行等網(wǎng)站才會(huì)注意到。

國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)文化建設(shè)相對(duì)滯后，目前國(guó)內(nèi)網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)中最突出的問(wèn)題就是用色。把國(guó)內(nèi)網(wǎng)站和國(guó)外網(wǎng)站放在一起做比較,我們不得不承認(rèn)國(guó)外網(wǎng)站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及用色的水平！國(guó)外網(wǎng)站很講究用色的度，決不胡亂用色，而整體配色的協(xié)調(diào)性與風(fēng)格的一致性都恰到好處，相比之下，國(guó)內(nèi)站點(diǎn)在設(shè)計(jì)中都將這些因素忽略掉了，網(wǎng)頁(yè)顏色數(shù)量過(guò)多、互不相干的兩種色彩放在一起、搭配不協(xié)調(diào)，缺乏統(tǒng)一的風(fēng)格，而網(wǎng)站的設(shè)計(jì)人員，設(shè)計(jì)思路受到上司和客戶的制約，尤其在專業(yè)公司更存在這種現(xiàn)象，既要有優(yōu)秀的設(shè)計(jì)，又要符合客戶的口味，實(shí)際工作中也有一定的難度。網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的根本在于經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)，但只有能產(chǎn)生美感的設(shè)計(jì)才能吸引用戶的注意，并且必須同時(shí)注重形式和內(nèi)容。部分網(wǎng)頁(yè)的設(shè)計(jì)確實(shí)很注重形式上的美，使得觀賞者能夠被其第一外表吸引，但細(xì)細(xì)品味卻味如嚼蠟，毫無(wú)滋味。再有一些設(shè)計(jì)者使用統(tǒng)一的規(guī)格要求的空間模板，使得制作和內(nèi)容的排布能更加規(guī)范。但是這樣的方式會(huì)使得整個(gè)網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)缺乏創(chuàng)造性和獨(dú)立性。清一色的版式不會(huì)給用戶帶來(lái)任何視覺(jué)上的美感，反而會(huì)使人產(chǎn)生厭煩情緒，從而使網(wǎng)頁(yè)的宣傳性起到適得其反的效果。

多媒體技術(shù)在網(wǎng)站設(shè)計(jì)應(yīng)用中面臨的問(wèn)題

多媒體藝術(shù)與技術(shù)的結(jié)合還處于發(fā)展階段。目前的多媒體藝術(shù)已經(jīng)有了一定的技術(shù)支持，不僅結(jié)合了聲音、圖像、視頻、文字的超級(jí)文本，可以鏈接到無(wú)窮無(wú)盡的其他文本之中，還可以由多種路徑進(jìn)入，展示給人們的是它無(wú)處不在的交互性。多媒體藝術(shù)的主要特征體現(xiàn)在如下幾點(diǎn):第一，具有很強(qiáng)的虛擬性。通過(guò)多媒體藝術(shù)可以進(jìn)行虛擬性表現(xiàn)或構(gòu)建一些非真實(shí)的幻想。盡管這種幻想是虛構(gòu)且不真實(shí)的。第二，具有深刻的觀念性。藝術(shù)家通過(guò)聲音藝術(shù)、錄像藝術(shù)、互動(dòng)裝置以及攝影藝術(shù)來(lái)傳達(dá)的視聽(tīng)藝術(shù)或者說(shuō)用視聽(tīng)語(yǔ)言來(lái)表詞達(dá)意，增加觀者的感官意識(shí)；第三，具有廣泛的公共性。多媒體藝術(shù)利用電影、電視、錄像、互聯(lián)網(wǎng)等多種手段積極地投入到大眾文化與消費(fèi)文化之中，對(duì)公共文化具有極強(qiáng)的影響力；其四，具有很強(qiáng)的時(shí)效性與流行性。多媒體藝術(shù)多善于抓住某些大眾比較感興趣的娛樂(lè)性新聞、文化熱點(diǎn)等比較時(shí)髦的話題來(lái)進(jìn)行及時(shí)的快捷性的報(bào)道與傳播，它的藝術(shù)符號(hào)極易與流行文化接軌，從而成為一種非常具有先鋒性與前衛(wèi)感的藝術(shù)樣式。但目前一些藝術(shù)家在創(chuàng)作過(guò)程中受到多種因素的限制，有的是因?yàn)橼s不上多媒體技術(shù)發(fā)展的步伐，也有的是因藝術(shù)家自身學(xué)科性的問(wèn)題，對(duì)于一些創(chuàng)意構(gòu)思不能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)編程或軟件編程的技術(shù)實(shí)現(xiàn)，因而并不能將多媒體藝術(shù)的特點(diǎn)發(fā)揮到極致，因而要想使多媒體藝術(shù)這一新興的藝術(shù)形式與現(xiàn)有的藝術(shù)形式更好的結(jié)合，只有通過(guò)不斷的探索和實(shí)踐。

