基于相关投影分析的特征提取研究及在图像识别中的应用

第一篇：基于相关投影分析的特征提取研究及在图像识别中的应用

基于相关投影分析的特征提取研究及在图像识别中的应用

摘 要：特征抽取是模式识别研究中的基本。就图像识别而言，抽取有效的图像特征在完成识别任务中十分重要。线性和非线性投影分析在特征抽取中是比较经典且应用范围最广的方法，且取得了成功，在线性和非线性投影分析中主要是处理模式中的特征，不适合大量的表示数据特征中的融合与抽取。

关键词：图像识别；特征提取；图像识别

中图分类号： TP391 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）14-158-2

0 引言

主成分分析的基本思路是找出最优的单位正交矢量集，在线性组合下重建原始样本，重建后样本和原样本间会出现比较小的误差。一般情况下会采用训练样本协方差矩阵方法作为开展基，选择适合的若干最大非零特征的特征向量最终成为主成分或是主分量，模式样本在主成分中的投影系数被称为主成分特征。非线性投影分析

1.1 在流形基础上的特征提取

复杂高维模式样本可能会通过一组维数中出现严重低于样本特征维数实现确定。就几何学而言，上述属性数据简称为流形。将流形假设当成基础，利用流形中的基本性质，研究高维空间数据并简化数据，降低维数，对复杂式的内在规律学习方法进行探寻叫作流形学习。更加严格的表述是：假设数据是均匀采样在一个高维空间中的低维流形，求得对应的嵌入映射，目的是实现维数约减或者是对其可视化需求进行满足。Seung等人在2000年站在的认知角度上对流形角度开展了讨论，确定感知是在流形的方式下存在，并在实验中证明了人脑的确存在稳态流形，这就是在模式识别以及人类的感知中构架其连同桥梁，使得流形学习存在了较为坚实的理论基础。主流行、谱分析以及变分法在本世纪初流形的学习研究中是三个热点，具有代表性的方法是同构映射、局部线性嵌入和拉普拉斯本征映射等。通过以上方法会获取较好的低维可视效果，针对映射非线性，如何得到测试样本低维将会存在一定的困难，对此不适合对特征降维实现直接性的应用。

此时需要注意，若将流形的学习映射转为限制线性投影，流形学习方法线性化方式，取得测试样本低维表示形式会更加容易。在如此的初衷基础上，He等人提出了局部的保持投影以及邻域保持嵌入等，分别通过LE和LLE的线性化方法的基础上，成功应用在人脸识别当中。

1.2 稀疏学习上特征中的提取

针对以上线性投影方法，学习投影向量在所有原始特征变量基础上实现线性组和，做出特征和变量层方面的解释含义较为困难，这是其不能说明什么变量在数据中的表示和分类中的十分关键作用的原因。实践性利用线性投影抽取特征，不但会获取最有效低维特征，还能更清楚了解什么样的维数在压缩中的作用更加关键，进而对未来的数据特征的采集当作指导和参考，同时也可以进一步加深人们对数据的更深层次的理解。一方面可以对关键特征进行少量的收集，降低工作难度及强度；此外还能对算法的时间以及空间效应进行提升。也就是在这一应用背景下，提取样本稀疏特征，正确方式是模式的识别舞台。[1]对系数特征进行提取，在一定基础上引入L0和L1范数同时对其实现优化，其中的一部分表征变量权重系数将0作为目的。0元素对应的变量在特征提取中未做到贡献，因此，稀疏特征就提取本质上可看作特征选择。相关投影分析

2.1 典型相关分析的基本理论和研究

典型相关分析属于经典的多元统计方法，该方法的首次提出者是Hotelling，CCA在很多的领域中都被进行了应用，除了应用价值，在理论上也存在着较为深刻的意义，因而被研究学者所重视，多元回归分析在某种意义上，可以判别分析等数据，被看作归结典型分析的特例。

典型相关分析主要是研究两组的随机矢量数据相关性问题，具体来讲，已经存在的两个已被去掉的均值随机矢量样本X=[x1，x2，…，xn]∈Rp×N和Y=[y1，y2，…，yn]∈Rp×N，CCA的目的是要找出一对投影的方向w和u，对投影后的样本特征进行满足后，z1=wTX和z2=uT之间是存在最大相关性的。通常情况下，投影方可以在最大化准则下将得到函数：

2.2 偏最小二乘基本理论

偏最小二乘的回归分析是在应用领域中对新型多元数据分析法来提取，该理论是Word等人在1983年提出的。近20年后，PLS通过方法、理论、应用取得了十分快速的发展。PLS模型的鲁棒性使得其出现了回归性的分析以及维数压缩分类中的有力工具，在最近几年被广泛应用在了程序控制、图像处理等领域内。

偏最小二乘的基本思想是对两个去掉均值的随机样本X=[x1，x2，x3，…，xN]∈Rp×N和Y=[y1，y2，y3，…，yN]∈Rq×N，找出一对投影方向上w和u，对于投影后样本特征z1=wTX与Z2=uTY相互的最大协方差系数。在投影的方向选择中，可以在最优化情况获得最优的目标函数：

JPLS（w，u）=Cov（z1，z2）=wTSxyu

上式中的约束条件为：wTw=uTu=1，Sxy表示的为两组特征相互间的协方差矩阵。对函数极值准则进行优化，转为两组特征矩阵下SxyTSxy和SxySxyT最大本征值同本征向量的求解相关问题。[3]

图像识别中的应用

3.1 人脸识别

人脸识别是在计算机作为辅助手段下，对静态人脸图像以及动态序列图像实现各种人脸图像的匹配和分类。人脸识别技术可以被看做是模式识别研究中的重点研究内容，这是图像处理、模式识别和计算机视觉较差影响的最为积极的研究方向。人脸识别中的关键性问题是如何在人脸图像中抽取稳定有效的个体特征，并且使其可以和其他个体之间进行区别。这一方式存在多种运用优势。

