數(shù)字媒體技術(shù)賦能無人機(jī)圖像自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)化研究

摘要：基于現(xiàn)有無人機(jī)圖像自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，結(jié)合數(shù)字媒體技術(shù)處理圖像、分析數(shù)據(jù)等方面優(yōu)勢(shì)，探討優(yōu)化無人機(jī)技術(shù)應(yīng)用的可行路徑。本文旨在闡明數(shù)字媒體技術(shù)賦能無人機(jī)圖像自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的具體應(yīng)用主要領(lǐng)域及意義，并提出優(yōu)化策略，以期助力數(shù)字媒體技術(shù)賦能無人機(jī)圖像自動(dòng)識(shí)別技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)畫面、數(shù)據(jù)等方面精度搜集，提高無人機(jī)數(shù)據(jù)處理效率和經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：數(shù)字媒體技術(shù)；無人機(jī)；圖像自動(dòng)識(shí)別技術(shù)

無人機(jī)作為高效空中平臺(tái)，已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、安防等領(lǐng)域，其性能發(fā)揮與圖像自動(dòng)識(shí)別技術(shù)密切相關(guān)。時(shí)至今日，相關(guān)應(yīng)用數(shù)據(jù)量增長(zhǎng)，圖像信息更趨復(fù)雜，但人工處理方式早已難以滿足需求。而數(shù)字媒體技術(shù)，可以發(fā)揮圖像處理、數(shù)據(jù)分析等方面的手段優(yōu)勢(shì)，助力無人機(jī)實(shí)現(xiàn)圖像識(shí)別的快速精準(zhǔn)，確保其于復(fù)雜環(huán)境中高效準(zhǔn)確完成任務(wù)。因此，基于數(shù)字媒體技術(shù)，進(jìn)行無人機(jī)圖像自動(dòng)識(shí)別技術(shù)應(yīng)用優(yōu)化研究，極具現(xiàn)實(shí)意義。

一、數(shù)字媒體技術(shù)賦能無人機(jī)圖像自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用主要領(lǐng)域和意義

（一）在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精準(zhǔn)又智能

數(shù)字媒體技術(shù)助力無人機(jī)圖像自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，讓傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式發(fā)生了質(zhì)的變化，正逐步走向智能化和精準(zhǔn)化發(fā)展之路^[1]。新世紀(jì)以來，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求趨于多樣化、復(fù)雜化，傳統(tǒng)的生產(chǎn)巡查、監(jiān)測(cè)等方法不再適用，而引入無人機(jī)圖像自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，則大幅提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)了對(duì)動(dòng)植物生產(chǎn)的精準(zhǔn)管理。具體來講，數(shù)字媒體技術(shù)使無人機(jī)圖像自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的圖像處理能力增強(qiáng)，便于利用傳感器等獲取農(nóng)田作物和動(dòng)物活動(dòng)圖像，從空中監(jiān)測(cè)農(nóng)田和捕捉動(dòng)植物生長(zhǎng)狀態(tài)，并分析病蟲害、土壤、動(dòng)物生長(zhǎng)環(huán)境以及植被覆蓋率等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，同時(shí)根據(jù)不同特征分類整理分析，讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理更具科學(xué)的數(shù)據(jù)支持^[2]。另外，利用紅外成像等手段，助力無人機(jī)基于圖像信息，判斷動(dòng)植物生產(chǎn)狀況，生成健康導(dǎo)報(bào)與分布地圖，指導(dǎo)農(nóng)作物精準(zhǔn)施肥和噴灑農(nóng)藥，避免過量施肥等，防止污染環(huán)境和損害人身健康。

（二）在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用，讓環(huán)境監(jiān)測(cè)高效又靈活

基于數(shù)字媒體技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)圖像自動(dòng)識(shí)別技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域上的應(yīng)用，對(duì)于提升環(huán)境保護(hù)及管理效率有顯著作用^[3]。時(shí)下環(huán)境問題嚴(yán)重，而傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段難以進(jìn)行大面積、高頻次、深精度監(jiān)測(cè)，無人機(jī)作用的重要性不言而喻。而數(shù)字媒體技術(shù)，可以讓無人機(jī)搭載多光譜傳感器等，大范圍實(shí)時(shí)采集環(huán)境數(shù)據(jù)，通過深度學(xué)習(xí)算法處理，自動(dòng)識(shí)別分類環(huán)境問題，助力環(huán)境永續(xù)健康發(fā)展。比如，無人機(jī)引入熱成像，識(shí)別水體污染、濕地變化等問題，便于傳輸信息，快速定位，及時(shí)應(yīng)對(duì)，提高監(jiān)測(cè)效率，擴(kuò)大覆蓋面積。利用傳感器搭載無人機(jī)，還可以進(jìn)行空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)了解污染源，明晰擴(kuò)散情況，收集污染數(shù)據(jù)，預(yù)判擴(kuò)散趨勢(shì)，為相關(guān)部門提供相應(yīng)依據(jù)。無人機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)配備水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器，也可以在水域上空完成連續(xù)監(jiān)測(cè)，分析水體污染程度，掌握浮游生物分布情況，了解水面變化數(shù)據(jù)，讓環(huán)境監(jiān)測(cè)高效且靈活。