我國(guó)多媒體藝術(shù)經(jīng)歷了從局部到整體、從單一到多元化、從模仿到原創(chuàng)的發(fā)展過(guò)程，正在步入全面快速發(fā)展的新階段。現(xiàn)代多媒體藝術(shù)是當(dāng)代信息科學(xué)技術(shù)與藝術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，多媒體技術(shù)對(duì)于多媒體藝術(shù)來(lái)說(shuō)是非常重要的，不但增加了藝術(shù)表現(xiàn)形式，而且實(shí)現(xiàn)了很多傳統(tǒng)方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)的特效，更重要的是它提高了創(chuàng)作的實(shí)效。可再怎么重要的技術(shù)也只是手段，僅僅是創(chuàng)作者手中的工具，它可以建構(gòu)出多媒體藝術(shù)的“形”，但是多媒體藝術(shù)獨(dú)特的“神”則需要探索和創(chuàng)新。如果沒(méi)有藝術(shù)工作者的大腦，那么這個(gè)“神”是再發(fā)達(dá)的電腦技術(shù)，再精端的設(shè)備也創(chuàng)作不出來(lái)的。多媒體藝術(shù)在今后的發(fā)展中將更加貼近我們的學(xué)習(xí)、工作和生活，它將是我們以后信息交流的重要手段。隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，多媒體技術(shù)將融入更多新的技術(shù),以后的發(fā)展前景將更加廣闊，內(nèi)容將更加豐富。現(xiàn)在它的技術(shù)改進(jìn)、創(chuàng)新都跟計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。多媒體藝術(shù)依附于多媒體技術(shù)的發(fā)展，具有無(wú)限的生命力。今天的多媒體藝術(shù)還處在一個(gè)雛形階段，有待我們更具創(chuàng)造性的去思考和塑造。

多媒體應(yīng)用于網(wǎng)站制作一直是多媒體應(yīng)用的一個(gè)重要方面。由于多媒體的傳輸涉及到聲音、圖像、視頻以及數(shù)據(jù)等多個(gè)方面，由于多媒體網(wǎng)絡(luò)的視頻傳輸主要有兩種形式：一是采用MPEG-1和MPEG-2壓縮（也就是VCD和DVD）的傳輸方式，另一種是視頻會(huì)議的形式，因而多媒體寬帶傳輸網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用還是很多的，主要包括遠(yuǎn)程教學(xué)、視頻點(diǎn)播、以及各種多媒體信息在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸。因此需要寬頻帶，但目前國(guó)內(nèi)條件的限制網(wǎng)絡(luò)傳輸頻帶還不能適應(yīng)多媒體的發(fā)展要求，因此，在這方面的多媒體應(yīng)用發(fā)展受到了一定的限制。目前網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的目標(biāo)是盡可能的使多媒體用戶可以通過(guò)現(xiàn)有的電話網(wǎng)、有線電視網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)交互式寬帶傳輸網(wǎng)絡(luò)。

多媒體技術(shù)的發(fā)展方向

多媒體技術(shù)的應(yīng)用可以從高端研究型應(yīng)用和普及型應(yīng)用兩個(gè)方面來(lái)分析。高端研究型應(yīng)用：指的是新一代信息系統(tǒng)的建立。這一新的信息系統(tǒng)是以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的，是一種第二代的高速互聯(lián)網(wǎng)，它既可以集合各種媒體全方位信息，又具有高性能計(jì)算的能力，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器與人的實(shí)時(shí)交互功能等等。最具代表性的便是美國(guó)宇航局聯(lián)合26個(gè)國(guó)家的研究人員所進(jìn)行的國(guó)際合作空間站的研究、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)應(yīng)用等。普及型應(yīng)用：主要是網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)與一些家用電器的結(jié)合。可能會(huì)相應(yīng)出現(xiàn)兩個(gè)方向來(lái)實(shí)現(xiàn)這種結(jié)合。一是計(jì)算機(jī)向音頻、視頻的應(yīng)用方向來(lái)推進(jìn)，例如微軟總裁比爾.蓋茨提出的“維納斯”計(jì)劃；另一個(gè)是音頻、視頻向計(jì)算機(jī)方面的推進(jìn)，具有代表性的就是Sony公司在多媒體游戲方面的創(chuàng)新。