无侵犯性是人脸识别技术中最大的优点，该技术可在不被识别察觉中实行，基本上不需要被识别者进行合作，更不会造成反感情绪，进而被广泛的运用在安全监控和嫌疑人认定等场景内。

较为自然，人脸识别方式和人类识别特征相互之间有着较高相似度。日常生活中人们相互间的身份识别最直接且对常用的手段就是人脸识别。因此对于其他的生物特征，该方式更易被人接受。

性价比高，在人脸识别中运用的硬件设备十分简单，基本上只需要对普通摄像头进行使用就可以，并且可以利用人脸识别的数据库资源，这种情况下引起的系统成本往往比较低。

交互性强，就人脸识别来看，授权用户交互和配合可有效提升系统可靠性与可用性，就虹膜和指纹等识别系统而言，一般的用户识别并不会发挥正常的作用。

3.2 手写字体识别

在获得字符的特征表示之后，我们可以对投影分析实行二次特征抽取和分类，通过这一方式可以消除原始特征变量的相关性，随后降低特征空间的维数，并且在识别的过程中可以在低维特征空间内实施，进而提升识别的速度。

3.3 图像集的匹配和分类

汇总识别图像的过程，就单复图像的目标可能会遭遇各种问题引起的结果不稳定情况，并且图像会受到光照、视觉以及姿态和距离等多种因素的影响，进而出现鉴别信息不稳定的情况，或是在出现突发事件后造成目标特征不显著的问题。在现实的生活中总是会出现大量的图像资源，并且多数场合是在视频序列下通过多模态的形式而出现的，常见的有多方位以及全天候的视频监控，就相同的监控以及考察对象而言，其中是会存在各种不同的视角以及多个成像方式的问题的。[4]传统的识别方法是在多个图像资源中选取比较高的成像质量，且目标十分明确的一张或者是多个图片，实现分别判断。小结

文章在投影特征的分析基础上开展深入的研究与分析，同时对图像识别在一般情况下的运用进行了详细的介绍，希望可以为相关工作者和研究者提供一定的参考。

参 考 文 献

[1] 施展.图像特征提取与识别的迹空间投影方法研究[D].华南理工大学，2012：10-24.[2] 侯书东.基于相关投影分析的特征提取研究及在图像识别中的应用[D].南京理工大学，2012：15-29.[3] 胡俐蕊.非负矩阵分解方法及其在选票图像识别中的应用[D].安徽大学，2013：21-39.[4] 汤德俊.人脸识别中图像特征提取与匹配技术研究[D].大连海事大学，2013：14-27.

第二篇：多媒体投影系统在教学中的应用

多媒体投影系统在教学中的应用

【摘 要】随着现代科技的发展，多媒体投影系统逐渐走入人们的视线，然而由于多媒体投影系统对大部分人来说是一件新鲜事物，因此其在教学中的应用仍有较大的发展空间。本文就多媒体投影系统在教学中的应用做出讨论。

【关键词】多媒体系统 重要性 应用原理 应用形式

中图分类号：G4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2016.06.178

随着现代科学技术的发展，教育事业的基础设施得到了极大程度上的提高，粉笔末乱飞的课堂中逐渐出现了更具现代化的多媒体投影设备。多媒体投影设备作为新兴的教学辅助工具出现在大众眼前，然而有些教师并没有适当地将多媒体投影系统应用到教学中，因此，多媒体投影系统在教学中的应用仍然有着较大的发展空间。

一、全面看待多媒体投影系统，充分认识其重要性

信息时代的来临为教育事业带来了更多的现代设备，多媒体投影系统就是其中之一，虽然多媒体投影系统已投入多年，有些学校和老师能够熟练地将其应用到教学环节中，为学生营造一个轻松的趣味课堂氛围。但是仍然有些顽固不化的老师拒绝接受新事物，习惯了老一套的板书模式，没有意识到应用多媒体投影系统的重要性。

实现多媒体投影系统的全面应用，首先要充分意识到多媒体投影设备在教学中应用的重要性和必要性。很多老师不肯使用多媒体投影系统，大部分是因为他们觉得多媒体投影系统浪费了课堂时间，而且觉得多媒体投影系统的灵活度不高，并不能随机应变地为学生举出一些新鲜的例子。然而这些说法都是片面的，总的来说，多媒体投影系统的应用是十分有价值的，其在教学中应用的利远大于弊。

首先，多媒体投影系统的应用能够极大地调动起班级同学的听课积极性，也可以在原有的课堂内容上增加课堂的趣味性。传统的教学模式中，老师往往采取的是“满堂灌”的教学方式，全程但当课堂的主人，课程的内容全都由语言或者星星散散的板书呈现给学生。这样的课堂模式虽然已经应用多年，但是趣味性往往较低，很多学生并不愿意全程听老师一个劲儿地口头授课，缺少画面感和自主动脑思考的时间，这样的课堂往往会显得有些枯燥乏味。反观多媒体投影系统，这个系统的应用刚好能够弥补课堂趣味性不够、课堂氛围低沉的缺陷，让学生能够从多媒体投影设备中感受到与以往课堂不同的新鲜感，能够从视觉角度刺激学生进行课堂的听课和学习，减少课堂走神和扰乱秩序的现象，同时也减轻了老师在板书方面的负担。

其次，多媒体投影系统的应用可以极大地调动学生的学习积极性。在以往的教学模式中，老师占据课堂的主导地位，拿着课本一味地为学生讲解什么是什么，学生也只能被动地记录老师讲课的内容，同时，大部分学生的思维跟不上老师讲课的速度，因此课堂学习的积极性往往较低。然而多媒体投影系统却可以提高学生的学习积极性和学习兴趣，例如，老师可以利用多媒体在课间放几首舒缓的歌曲帮助学生缓解大脑的疲劳，或者在课堂上播放某一部分知识的相关视频，可以帮助学生更加直观地进行知识的理解。多媒体投影系统的应用可以使得老师将教学内容更加直观地呈现在学生面前，不用再反复强调了，更多的是点到为止，让学生在了解的基础上自己主动思考。

