大学生在图像处理领域创新创业探讨

陈应霞，黄明欢，曹 治，陈 艳

（长江大学计算机科学学院，湖北 荆州 434023）

1 研究背景

图像处理原理是将图像信号转化成数字信号输入到计算机中，利用相关技术对其进行有目的性的处理。图像处理中常用到的方法有图像变换、图像编码压缩、图像增强和复原、图像融合、三维重建、图像分割、图像描述、图像解译等[1-5]。随着高新技术的不断发展，图像处理已成为信息社会中不可分割的一个重要部分，其应用的领域也非常广泛，如卫星遥感成像、医学成像处理、自动驾驶、人脸识别、二维码支付等领域[6-9]。目前，相对前沿的技术应用和创新有很多，具体如下。

飞行器领域里的大疆创新公司，它在飞行器上搭载各种具有图像处理功能的摄像机以及传感器，然后配合智能信息系统，为用户提供各种个性化服务。在搜索领域里，有知名公司微软、谷歌、雅虎以及百度等，它们在各自的搜索平台上都提供了搜索图片的功能，以前的搜索功能仅仅依靠用户上传，平台审核的模式来对图像进行分类，现在可以通过一些先进算法（如智能计算、神经网络、人工智能等）来实现对图片的查找，从而提高搜索的效率和准确率[10-12]。人脸识别是近年来比较热门的一个应用领域，在日常生活随处可见，刷脸支付、刷脸安检、机场刷脸入站等方式早已被大众所认识和接受[13-14]，人脸识别的优点在于全程无接触且操作简单，仅需要一个摄像头便能完成一系列操作和任务。人脸识别的算法有很多，如PCA方法[15]、深度学习方法[16]等，这些方法大都是对人脸的图像矩阵进行特征提取，然后与提前准备好的人脸特征空间训练集进行匹配，从而完成人脸识别[17]。

尽管图像处理技术在众多领域已获得了一系列的创新创业成果，但在传统领域和未知领域里仍有很多创新创业机会，值得我们探讨和挖掘。本文接下来针对高校大学生在图像处理领域创新创业作一些探讨和浅析。

2 大学生在图像处理领域创新创业浅析

目前，大学生创新创业主要还是集中在“互联网+”领域，比如电商平台、APP和微信小程序开发与运营，公众号营销与推广、短视频制作等，这些领域已相对较为成熟，很难再有创新突破。对于在校大学生而言，在该领域再作一些创新创业，难度极大，更为重要的是民间资本也逐渐不再青睐单纯的“互联网+”创新创业了。过去那种单纯地依靠一个好的Idea便能获得资本青睐的模式已经一去不复返了，成功的通道也越来越窄了。当一个应用领域逐渐成为过去式时，就意味着一个崭新的领域即将崛起。当“互联网+”逐渐淡出舞台时，人工智能应用技术逐渐浮出水面，如无人机、汽车无人驾驶、二维码支付、人脸识别、工业机器人等已逐走入到人们的生活中。在这些应用中，有一项重要的技术，那便是图像处理技术。因此，图像处理技术不仅占据了当今一些重要应用领域，而且还会影响着将来的科技发展。基于此，大学生理应跟随时代发展，抢占新的创新创业契机，在图像领域上从事一些创新创业活动。接下来将结合大学生所具备的知识能力和图像处理领域的未来发展方向，在技术研发和技术推广2个层面做一些简单的创新创业探索。在本文中，只选取几个具有代表性的领域作了技术研发创新创业浅析。

2.1 在技术研发上进行创新创业

2.1.1 无人驾驶领域中的创新创业

无人驾驶汽车领域热闹非凡，华为、百度、创维、小米、小鹏、恒大、特斯兰等众多企业相继进入，并投入了大量资金，直至今日，还未量产和销售，其原因是还有很多技术仍未突破，如汽车自动感知天气和环境技术。当遇到恶劣的天气时，汽车如何有效地避让障碍物，如何科学安全地行驶，这都是亟待解决的问题。

众所周知，一般自动驾驶汽车的硬件感知系统是由摄像头、激光雷达和毫米雷达三者组成，其感知易受天气影响，当遇大雨、大雾、大雪时，其决策系统仍不能依据环境变化作出正确变化。因此，可以考虑研发一款自动识别天气和环境变化的系统。在恶劣天气下，该系统自动启用毫米雷达作为主智能控制器。在天气优良时，则自动使用激光雷达和摄像头作为主智能控制器，依次分别提高自动驾驶的安全性和可靠性。当系统启动时，自动连接到气象台、气象局等天气数据的云平台，自动完成天气环境数据动态更新。开发者可以利用神经网络模型，结合各气象平台较为可靠的天气和环境数据作为训练样本，将融合后的特征作为训练依据，从而对各种类型的气象数据进行训练。选择尽量多的训练样本作为参考和比对库，从而保证天气检测（分类）的效率和准确性。接着，将摄像头拍摄到的画面传入到训练好的神经网络模型中进行特征匹配，并将得到的结果写入智能控制器中。智能控制器再根据天气检测结果自动调整摄像头、激光雷达、毫米雷达来进行相应的工作，不同的数据输入通道决定着无人驾驶采取不同的行车决策。