計(jì)算機(jī)視覺(jué)傳達(dá)技術(shù)范文第4篇

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程監(jiān)控;安全管理;橋梁工程

1項(xiàng)目簡(jiǎn)介

長(zhǎng)山大橋是遼寧省、大連市重點(diǎn)交通工程項(xiàng)目之一，東北地區(qū)第一座真正意義的跨海大橋。項(xiàng)目全長(zhǎng)3.38公里，建設(shè)特大橋1座1.79公里,采用雙向四車道一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn),主橋采用雙塔雙索面三跨預(yù)應(yīng)力混凝土矮塔斜拉橋，主跨260米為國(guó)內(nèi)目前同類型結(jié)構(gòu)最大跨徑，引橋跨徑布置為25×50米，現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。

2遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的提出

由于大橋施工受地理位置、氣候條件等各種因素影響，施工安全風(fēng)險(xiǎn)很大。為向各界參觀人士展示施工情況,實(shí)時(shí)監(jiān)控并記錄特殊工序施工過(guò)程，確保施工安全，實(shí)施音視頻監(jiān)控系統(tǒng)集成工程，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)、視頻壓縮技術(shù)、決策支持系統(tǒng)等現(xiàn)代高技術(shù)融為一體，以對(duì)施工全過(guò)程進(jìn)行跟蹤、監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)信息化的施工管理。

3關(guān)鍵技術(shù)

（1）激光夜視技術(shù)：激光照明角度要求大小可變，可以單獨(dú)遠(yuǎn)程控制，也可以與變焦攝像機(jī)同步變化，保持照明角度與成像視場(chǎng)角一致。（2）遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控技術(shù)：圖像信號(hào)可在局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)上傳送，在每臺(tái)授權(quán)終端上都可直接觀看施工現(xiàn)場(chǎng)情況，某些特定終端可對(duì)各監(jiān)控前端進(jìn)行攝像機(jī)云臺(tái)控制（具有較高權(quán)限的用戶）。（3）橋墩防撞預(yù)警：結(jié)合大橋的實(shí)際情況，利用全球領(lǐng)先的計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)支持的智能化行為分析來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)橋墩防撞預(yù)警。（4）指揮對(duì)講及廣播：項(xiàng)目辦、總監(jiān)辦、項(xiàng)目部在各自辦公室實(shí)現(xiàn)三方對(duì)講，并可對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行廣播，指導(dǎo)工作。

4解決方案

4.1視頻監(jiān)控

結(jié)合項(xiàng)目辦、總監(jiān)辦、項(xiàng)目部的具體管理需求，以全覆蓋、無(wú)死角為原則，設(shè)置監(jiān)控點(diǎn)，監(jiān)控點(diǎn)的設(shè)置數(shù)量可根據(jù)大橋建設(shè)進(jìn)展情況及相關(guān)管理部門要求進(jìn)行擴(kuò)展和調(diào)整。將所有監(jiān)控信號(hào)，傳送到施工單位監(jiān)控中心，使施工單位在辦公室就能了解監(jiān)控點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)施工的情況。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)專線將監(jiān)控信號(hào)傳輸?shù)酱髽蝽?xiàng)目辦、總監(jiān)辦等監(jiān)督管理部門，這樣大橋項(xiàng)目辦、總監(jiān)辦等就可以在施工現(xiàn)場(chǎng)之外了解大橋監(jiān)控點(diǎn)的情況。