除此之外，多媒体投影设备的应用还可以提高课堂效率，提高教师的教学质量。作为新潮科学技术的产物，多媒体投影设备主要与电脑连接，可以呈现出更加直观、更加生动地画面，甚至有些内容还可以以视频、声音的形式传递出来，从某种程度上充实了教学内容，使得教学内容能够图文并茂，更加生动活泼。例如，语文教师在课堂上可以播放课本某个话剧的视频片段；生物老师可以为学生准备一个细胞分裂的动态视频；英语老师可以在课堂上给学生播放一段正宗的美国式新闻等等，这些视频的播放虽然看似有些浪费时间，但它们其实都从无形中增加了课堂教学的魅力，更有助于学生的理解，再多的语言描述也不如一个动态过程表现得直观。

二、了解多媒体投影系统的应用原理，掌握其应用方法

教师在意识到多媒体投影设备在教学中应用的重要性之后，一定要及时了解多媒体投影系统的应用原理，并且要能够熟练地掌握其应用方法，避免在课堂上茫然失措，不知道从哪里下手的尴尬场面。

首先，教师要知道多媒体投影系统的组成和使用原理。多媒体投影系统的基本组成包括：信号源、投影机、扩音设备、放音设备以及大屏幕等等，它的使用原理是通过信号源将图片等内容投放到大屏幕上，音频信号由扩音设备放大后经放音设备送出。

其次，教师要懂得多媒体投影系统的应用方法。多媒体投影系统的使用重点就是电脑和投影仪，受到传统教学模式的束缚，很多教师在电脑操作方面都存在很大的问题，尤其是在多媒体投影系统中讲课所必需的word文档以及PPT操作，有些老师操作起来极其不熟练，电脑技术的使用困难也是多媒体系统应用的巨大阻力。教师作为人类灵魂的工程师，在教育学生的同时也要注意自身技能的学习和提高，尤其是要与时俱进，针对自己在电脑技术方面的缺陷狠下决心，多去参加计算机技术的培训班，多做一些电脑方面的练习，从而逐步提高自己在电脑技术应用方面的能力和技能。除了计算机部分的学习，教师还应当及时学习多媒体投影仪的使用方法，遇到不懂的地方一定要问，根据不同型号的投影仪，教师可以阅读这些投影仪设备的相关使用说明，熟练掌握投影设备的应用，以及最好能够面对投影过程中出现的各种问题。

最后，教师一定要在课件的制作上多花点工夫，多媒体系统的授课主要依赖于教学课件，因此，老师在制作课件的时候一定要想办法充实课件的内容，必须服务于课堂授课的知识。多媒体教学课件的制作必须服务于教学，一定要抓准课件的设计主线，贯彻整堂课程的教学内容。教师在制作教学课件的时候一定要从如何提高教学质量入手，同时结合一些图片、文体、音频等等来提高课堂的趣味性，吸引学生的听课兴趣和学习的自主性。多媒体系统应用起来并没有想象中困难，教师可以很容易掌握其中的应用原理和方法，多加练习，熟能生巧。

总而言之，多媒体系统在教学中的应用必不可少，甚至可以在科技逐渐发展的社会中慢慢取代传统的课堂教学模式。同时，我们必须要了解多媒体系统应用的利弊，尽量放大其优点，弱化其缺点，将传统的课本知识与现代的多媒体技术相结合，逐步提高教学的质量，调动学生的学习积极性。

参考文献

[1]马嵘.多媒体投影系统在教学中的应用.[期刊论文]，北京国博电视大学学报，2001（1）.[2].李海霞；钟晓流；宋述强；焦丽珍；李婷；白薇琳.高校教师投影使用现状调查分析[J].现代教育技术.2014（05）

[3].韩更生.谈多媒体投影机在使用中应注意的问题[J].济宁师范专科学校学报.2005（03）

第三篇：扫描电镜及其在储层研究中的应用分析

扫描电镜测试技术原理及其在储层研究中的应用

1、扫描电镜的结构和工作原理

扫描电镜的主要构成分为四部分：镜筒、电子信号的显示与记录系统、电子信号的收集与处理系统、真空系统及电源系统(图 1)。以下是各部分的简介和工作原理。1.1 扫描电镜结构 1.1.1镜筒

镜筒包括电子枪、聚光镜、物镜及扫描系统，其作用是产生很细的电子束(直径约几个nm)，并且使该电子束在样品表面进行扫描，同时激发出各种信号。1.1.2电子信号的收集与处理系统

在样品室中，扫描电子束与样品发生相互作用后产生多种信号，其中包括二次电子、背散射电子、X射线、吸收电子、俄歇(Auger)电子等。在上述信号中，最主要的是二次电子，它是被入射电子所激发出来的样品原子中的外层电子，产生于样品表面以下几nm 至几十nm 的区域，其产生率主要取决于样品的形貌和成份。通常所说的扫描电镜图像指的就是二次电子像，它是研究样品表面形貌的最有用的电子信号。检测二次电子的检测器的探头是一个闪烁体，当电子打到闪烁体上时，就在其中产生光，这种光被光导管传送到光电倍增管，光信号即被转变成电流信号，再经前置放大及视频放大，将电流信号转变成电压信号，最后被送到显像管的栅极。

1.1.3电子信号的显示与记录系统

扫描电镜的图像显示在阴极射线管（显像管）上，并由照相机拍照记录。显像管有两个，一个用来观察，分辨率较低，是长余辉的管子；另一个用来照相记录，分辨率较高，是短余辉的管子。1.1.4真空系统及电源系统