（三）在智慧城市領(lǐng)域的應(yīng)用，讓城市發(fā)展安全又溫馨

以數(shù)字媒體技術(shù)賦能無人機(jī)圖像自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，推動(dòng)智慧城市建設(shè)，實(shí)現(xiàn)城市管理的智能化和高效化極有必要。在城市化進(jìn)程中，智慧城市建設(shè)面臨多方挑戰(zhàn)，而利用無人機(jī)圖像自動(dòng)識(shí)別助力城市建設(shè)，基于其無與倫比的數(shù)據(jù)處理能力，效果更顯著。比如，智慧城市交通管理中，將數(shù)字媒體技術(shù)和無人機(jī)圖像自動(dòng)識(shí)別技術(shù)相結(jié)合，搭載高清攝像頭、紅外傳感器等，實(shí)時(shí)拍攝交通流量、車速等，自動(dòng)識(shí)別闖紅燈、人車逆行等違章行為，分析、預(yù)測(cè)交通出行高峰及事故發(fā)生情況，便于交管部門精確調(diào)度、安排和管理交通事宜。城市安防領(lǐng)域引入無人機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)，結(jié)合數(shù)字媒體技術(shù)，便于實(shí)現(xiàn)城市監(jiān)控，監(jiān)測(cè)異常行為，開展城市空中巡邏，識(shí)別大型集會(huì)情況等，并跟蹤潛在火災(zāi)等隱患，通過監(jiān)控圖像視頻實(shí)時(shí)傳輸，快速上傳異常情況，即時(shí)反應(yīng)，可大幅提升城市安防能力和幸福指數(shù)。

（四）在智能物流系統(tǒng)的應(yīng)用，讓物流管理高效又經(jīng)濟(jì)

數(shù)字媒體技術(shù)賦能無人機(jī)圖像自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，應(yīng)用于智能物流系統(tǒng)，可以促進(jìn)物流行業(yè)快速走向自動(dòng)化與精準(zhǔn)化。電商行業(yè)的蓬勃發(fā)展，消費(fèi)需求趨于多元，傳統(tǒng)物流配送模式面臨多重挑戰(zhàn)。而無人機(jī)結(jié)合數(shù)字媒體技術(shù)，充分優(yōu)化圖像自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，對(duì)于提升物流運(yùn)營效率，降低運(yùn)行成本，確保安全生產(chǎn)等具有積極作用。具體而言，數(shù)字媒體技術(shù)可以助力無人機(jī)實(shí)現(xiàn)物流配送中的貨物運(yùn)輸、倉儲(chǔ)管理等工作，基于圖像識(shí)別系統(tǒng)精準(zhǔn)識(shí)別貨物外部標(biāo)簽等，輔以自動(dòng)分類、整理包裹和無人機(jī)投遞配送。利用無人機(jī)搭建智能倉庫，通過圖像自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，完成庫內(nèi)貨物實(shí)時(shí)監(jiān)管，快速掃描、定位貨物位置，傳輸數(shù)量和實(shí)時(shí)狀態(tài)等，以優(yōu)化庫存管理和助力緊急救援，提升倉儲(chǔ)管理效率和物流安全水平。

二、數(shù)字媒體技術(shù)賦能無人機(jī)圖像自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)化策略

（一）提升數(shù)據(jù)采集質(zhì)量，確保輸入識(shí)別更優(yōu)