4.2橋墩防撞預(yù)警

用視頻攝像機(jī)獲取當(dāng)前海面視頻圖像,設(shè)定船只過(guò)界報(bào)警區(qū)域，利用設(shè)備內(nèi)嵌的智能分析功能模塊，采用圖像智能分析識(shí)別技術(shù)，全天候?qū)ΡO(jiān)控區(qū)域海面進(jìn)行異常事件檢測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)過(guò)界行駛船舶立即發(fā)出聲光報(bào)警，提醒其離開(kāi)報(bào)警區(qū)域，并將報(bào)警信息（時(shí)間、照片等）上傳到監(jiān)控中心。當(dāng)有異常事件發(fā)生時(shí)，監(jiān)控中心的智能管理軟件會(huì)發(fā)出語(yǔ)音報(bào)警，提示當(dāng)前發(fā)生異常事件的地點(diǎn)及事件類型。同時(shí)客戶端上自動(dòng)全屏彈出報(bào)警視頻畫面，便于監(jiān)控中心人員進(jìn)行報(bào)警確認(rèn)和事件應(yīng)急處理。

4.3指揮對(duì)講及廣播

在項(xiàng)目辦、總監(jiān)辦、項(xiàng)目部監(jiān)控中心分別設(shè)置對(duì)講設(shè)備，根據(jù)施工管理需要，在大橋施工相關(guān)區(qū)域共安裝7只室外防水音柱。

4.4網(wǎng)絡(luò)連接

為了解決信息遠(yuǎn)程傳輸?shù)膯?wèn)題，需要向當(dāng)?shù)仉娦胚\(yùn)營(yíng)商租用專線，根據(jù)每路圖像占用0.5M的帶寬計(jì)算，同時(shí)訪問(wèn)全部八路視頻需要帶寬4M，月租費(fèi)為2400元左右。

5投資結(jié)算

硬件系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用33.4萬(wàn)元，光纖接入費(fèi)用6萬(wàn)元，其他費(fèi)用0.6萬(wàn)元，共計(jì)40萬(wàn)元。

6經(jīng)濟(jì)效益分析

公路橋梁施工項(xiàng)目在高峰時(shí)期，線路長(zhǎng)，作業(yè)點(diǎn)多，如果不采用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，而是全部用安全員來(lái)進(jìn)行安全管理的話，基本上每個(gè)作業(yè)點(diǎn)都要有安全員巡視。對(duì)于長(zhǎng)山大橋施工單位來(lái)說(shuō)，在南北岸引橋施工各1名、兩個(gè)主墩各1名、后場(chǎng)加工區(qū)1名，再加上安全工作負(fù)責(zé)人和內(nèi)業(yè)員的話，至少需要7名安全管理人員，這7名安全管理人員的費(fèi)用每年大約50萬(wàn)元（保守估計(jì)），工期4年，總共需要花費(fèi)200萬(wàn)元。而現(xiàn)實(shí)情況更加殘酷，目前行業(yè)內(nèi)專業(yè)安全管理人員的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了實(shí)際需要和政策的要求（每5000萬(wàn)元造價(jià)配備一名安全員，長(zhǎng)山大橋投資5.79億）。應(yīng)用遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，施工單位只需要在現(xiàn)場(chǎng)配置2名巡視安全員即可，安全部長(zhǎng)在辦公室全面觀察現(xiàn)場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題直接聯(lián)系安全員去處理，甚至可以直接通過(guò)廣播喊話來(lái)解決問(wèn)題。項(xiàng)目辦和總監(jiān)辦也可以這樣做。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)一次性投資40萬(wàn)元，施工單位4名安全管理人員（安全部長(zhǎng)1人，現(xiàn)場(chǎng)巡視員2人，內(nèi)業(yè)員1人）4年的費(fèi)用大約為112萬(wàn)元，相比之下節(jié)約了四分之一的費(fèi)用，更是解決了安全管理人員不足的問(wèn)題。

7技術(shù)特點(diǎn)總結(jié)