扫描电镜的真空系统由机械泵和油扩散泵组成，其作用是使镜筒内达到 10 托的真空度。电源系统则供给各部件所需的特定电源。

图1 扫描电镜结构图

1.2扫描电镜的基本原理

扫描电镜的电子枪发射出电子束，电子在电场的作用下加速，经过两次电磁透镜的作用后在样品表而聚焦成极细的电子束。该细小的电子束在末透镜的上方的双偏转线圈作用下在样品表而进行扫描，被加速的电子与样品相互作用，激发出各种信号，如二次电子，背散射电子，吸收电子、X射线、俄歇电子、阴极发光等。这些信号被按顺序、成比例的交换成视频信号、检测放大处理成像，从而在荧光屏上观察到样品表而的各种特征图像。

2、扫描电镜在矿物岩石学领域的应用 2.1矿物研究

不同矿物在扫描电镜中会呈现出其特征的形貌，这是在扫描电镜中鉴定矿物的重要依据。如高岭石在扫描电镜中常呈假六方片状、假六方板状、假六方似板状；埃洛石常呈管状、长管状、圆球状;蒙脱石为卷曲的薄片状；绿泥石单晶呈六角板状，集合体呈叶片状堆积或定向排列等。王宗霞等在扫描电镜下观察了硅藻上的形貌，硅藻上多呈圆盘状、板状，根据这一特征即可将它鉴定出来。

矿物特征及残余结构可以推断其成岩环境和搬运演化历史，扫描电镜可对矿物的结构和成分进行分析，为推断矿物的成岩环境和搬运演化历史提供基础资料。矿物颗粒脱离母岩后，在搬运和沉积的过程中必然会受到外界环境的影响。不同的搬运介质、搬运形式以及不同的沉积环境常会在矿物颗粒表而留下反映搬运和沉积的痕迹，因而矿物表而就会具有不同的形状及外貌特征。光学显微镜、差热、化学分析等传统分析方法往往无法将其加以识别，而配接有X射线的能谱仪的扫描电镜能直接观察到矿物变化过程中所发生的结构、形貌等微观现象的变化和形成新矿物的特点，并且可以同时确定其化学元素组成及相对含量的变化，为研究矿物的变化提供了良好的途径。2.2包裹体研究

包裹体是成矿时留在矿物中的遗迹化石，其物质组成反映了成岩成矿时期的介质环境，扫描电镜为分析包裹体物质提供了良好条件。首先，扫描电镜的形貌分析使我们能准确观察包裹体；其次，扫描电镜的能谱分析可以直接对已经打开的包裹体进行分析，从而确定了包裹体的物质组成。单强等利用扫描电镜对四川冕宁稀土矿床早期萤石的单个流体—熔融包裹体进行研究，为进一步证实四川冕宁稀土矿床是一个与盐熔体有关的热液矿床打下坚实的基础。谢玉玲等利用扫描电镜对铜官山铜矿床矽卡岩矿物中的包裹体进行研究，发现其中的石榴石存在二相包裹体，并在透辉石中发现流体包裹体及子矿物。

3、扫描电镜在粘土矿物方面的研究

由于粘上矿物在石油生成、运移、聚集及油气勘探开发研究中的重要作用，利用扫描电镜研究粘上矿物的优越性尤其明显。以往对粘土矿物的分析手段着重于精确分析粘上矿物的成分和晶体结构（如X粉晶衍射等），但对其形态特征及分布研究不多，而粘上矿物在储层中的分布及存在状态、成岩作用的影响、油气运移及开发的影响，使得粘上矿物的形态、分布及其变化的研究更加深入。粘上矿物是以微米为计量单位的质点，一般粘上矿物仅为几个微米，用普通的光学显微镜已经很难区分粘上矿物的成分、形态及分布特征，利用扫描电镜完全可以弥补这一不足。

（1）研究粘上矿物的形态及分布，确定成岩作用过程、成岩阶段及次生变化；

（2）研究粘上矿物的共生组合及变化，确定成岩环境及地球化学背景，如温度、压力、酸碱度；（3）对粘上矿物的成分分析（结合X衍射分析），确定埋藏深度、恢复盆地埋藏史及热演化史、反映油气成熟度。3.1粘土矿物的显微形貌特征

一般来说，在碎屑岩储层中常见的粘土矿物主要有高岭石、伊利石、绿泥石及伊蒙混层等粘土。根据粘土矿物分析结果，24-3构造韩江组和珠江组储层中的粘土矿物主要以伊利石和高岭石为主（图2）。

伊利石：伊利石在24-3构造韩江组和珠江组储层中是较为常见的粘土矿物。在电镜扫描下，其单晶形态呈丝带状，其集合体呈丝缕状（图2-A），通常包裹在颗粒的表面，形成粘土薄膜。

高岭石：高岭石晶体呈假六角片状、假六角板状、假六角似板状，它们依次具有良好的假六角薄片状晶形，部分完整假六角形晶形和表面稍弯曲的较差六角晶形，它们大小约为1-5µm，个别见团粒状，高岭石团粒大小不一，约为0.2-0.7 µm，为细小高岭石晶粒集合体。但西江24-3构造韩江组和珠江组储层中的高岭石，在电镜扫描下常见的单体形态呈假六角片状、假六角板状和微晶粒状（图2-B），集合体形态呈叠片状和扇状、叠板状、蠕虫状。高岭石往往在孔隙中形成定向排列或者杂乱堆积状态充填或半充填着储集层的孔隙。