2.1.2 基于深度学习的智能洗车系统

传统的洗车系统利用毛刷对车辆的外表面进行均匀擦拭，然后用强大的水流进行冲刷，这种洗车方式存在一个弊端，即没能分清污渍区域和干净区域，以致存在污渍区域并未洗干净的问题。针对这个问题，可以用图像识别技术，先将汽车整体分割成几个区域（如前后左右等），然后对汽车整体进行拍照成像，按区域输入训练好的神经网络模型进行污渍识别，对每个区域的脏污信息进行分析并根据结果得到一套完整的洗车方案，系统根据该方案控制清洗头的运行来完成自动化清洁。事先准备好足够数量的沾有污渍的车辆图像，将所有图像转化为灰度图，并将图像大小裁剪到系统所要求的范围内。通过设置具有最高识别精度的阈值，将识别好的各个区域信息输入到神经网络模型中进行匹配，再将匹配好的区域进行定位并保存信息。最后，将位置信息传入控制器，对识别出的污渍区域分配更多的清洗时间和清洁强度，从而为车辆提供最佳的清洗方案。

2.1.3 基于电动车识别的电梯轿厢管理系统

近年来，电动车充电爆炸起火事件频频发生，给高层住宅用户带来生命和财产威胁。虽然政府部门和物业管理中心不断呼吁电动车用户不要将电动车推上楼，更不要在家中或楼道充电，但仍有少数人绕过监管将电动车推上楼充电。面对此种行为，物业和业主都深恶痛绝，可又没有切实可行的办法。针对此种情况，可以开发一套电梯轿厢识别系统，当识别是电动车进入电梯时，轿厢无法关闭，电梯停止运行。该系统中，可以采用基于大数据的图像识别技术，首先建立主流品牌的电动车特征数据，当有物体进入电梯轿厢时，将该物体的图像与样本库做对比，判断该物体是否为电动车，若是，则执行轿厢无法关闭和停止运行操作。这套系统可以很好地解决电动车上楼问题，具有很好的应用价值。

2.1.4 基于人脸识别的地铁入口闸机管理系统

随着家庭小汽车的普及，城市交通越来越拥堵，给出行造成极为不便。地铁作为一种快捷、便利的大型公共交通工具，在各大城市越来越受到青睐。在上海，有接近20条地铁线路，地铁已成为市民首先的出行工具。有的地铁线路修在地底下，有的则修在空中，这就需要把安全放在首要位置。目前，地铁入口闸机主要是通过刷公共交通卡、手机NFC、APP扫码等方式进入，安全性还可以提高。

因此，可以开发一套基于人脸识别的闸机管理系统，这样可以确保乘客的信息真实有效，避免人卡、人码不一致的现象，可以极大地提高公共安全。通过该系统可以对进入地铁的乘客进行人脸信息采集、后台数据实时比对分析，发现可疑乘客，由系统发信号给地铁警务人员或相关指挥中心，然后由警务人员和地铁工作人员采取相应的处置措施。这套系统无疑能极大地增强公共交通的安全性。在另一方面，也能很好地辅助疫情溯源，有效地增强疫情防控措施。

2.1.5 登记照APP软件开发

随着手机像素的不断提高，人们逐渐采用手机拍照来记录日常的生活点滴，这导致传统胶卷相机和数码相机逐渐退出历史舞台，给人们造成最直接的影响就是照相馆变得非常少。当人们在求职、升学、出国等各种建档时，需要用到登记相片，此时便突然发现想弄个登记照片是很不容易的。开发一款简单易用的登记照APP软件，还是很有市场需求的。软件大体功能包括换背景（底色）、尺寸大小裁剪、尺寸自定义、抠图、角度校正、美图等功能。软件实现云存储功能，避免因手机损坏、遗失带来相片数据丢失。在现有的一些软件基础上，增加一个新的功能模块——自由市场，即专门针对那些不会使用抠图、校正、修图和美图等功能的客户。当一个客户完成拍照后，可以通过自由市场，发布自己的需求，需求包括照片用途、尺寸大小、颜色、对比度、亮度等，系统将该需求自动生成一个订单，善于修图、美图的人可以通过市场承接订单，订单支付方式可以依托第三方平台，比如淘宝等。当然，也可以在该APP软件上开发支付功能，由APP平台进行资金监管。当甲方发布需求时，甲方先将资金打入平台，由平台监管，乙方承接甲方的项目后，需在系统中做申请操作，经甲方确认同意后，乙方便可进行工作。图片处理工作完成后，由甲方进行验收，验收通过后，平台便把钱打入乙方账户中。

2.2 采用技术推广和营销方式进行创新创业

在创新创业的大学生群体中，既有理工科专业，如电子信息工程、计算机科学与技术、通讯工程、生物技术、化学工程、纺织工程、网络工程等，也有文科专业，如英语、市场营销、工商管理、会计学、企业管理等。因此，大学生除了在技术研发上进行创新创业外，还可以在技术推广和商品推广上进行创新创业。就目前而言，适合大学生创新创业的途径如下。

可以与一些图像研发类企业合作，将其优秀的图像产品或者技术服务通过一些渠道进行推广，这对于市场营销类的大学生尤为合适；可以将自己研发的一些图像技术类产品在申请专利后，再授权给一些企业使用，收取技术专利使用费或直接转让专利；将自己开发的技术接口（API）免费开源提供给相关企业或个人使用，同时对该技术进行实时更新和改进，收取相应的升级服务费或维护费；资源整合型创新创业，将富有创意的图像技术类产品进行提炼、模型设计，参与学校或者机构举办的路演，争取获得资本青睐，将技术和资本进行整合，这也是创新创业思路之一。

3 结论

图像处理技术作为信息科学领域一个热门研究方向，应用范围极广。图像处理技术可根据待解决目标的复杂性，结合一些先进的解决方案和算法，在不同的领域发挥着巨大的作用。本文首先介绍了图像处理技术的基本概念和原理，接着浅析了大学生在图像处理领域创新创业的一些思路，其中包括在技术研发和市场推广两个维度上进行了简单探讨。大学生作为国家发展的新生代力量，引领着时代和科技的进步，理应在图像处理这一核心领域作出一番创新创业举措，从而为国家科技进步作出贡献。