（1）監(jiān)管更具實(shí)效性與針對(duì)性。工程管理人員可隨時(shí)掌握施工現(xiàn)場(chǎng)的安全狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故苗頭,消除安全隱患,甚至直接通過(guò)廣播進(jìn)行指揮，擬補(bǔ)了現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督管理的一些缺陷和不足。隨著無(wú)線寬帶技術(shù)的推廣與應(yīng)用，更可使高層管理者們出差途中隨時(shí)了解工地進(jìn)展情況。（2）降低安全管理成本，提高管理效率。為了安全管理不留死角，必須有足夠數(shù)量的安全管理人員來(lái)分擔(dān)安全管理任務(wù)，由于遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)一個(gè)人就可以宏觀監(jiān)控全局，并及時(shí)傳達(dá)信息，這樣就可以適當(dāng)減少現(xiàn)場(chǎng)安全員的數(shù)量，提高管理效率。（3）便于對(duì)已發(fā)生的事故進(jìn)行調(diào)查、分析、處理。施工過(guò)程被錄像存儲(chǔ)備份，可隨時(shí)查看監(jiān)控信息，對(duì)已發(fā)生的事故進(jìn)行調(diào)查分析。

8結(jié)語(yǔ)

計(jì)算機(jī)視覺(jué)傳達(dá)技術(shù)范文第5篇

關(guān)鍵詞：ROS；機(jī)器人；Ubuntu

20世紀(jì)以來(lái)隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展及人類對(duì)于自身的不斷了解，機(jī)器人的研究也在不斷深入。現(xiàn)階段雖能做出外表、走路等接近人類的機(jī)器人，但這些都屬于前沿領(lǐng)域，研究門檻高，實(shí)際的商業(yè)用途不是很廣，所以大多還停留在樣品階段，走進(jìn)市場(chǎng)的很少。借助互聯(lián)網(wǎng)和智能手機(jī)的大潮，嵌入式處理器正在完成以前臺(tái)式處理器做不到的事情，于是現(xiàn)階段機(jī)器人又被重新定義。在目前的消費(fèi)領(lǐng)域，某些配備智能處理器和具有互聯(lián)網(wǎng)功能的產(chǎn)品也被認(rèn)為是機(jī)器人，如圖1所示的兩款國(guó)內(nèi)廠家生產(chǎn)的機(jī)器人產(chǎn)品。圖1所示的機(jī)器人屬于生活工具類，一般放置在家中，無(wú)法自行移動(dòng)，采用嵌入式處理器，帶有攝像頭、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊、顯示模塊，可以連接手機(jī)，通過(guò)手機(jī)App對(duì)機(jī)器人進(jìn)行相關(guān)設(shè)置，同時(shí)機(jī)器人攝像頭采集到的圖像也能實(shí)時(shí)傳給手機(jī)，和手機(jī)進(jìn)行語(yǔ)音對(duì)講。機(jī)器人還帶有語(yǔ)音識(shí)別模塊，若向它詢問(wèn)“明天天氣如何”，他會(huì)從網(wǎng)絡(luò)獲取天氣信息然后作出回答。這些放置在家中的機(jī)器人也可以實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)測(cè)的功能，通過(guò)手機(jī)實(shí)時(shí)查看家中的監(jiān)控影像或通過(guò)適配各種傳感器以實(shí)時(shí)洞悉，比如貼在門窗后面的加速度傳感器，當(dāng)門窗被動(dòng)作時(shí)傳感器給機(jī)器人發(fā)出信號(hào)，機(jī)器人隨即通過(guò)設(shè)定的方式進(jìn)行報(bào)警。

圖2所示為兩款國(guó)外生產(chǎn)的機(jī)器人，其最主要的特點(diǎn)是可以運(yùn)動(dòng)，屬于智能玩具的范疇。這些機(jī)器人可以連接智能手機(jī)，通過(guò)手機(jī)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行設(shè)置，然后把手機(jī)當(dāng)做機(jī)器人的操作桿，操作其做出各種運(yùn)動(dòng)，達(dá)到娛樂(lè)的目的。同時(shí)，機(jī)器上裝有攝像頭，可以在手機(jī)上同步看到機(jī)器人攝像頭拍攝到的視頻畫面。但也有一些創(chuàng)新，如左邊的機(jī)器人在星戰(zhàn)電影里有原形，用手機(jī)攝像頭對(duì)準(zhǔn)該機(jī)器人，通過(guò)手機(jī)端的AR技術(shù)，在手機(jī)屏幕里可以給機(jī)器人加上各種效果，增加娛樂(lè)性。

還有一些具有特殊用途的機(jī)器人，如掃地機(jī)器人，其根據(jù)內(nèi)部的路徑算法清潔地面，同時(shí)能自動(dòng)避開(kāi)障礙物，并于電量即將耗盡時(shí)自動(dòng)返回充電樁充電。