图2颗粒表面贴附和粒间充填的粘土矿物

3.2粘土矿物在储层中产状特征

电镜扫描下可以直观地看到，粘土矿物的空间分布特征，24-3构造韩江组和珠江组砂岩储层中粘土矿物的产状主要有:孔隙衬垫式、孔隙充填式及粘土桥式。（1）孔隙衬垫式

这种产状是指粘土矿物在碎屑岩颗粒表面呈定向排列，组成连续的贴附于孔隙壁上的薄膜。在镜下看，粘土矿物在颗粒表面排列具明显的方向性，根据其排列方向与颗粒表面夹角的关系，可分为两种：一种是其排列与颗粒表面近于平行另一种是垂直于颗粒表面向孔隙内生长，即栉壳状。

在24-3构造韩江组和珠江组砂岩储层中，具有此类产状的代表性粘土矿物为皱晶状高岭石（图3）和丝缕状伊利石（图2-A）。在镜下，可以观察到高岭石和伊利石主要覆于颗粒表面，在粒间孔隙边缘形成孔隙衬边（图3）。但是由于没有完全把孔隙充填，还保留了一定量的粒间孔隙。

图3高岭石、伊利石在粒间孔隙边缘形成孔隙衬边

（2）孔隙充填式

孔隙充填式是指粘土矿物以分散质点形式充填于孔隙之中。在镜下可以观察到粘土矿物往往以集合体形态充填于孔隙内，按其充填的程度可分为完全充填与不完全充填。在24-3构造韩江组和珠江组砂岩储层中，具有此类产状的较为常见的粘土矿物为高岭石（图4）。在24-3构造中，粘土矿物充填孔隙较为严重，对该区块的储层物性有一定的影响。（3）搭桥式

搭桥式产状是指粘土矿物晶体自孔隙壁向孔隙空间内生长，并在孔隙内形成粘土桥。通过电镜扫描可以看到，在24-3构造韩江和珠江组储层中，粘土薄膜具有明显的由孔隙边缘向孔隙中央生长的特征，有的已形成网格状或桥接型胶结（图5）。

图4 24-3油田中的粘土矿物充填孔隙

图5粘土薄膜及形成的“粘土桥”

4、扫描电镜在储层研究中的应用

扫描电镜在碎屑岩及碳酸盐岩储层研究中具非常广泛的应用。扫描电镜研究储层结构，评价储层质量。它可以对储集岩的矿物成分、结构构造、孔隙类型及成因、胶结程度及次生变化作深入系统的研究，并对储层优劣提供评价，其应用主要包括如下几个方面：

（1）研究分析储层的胶结类型，胶结物种类及次生变化；

（2）研究储层的孔隙结构，分析孔隙成因类型及成岩作用和胶结作用对孔隙度、渗透率变化的影响，预测孔隙演化方向；

（3）利用图像分析软件测量孔隙、喉道大小，综合评价储集性能；

（4）扫描电镜在微孔隙、微裂隙发育的储集岩研究中得到广泛应用。微孔隙、微裂隙在油气运移、聚集中起很大作用，微孔隙的发育与连通常形成良好的油气储集层，扫描电镜微观分析，可以非常直观、有效地对微孔、微隙进行分析；

（5）扫描电镜对储层岩石铸体的分析研究，运用扫描电镜背散射电子成分图像，可以决速、直观地反映孔隙喉道分布情况，精确计算而孔隙，对酸溶孔隙铸体的二次电子形貌图像分析，可以综合评价储层质量；

（6）扫描电镜分析在储层岩石物理流动单元研究中的应用，同一岩石物理流动单元具有相对一致的（相似的）孔隙喉道分布及相似的性质，储层岩石物理流动单元的研究在油藏描述及油田开发中具有重要的意义。运用扫描电镜对储层结构的分析，通过对岩石微观分析结果的综合，结合测井等资料，可以在宏观上将储层划分为性质相对独立的多个流动单元组合。

5、扫描电镜在油气层保护研究中的应用

保护油气层是石油勘探开发过程中的重要技术措施，保护油气层技术立足于预防为主，解堵为辅的原则。岩心分析是认识油气层地质的基础，油气层敏感性评价、损害机理的研究、保护油气层技术方案的设计都必须建立在岩心分析基础上。而储层岩石微观特征分析又是油气层保护研究的重点，因此扫描电镜微区分析在油气层保护研究之中具有非常重要的作用。

（1）利用扫描电镜研究储层岩石学特征，从微观形态及微区成分上对储层岩石进行岩石矿物成分及结构分析，胶结特征及充填作用分析，孔隙及喉道连通性分析等，并预测储层敏感性；

（2）储层敏感性扫描电镜分析，通过酸、水、速、碱、盐及温度敏感性试验，利用扫描电镜分析储层样品敏感性试验前后的变化，分析储层样品的粘上矿物的变化，胶结物及储层格架的变化，孔隙及喉道的变化，确定储层敏感性发生的类型和程度，并采取预防措施；

（3）在油气田开发过程中，对储层岩心样品进行开发前后的微观分析，可以判断储层损害程度，提出改进措施，提高产量。特别是注水、注气开发中，运用扫描电镜的分析，可以观察到粘土矿物的膨胀，粘土矿物及其它微粒的迁移，水岩反应形成新矿物等各种现象，而使孔隙喉道变小或堵塞而造成储层的损害，进而研究采用添加降粘剂，防膨胀剂及控制温度、酸碱度等措施，而使储层损害的程度降到最低。扫描电镜在油气层保护研究上具有重要作用，应用前景十分广阔，能够解释油气开采中遇到的诸如引起孔喉堵塞、渗透率降低等原因，进而提出油气层保护措施，提高采收率，降低成本，增加产量。

6、小结

扫描电镜可以直观再现有机质富集的显微组分、干酪根、煤及富含有机质的全岩样品在地层条件下的动态生气过程，对于评价不同地质样品的产气潜力提供了一种行之有效的新手段。另外，扫描电镜在矿物岩石学、粘土矿物分析、储层研究、油气层保护等方面已经发挥了重要作用。扫描电镜在反映物质微区信息方面具有分辨高、放大倍数大、景深大、立体感强、样品制备简单的优点，因而广泛应用于不同领域的研究，在地学微区信息提取方面有不可代替的优势。随着扫描电镜性能的提高，扫描电镜高温热台及微注入系统的使用，环境扫描电镜出现，使扫描电镜在油气领域中的应用进一步扩大。