提升數(shù)據(jù)采集質(zhì)量，以選用高分辨率及動(dòng)態(tài)范圍的攝像設(shè)備為首要步驟，據(jù)此方能充分捕捉細(xì)節(jié)，提供多維圖像數(shù)據(jù)，為識(shí)別系統(tǒng)準(zhǔn)確識(shí)別目標(biāo)物體提供保障。結(jié)合視覺、紅外等多種傳感器和圖像模式融合數(shù)據(jù)，可豐富和提升數(shù)據(jù)，并確保其可靠。要避免于強(qiáng)光、陰影等環(huán)境下采集圖像，以確保數(shù)據(jù)采集質(zhì)量。無人機(jī)飛行路徑選擇，應(yīng)確保不受突發(fā)天氣等干擾，便于穩(wěn)定采集圖像。利用圖像降噪，增強(qiáng)色彩對(duì)比，進(jìn)行色彩校正等，提高圖像清晰度，強(qiáng)化細(xì)節(jié)層次，讓后續(xù)自動(dòng)識(shí)別算法的輸入數(shù)據(jù)更清晰。

（二）優(yōu)化圖像識(shí)別算法，打破有限資源桎梏

為打破計(jì)算資源瓶頸，進(jìn)行計(jì)算任務(wù)的邊緣設(shè)備轉(zhuǎn)移，或完成分布式計(jì)算處理。無人機(jī)本身具備簡(jiǎn)單的圖像特征提取功能，復(fù)雜圖像識(shí)別任務(wù)通過5G等進(jìn)行信息傳輸處理，協(xié)同計(jì)算便于充分發(fā)揮無人機(jī)靈活性，大力啟用邊緣設(shè)備計(jì)算能力，同時(shí)規(guī)避計(jì)算資源集中引發(fā)的問題。采用輕量化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提高無人機(jī)計(jì)算能力，確保識(shí)別效率的同時(shí)，減少模型計(jì)算量，提升圖像識(shí)別算法運(yùn)行質(zhì)量，以打破資源限制。

（三）強(qiáng)化實(shí)時(shí)處理能力，有效減少傳輸延遲

深度學(xué)習(xí)模型等圖像識(shí)別算法離不開計(jì)算資源，基于模型壓縮和量化技術(shù)，可縮減模型體積，進(jìn)一步滿足計(jì)算要求。比如，利用剪枝、知識(shí)蒸餾，減少網(wǎng)絡(luò)冗余鏈接和低效參數(shù)，提高執(zhí)行效率。可利用低地軌道衛(wèi)星通信等低延遲通信協(xié)議，減少延遲，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)大規(guī)模圖像數(shù)據(jù)的大容量實(shí)時(shí)傳輸。采用適應(yīng)性網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，減少網(wǎng)絡(luò)波動(dòng)延遲，協(xié)議還可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況實(shí)時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸方式，降低延遲，確保數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定。另外，無人機(jī)完成圖像數(shù)據(jù)采集后，迅速識(shí)別反饋分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)識(shí)別目標(biāo)不明確后重新獲取圖像，或基于多傳感器數(shù)據(jù)補(bǔ)充識(shí)別。

（四）注重安全隱私保護(hù)，實(shí)施端端加密處理

無人機(jī)與地面控制中心傳輸數(shù)據(jù)，采用傳輸層安全協(xié)議等，進(jìn)行數(shù)據(jù)加密處理，防止數(shù)據(jù)傳輸中被截獲篡改。實(shí)現(xiàn)端端加密，確保無人機(jī)與接收端數(shù)據(jù)傳輸通道安全暢通。基于對(duì)稱或非對(duì)稱加密完成圖像數(shù)據(jù)傳輸處理，確保第三方獲取到傳輸中數(shù)據(jù)后未經(jīng)授權(quán)無法解密讀取。為確保端端加密安全，嚴(yán)格管理和保護(hù)密鑰，采用密鑰交換協(xié)議和數(shù)字證書技術(shù)，實(shí)現(xiàn)端端安全通信，驗(yàn)證雙方身份，確保加入的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備合法。為防止圖像泄露個(gè)人隱私信息，進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)去標(biāo)識(shí)化等處理，在圖像數(shù)據(jù)上傳前，利用識(shí)別技術(shù)自動(dòng)識(shí)別并模糊人臉等隱私。

三、結(jié)語

總之，無人機(jī)技術(shù)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，借助圖像識(shí)別行以監(jiān)測(cè)、評(píng)估和處置等，便于及時(shí)獲取精確數(shù)據(jù)。但隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，無人機(jī)圖像自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的更迭迫在眉睫。因此，提升數(shù)據(jù)采集質(zhì)量，確保輸入識(shí)別更優(yōu)，優(yōu)化圖像識(shí)別算法，打破有限資源桎梏，強(qiáng)化實(shí)時(shí)處理能力，有效減少傳輸延遲，注重安全隱私保護(hù)，實(shí)施端端加密處理極有必要。

文章來源：《產(chǎn)品可靠性報(bào)告》 http://00559.cn/w/kj/32519.html