今后服務(wù)機(jī)器人的趨勢(shì)會(huì)是以上列舉的這些機(jī)器人的集大成者，即在軟件智能和C械運(yùn)動(dòng)方面不斷發(fā)展。軟件智能通過(guò)高性能的嵌入式處理器實(shí)現(xiàn)視頻處理、網(wǎng)絡(luò)連接和語(yǔ)音識(shí)別等技術(shù)。機(jī)械運(yùn)動(dòng)則先搭配單片機(jī)和步進(jìn)電機(jī)，通過(guò)輪子的滾動(dòng)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)，通過(guò)增加機(jī)械零件和改進(jìn)算法來(lái)逐步實(shí)現(xiàn)動(dòng)物甚至人體的肢體行走。圖3所示框圖列出了實(shí)現(xiàn)具有該功能機(jī)器人需要采用的技術(shù)。

高性能嵌入式處理器上運(yùn)行著機(jī)器人的核心系統(tǒng)。攝像頭采集視頻圖像，并對(duì)圖像中的事物進(jìn)行一些簡(jiǎn)單判別，如識(shí)別人臉，對(duì)靜態(tài)事物的圖像采集也能讓機(jī)器人辨別障礙物，或計(jì)算出靜態(tài)事物的大致幾何圖形甚至尺寸。對(duì)動(dòng)態(tài)事物的圖像采集，機(jī)器人可以計(jì)算出動(dòng)態(tài)事物的運(yùn)動(dòng)軌跡甚至速度。4G和WiFi&BT模塊屬于無(wú)線通信模塊，有了無(wú)線通信機(jī)器人才能得到自身之外的更多信號(hào)，并將自身的信息傳達(dá)給別人。語(yǔ)音識(shí)別模塊能讓機(jī)器人識(shí)別聲音，顯示&觸摸屏只是機(jī)器人與外界交互的一種方式，GPS模塊能讓機(jī)器人知道自己的位置信息，存儲(chǔ)模塊除了存儲(chǔ)機(jī)器人的系統(tǒng)和各類軟件外，也能讓機(jī)器人具有記憶功能。攝像頭采集視頻圖像并計(jì)算，計(jì)算結(jié)果可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊中，當(dāng)遇到類似的計(jì)算時(shí)就可以判別事物，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)模塊將這類信息傳遞出去分享給更多的機(jī)器人。單片機(jī)管理著機(jī)器人各類基礎(chǔ)模塊，步進(jìn)電機(jī)控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，各類傳感器讓機(jī)器人有了感知外界環(huán)境的能力。紅外模塊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)一些外部電器的操控，電池和電池管理模塊為整個(gè)機(jī)器人的運(yùn)轉(zhuǎn)提供能量。

硬件結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)服務(wù)機(jī)器人運(yùn)算和控制的基礎(chǔ)，在高性能嵌入式處理器上運(yùn)行的操作系統(tǒng)進(jìn)行服務(wù)機(jī)器人具體的運(yùn)算和控制，相當(dāng)于機(jī)器人的靈魂。目前主流的三大機(jī)器人操作系統(tǒng)有Ubuntu，Android和ROS。Android軟件平臺(tái)使用較廣泛，ROS為專用的機(jī)器人軟件平臺(tái)。要實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)機(jī)器人的運(yùn)算和控制，軟件平臺(tái)需要解決以下問(wèn)題：

（1）分布式計(jì)算現(xiàn)代機(jī)器人系統(tǒng)往往需要多個(gè)計(jì)算機(jī)同時(shí)運(yùn)行多個(gè)進(jìn)程，當(dāng)多個(gè)機(jī)器人需要協(xié)同完成一個(gè)任務(wù)時(shí)，需要互相通信來(lái)支撐任務(wù)完成；用戶通過(guò)臺(tái)式機(jī)、筆記本或者移動(dòng)設(shè)備發(fā)送指令控制機(jī)器人，而人機(jī)交互接口可以認(rèn)為是機(jī)器人軟件的一部分。

（2）軟件復(fù)用隨著機(jī)器人研究的快速推進(jìn)，誕生了一批應(yīng)對(duì)導(dǎo)航、路徑規(guī)劃、建圖等通用任務(wù)的算法。當(dāng)然，任何一個(gè)算法實(shí)用的前提是其能夠應(yīng)用于新的領(lǐng)域，且不必重復(fù)實(shí)現(xiàn)。