参考文献：

[1] 刘伟新, 史志华, 朱樱, 等.扫描电镜/能谱分析在油气勘探开发中的应用.石油实验地质，2001, 23(3): 341-343.[2] 张新言, 李荣玉.扫描电镜的原理及TFT-LCD生产中的应用[J].现代显示, 2010, 108: 10-14.[3] 于丽芳, 杨志军, 周永章, 等.扫描电镜和环境扫描电镜在地学领域的应用综述.中山大学研究生学刊(自然科学、医学版), 2008, 29(1): 54-60.[4] 胡圆圆, 胡再元.扫描电镜在碎屑岩储层粘土矿物研究中的应用.四川地质学报, 2012, 32(1): 25-28.[5] 严启团, 马成华, 单秀琴, 等.环境扫描电镜在我国油气工业中的应用研究.电子显微学报, 2001, 20(3): 224-231.[6] 谢增业, 严启团, 卢新卫, 等.环境扫描电镜技术在气源岩评价中的应用.天然气工业, 2003, 23(4): 27-30.[7] 焦淑静, 韩辉, 翁庆萍, 等.页岩孔隙结构扫描电镜分析方法研究.电子显微学报, 2012, 31(5): 432-436.[8] 刘伟新, 承秋泉, 王延斌, 等.油气储层特征微观分析技术及其应用.石油实验地质，2006, 28(5): 489-492.

第四篇：图像识别中仍然存在的问题及解决思路

图像识别中仍然存在的问题及解决思路

一、摄像系统晃动问题，在对焦侧及中部炉盖进行拍摄时，小的晃动问题并不显示很严重，但对机焦炉盖及上升管拍摄时，由于距离比较远，小的晃动就会造成画面的不稳定，影响识别精度。

晃动的原因：有几种情况，一是由于滑行车在风的作用下东西方向的摆动；二是摄像系统安装于滑行车外部支架上，有一定高低方向的颤动；三是由于云台的旋转俯仰均是齿轮驱动，齿轮配合间隙的晃动会造成一定的晃动。

解决方案：虽然现在的识别程序中已经对晃动进行了配准，但有时仍会由于晃动造成误判，因此考虑从硬件及软件两方面着手进行改善，硬件上解决滑行车摆动最理想的方案是采用双轨，但考虑到成本会增加较多，在王工新的设计中将摄像系统由滑行车外部移到中部应该对上下的颤动会有改善。云台齿轮间隙的问题，如要解决只能选用新的更精密的云台，考虑到这部分晃动的幅度较小，而且由于这种间隙没有弹性的回力，故在一定风向下一般不会发生来回的晃动，可不考虑。

软件的方面，现在所用的晃动图像配准方法有两个问题，一是由于运算量较大，现在只对晃动严重的上下方向进行了配准，对横向的晃动未进行配准。二是配准的算法上应该还有一定的提高空间（主要是降低运算量及提高配准精度），新来的小张由于研究生专业就是图像识别，考虑让他在这方面做一些工作（除了配准这部分，从整个识别算法上也可以做一个重新的考虑）。

另一个张总曾提出的软件解决方案是，在拍摄瞬时风速超过一定范围后，识别结果均定为不泄漏。

二、逆光问题，在下午的拍摄中，逆光是影响识别效果最严重的一个因素（对焦侧炉盖的拍摄基本没影响，对中间炉盖有一定影响同，对机侧炉盖及上升管拍摄影响很大），在逆光时拍摄回的画面，即使人工来识别，也已经无法判断泄漏与不泄漏，这种情况下计算机识别已经无能为力。

逆光原因：由于焦炉是南北走向，我们的摄像系统安装于焦炉东侧的焦侧方向，在下午对机侧炉盖及上升管拍摄时，阳光正好照射在摄像机护罩玻璃上，导致摄回的图像均变成灰色。除不能识别外，有时还会由于中部光线强度的变化导致一些误判。解决方案：王工提出从南向北拍摄的方法，也就是说滑行车定位时，定位在被摄炭化室南边若干个炭化室（这个距离需要实验得出），拍摄时向北边被摄炉盖拍摄。这样做可部分解决逆光问题，但引入几个新的问题，1.拍摄时距离变远了，对滑行定位及云台定位的精度要求会更高；2.对于变焦镜头，在更大变比情况下摄回的图像清晰度、亮度、细节丰富程度，均会下降，但下降的程度需要实验结果说明。3.滑行轨道的设计安装有一定改变，由于滑行车要定位在被摄炭化室南边位置拍摄，为了避免逆光，可能需要比较远的距离，那为在拍摄最南边炭化室时，轨道需要延长出相应的距离才能拍摄。

三、上升管背后炉门泄漏对上升管泄漏识别造成的影响：在对上升管进行拍摄时，如果该炭化室的机侧炉门是泄漏的，那么在被摄上升管的两边会出现上升的烟雾，这种烟雾和上升管泄漏烟雾尚不能区别。

解决方案：从软件上考虑只识别上升管根部泄漏的烟雾；另一个方案是在检查到该炭化室机侧炉门泄漏后，将此上升管识别为不泄漏。

四、夜间补光灯效果仍需要提高：阳光项目采用一个汽车的前大灯做为补光灯，在实际使用中发现这种灯无法兼顾远射和近射两种需要，在拍摄焦侧上升管时，补光灯距离目标只有四五光，而在拍摄上升管时，补光灯距离目标十五六米，在这两种情况下，这个汽车灯补充的光线仍有不足，考虑新的设计中最好采用两个补光灯来分别解决远射和近射两种需要。另一个问题是汽车灯是一种聚光，而我们需要的最好是一种泛光，在远射时又需要一定的聚光效果。因此考虑选用LED补光灯。

解决方案：重新选型补光灯。

五、视频信号干扰造成的误判：在阳光项目中由于视频信号线和摄像头、视频服务器等连接问题造成画面出现干扰条纹，造成的误判也有一定的数量。

干扰原因：由于视频信号线接头质量及接头和摄像头、视频服务器连接质量造成画面出现干扰条纹。而这种条纹在某种情况下符合了现在采用算法的烟雾特征，故造成误判。

解决方案：从硬件上采用质量更好的视频线接头，保证视频线和摄像头、视频服务器的连接质量；软件上考虑能够区别这种条纹和烟雾的算法。

六、光影造成的误判：在烟雾识别的算法中，有一种情况比较难以和烟雾进 2 行精确分别，这就是局部光线的的变化，在前期做调研时，了解到的一些烟雾识别得法，包括浙江理工周平的方法，均对这种光线变化无法很好的和烟雾进行精确的甄别，在阳光现场出现过将水汽阴影或工人阴影的部分识别为烟雾的的误判。

光影影响的原因：在烟雾识别中，为了消除对刚性物体的误判，会对识别目标的运动变化识别一个阈值，超过这个阈值的就是刚性物体，否则就是烟雾，而某种程度的阴影的变化，会正好符合这个小范围，故会造成一定的误判。

解决方案：只能从软件上考虑，但这部分误判的数量很少，只有个别的几起，故可放在最后考虑。

第五篇：研究信息技术在英语教学中的应用

研究信息技术在英语教学中的应用

时间：2010年12月01日 15:36

来源：网络转载

供稿：佚名

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摘要：随着信息时代的到来，信息技术在英语教学中的应用已经成为我国英语教育的热点，是提高英语教学水平的重要途径。借助信息技术，构建出一种新的英语学习模式，结合英语教学实践，阐述信息技术应用于英语教学的策略；依据建构主义学习理论指导学生实现情境学习、协作学习和认知学习。

1信息技术的概念

信息技术的基本概念，可以从广义、中义、狭义3个层面来解释。就广义而言，信息技术是指能充分利用与扩展人类信息器官功能的各种方法、工具与技能的总和；就中义而言，信息技术是指对信息进行采集、传输、加工、表达的各种技术之和；就狭义而言，信息技术是指利用计算机、网络等各种硬件设备和软件工具与科学方法，对图文声像等各种信息进行获取、加工、存储、传输与使用的技术之和。

信息技术的内涵包括两个方面：一是手段，即各种信息媒体。如印刷媒体、电子媒体、计算机网络等，是一种物化形态的技术；二是方法，即运用信息媒体对各种信息进行采集、加工、存储、交流、应用的方法，是一种智能形态的技术。信息技术就是由信息媒体和信息媒体应用的方法两个要素组成的。

2信息技术在英语教学中应用的必要性

面对信息技术的发展，英语教学必须改革。主要从以下6个方面人手：

(1)要改变传统的教学观念。英语教学应该由向学生传授知识的被动形式转变为发展学生自主学习的主动形式。

(2)要转变传统的教师观念。教师角色应该由原来中心地位的知识讲解员、传授者转变为学生学习的指导者、学生主动构建意义的帮助者、促进者。

(3)要转变传统的学生观念。学生由被动接受者转变为主动参与者，成为知识的探究者和意义

深58-12语末模1 1/4 XYQ★★ 建构的主体。

(4)要转变传统的教学媒体观念。以前的教学媒体都是教师用来上课的辅助工具．转变为帮助学生学习的认知工具，既作为感知的对象，又作为认知的手段。

(5)要转变传统的教学方法。教学方法应该由原来单纯的基于归纳或演绎的讲解转变为基于“合作学习”、隋境创设”、“主动学习”、“协作探索”和“意义构建”等多样新型教学方法的综合应用。

(6)要更变教学手段。要从学生使用语言进行交际的角度出发，使课堂里学到的知识能在实际生活中运用。

英语教学的目的是培养学生的创造性、有目的地使用语言交际的能力。英语作为一种交际工具，只有通过英语交际活动和有趣的课堂教学活动才能更好地被学生所掌握。具体来说，这不仅要求教材真实且接近生活，也要求教师在教学中创造性地利用教材进行交际性教学。教师还要善于营造出使用英语的环境，鼓励学生勇于运用英语学习和思考。英语教学要改革，我们没有理由不使用英语教学数字化，我们没有理由不依赖于现代信息技术，尤其是以计算机为核心的多媒体技术。因此，现代信息技术与英语教学的整合是英语教学改革的必由之路。

3信息技术在英语教学中的作用

3．1有利于教授者与学习者之间完成知识信息的转移

(1)教师向学生传授知识的目的有两个：给学生传授书本内容；促进学生有效地学习。

(2)面对教学信息，学生必然有两种反应：学生将理解的知识转换为自我能力的提升：构成反应。在课堂教学中，运用现代教学媒体，能把图像、声音、文字的教学材料融合在一起，向学生提供多种刺激，使学生获得视听等多种感觉通道的信息，同时大容量的多媒体信息极大地丰富了学生的学习资源，增大了教学容量，充分调动了学生的学习积极性、主动性和创造性，促进学生思维能力的发展，并提高教学质量和教学效率。

(3)信息技术的交互性，可使学生根据自己的能力、兴趣选择适合自己学习的内容，安排学习进程，解决实际问题。它不仅能引导学生主动参与知识形成的过程，充分发挥主体作用让不同程度的学生都有所收获，而且能给予学生更多的交流评价机会，促进学生敢于发表自己的见解，变过去的被动学习为主动参与和实践操作，有利于学生逐步养成独立思考、多向思维的品质。