（3）快速測(cè)試為機(jī)器人開(kāi)發(fā)軟件比其他軟件開(kāi)發(fā)更具有挑戰(zhàn)性，主要是因?yàn)檎{(diào)試準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)，且調(diào)試過(guò)程復(fù)雜。何況受硬件維修、經(jīng)費(fèi)有限等條件限制，未必隨時(shí)有機(jī)器人可供使用。

ROS作為機(jī)器人專用的軟件平臺(tái)，可在ARM搭配Ubuntu的環(huán)境下運(yùn)行，對(duì)服務(wù)機(jī)器人的運(yùn)算和控制進(jìn)行了諸多優(yōu)化，大大增強(qiáng)了其實(shí)用性。

（1）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)設(shè)計(jì)

一個(gè)使用ROS的系統(tǒng)包括一系列進(jìn)程，這些進(jìn)程存在于多個(gè)不同的主機(jī)并且在運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)端對(duì)端的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)系。雖然基于中心服務(wù)器的那些軟件框架也可以實(shí)現(xiàn)多進(jìn)程和多主機(jī)的優(yōu)勢(shì)，但在這些框架中，當(dāng)各電腦通過(guò)不同的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接時(shí)，中心數(shù)據(jù)服務(wù)器就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。

ROS的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)設(shè)計(jì)以及服務(wù)和節(jié)點(diǎn)管理器等機(jī)制可以分散由計(jì)算機(jī)視覺(jué)和語(yǔ)音識(shí)別等功能帶來(lái)的實(shí)時(shí)計(jì)算壓力，適應(yīng)多機(jī)器人遇到的挑戰(zhàn)。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)設(shè)計(jì)示意如圖4所示。

（2）多語(yǔ)言支持

在寫代碼時(shí)，許多編程者會(huì)比較偏向某一些編程語(yǔ)言。這些偏好是個(gè)人在每種語(yǔ)言的編程時(shí)間、調(diào)試效果、語(yǔ)法、執(zhí)行效率以及各種技術(shù)和文化的原因?qū)е碌摹榻鉀Q這些問(wèn)題，我們將ROS設(shè)計(jì)成語(yǔ)言中立性框架結(jié)構(gòu)。ROS現(xiàn)在支持許多種不同的語(yǔ)言，如C++、Python、Octave和LISP，同時(shí)還包含其他語(yǔ)言的多種接口實(shí)現(xiàn)。

（3）精簡(jiǎn)與集成

大多數(shù)已經(jīng)存在的機(jī)器人軟件工程包含了可以在工程外重復(fù)使用的驅(qū)動(dòng)和算法，不幸的是，由于多方面的原因，大部分代碼的中間層都過(guò)于混亂，以至于很難提取出它的功能，也很難把它們從原型中提取出來(lái)應(yīng)用到其他方面。

為了應(yīng)對(duì)這種趨勢(shì)，我們鼓勵(lì)將所有的驅(qū)動(dòng)和算法逐漸發(fā)展成為和ROS沒(méi)有依賴性單獨(dú)的庫(kù)。ROS建立的系統(tǒng)具有模塊化的特點(diǎn)，各模塊中的代碼可以單獨(dú)編譯，而且編譯使用的CMake工具使它很容易的就實(shí)現(xiàn)精簡(jiǎn)的理念。ROS將復(fù)雜的代碼封裝在庫(kù)里，只創(chuàng)建一些小的應(yīng)用程序?yàn)镽OS顯示庫(kù)的功能，允許對(duì)簡(jiǎn)單代碼超越原型進(jìn)行移植和重新使用。作為一種新加入的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)代碼在庫(kù)中分散后單元測(cè)試也變得非常容易，一個(gè)單獨(dú)的測(cè)試程序可以測(cè)試庫(kù)中很多的特點(diǎn)。

（4）工具包豐富

為了管理復(fù)雜的ROS軟件框架，利用大量小工具來(lái)編譯和運(yùn)行多種多樣的ROS組建，從而設(shè)計(jì)成了內(nèi)核，而非構(gòu)建一個(gè)龐大的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行環(huán)境，示意圖如圖5所示。

（5）免費(fèi)并且開(kāi)源