(4)从教育科学的视角看，现代社会所必需的信息已经远远超出了个人所能掌握的知识限度。学生所要学习的不仅有以课本为载体的信息，声音、图像等多元化的信息也都将作为教学内容被引进课堂。这种教学内容的更新，必将极大地拓展学生的知识面，学生不再接受单一的知识。对于学生来说，教材不再是唯一的知识传递渠道，而仅是本学科知识的压缩与精选，以多种媒体组合成的教学资源，必须通过多媒体教学方式进入课堂和学生的认知体系在教师的引导下，学生可以更广泛地涉猎学科空间，甚至可以通过互联网了解各学科的最新知识。对教学内容的更新，将会大大提高学生适应社会的能力。

深58-12语末模1 2/4 XYQ★★

(5)从教学理论的视角看，由于学生对课本的学习兴趣本来就不是很高，又在传统填鸭式教学模式下，学生的学习主动性往往被满堂灌式的教学方式所遏制。而在多媒体学习中．学生是学习的主体，学生对授课的接受程度将直接体现教学效果。运用现代信息技术中的多媒体进行教学，将变单纯的说教为情景的熏陶，是一种以图文声像并茂的方式提供知识、示范练习、边演示边讲解的多层次启发性教学方法。这种启发式教学必将调动其积极性，使其主动参与到教学过程中来。在课堂上学习的内容基本上不能满足他们的求知欲．教师可引导他们上网进行再次学习，通过互联网络实现教师、媒体、学生的自主交流，使学习向完全个性化的目标靠近。在这种方式下，学生完全成了学习的主动者，其学习效果不言而喻。信息技术的运用，实现了教学观念更新，提高了学生的学习能动性。

3．2有利于在英语课堂教学中调节注意、提高记忆

注意是学生掌握知识的重要心理条件，良好的注意品质是学生获取知识的保证。刚开始上课时，学生的注意力往往容易分散，而且带有浓厚的情绪色彩，如果教师能精心选择和制作视听教材，用具体形象的事物唤起学生的兴趣和疑问，把学生带人生动活泼的学习气氛中，就能吸引学生的注意力。在教学过程中．当学生遇到难点或比较抽象的问题时．往往因感触不深，产生厌烦情绪而走神．教师若能以多样化的电教手段，作用于学生的多种感官，使抽象的材料变得具体，使枯燥的事物变得有趣，可以有效地防止学生走神，起到集中和稳定学生注意力的作用。

3．3有利于优化英语课堂教学

(1)教育过程最优化的含义是：在一定的条件下，在同样的时间内，使学生学的多些、快些、好些，能使更多的人受到教育。

(2)最优化的标准有两个：意识效果最大：时问最少。要使学生在有限的时间内掌握更多更新的知识，做到既增加教学内容和知识容量，又不增加教学时间和学生负担，只有依靠现代化教学方法和手段才能实现。它能把许多抽象的难以理解的概念，转化成看得见摸得着的知识，从而大大提高学生的学习兴趣．开拓学生的视野，缩短教学时问，达到事半功倍的效果。

3．4有利于在英语教学中开展研究性学习

研究性学习．是指在教师的指导下，由学生自己选择和确定研究的课题或项目，自己收集、分析并选择信息资料，应用知识．去解决实际问题的一种学习方式。它要求教育工作者放手让学生自己探索、求知，使之在亲身的实践中获得知识、发展能力研究性学习的实质是一种对教育的理解，对学生的认识。它要求教师充分调动和保护学生自我探索、求知的欲望和热情，这种欲望和热情是学生毕生学习和发展的原动力。因此，研究性学习的观念应该始终贯穿于教学过程，融汇于学生学习的任何方面。其基本内核是倡导学生学习中的主体研究精神，促使基础教育以学生的自主性、协作性、创造性为基础，培养学生的创新和实践能力，为全面推进素质教育创造条件。倩息技术对在英语教学中开展研究性学习的促进作用主要体现在以下3个方面：

(1)信息技术为英语研究性学习资源的开发、利用提供了理论指导和技术方法。研究性学习是

深58-12语末模1 3/4 XYQ★★ 学生在比较广泛的教育资源背景下所开展的自主、开放、探究式的学习活动。必须综合开发和利用图书馆、实验室、多媒体电子教室、校园网、互联网、教师等校内外教育资源，为研究性学习创造条件。

(2)为研究性学习提供了信息化、开放性的教学环境和资源随着科学技术的迅猛发展，学习资源从文字教材、音像教材、多媒体课件、资源库到互联网，不断发展、丰富，学习突破了空间和时间的限制，从局限于课堂的教与学活动．发展到了可以选择任何时间、任何地点进行学习。

(3)为研究性学习评价提供了理论指导和评价工具。研究不是目的，只是完成培养目标的一种手段和方法，通过这种手段和方法，让学生亲自经历探究过程，获得感受和体验，积累知识和方法．培养创新精神和创新能力。在研究性学习中。我们所关注的并不是学生探究的课题有多大的价值，他们的探究方法有多少科学性，探究的结果是否有社会效益。我们真正关注的是学生是否有了探究的意识．是否参与了探究的过程，是否获得了积极的体验，是否学会了认识世界的一些方式。要把对学生的评价与对学生的指导紧密结合起来；要通过评价鼓励学生发挥自己的个性特长、施展才能，学会尊重和欣赏他人，鼓励学生积极进取、勇于创新，并要求学生走出课堂、走出校门，积极地开展社会调查研究与实践活动。现代信息技术为研究性学习提供了过程性记忆和评价工具。学生可以利用计算机多媒体技术，将研究成果制作成多媒体课件，在网上与其他同学进行交流，便于教师、学生进行评价。

4结束语

以多媒体和网络技术为核心的信息技术已经成为拓展人类能力、促进经济发展的创造性工具，它在教育领域中的广泛应用，必然对教育的改革与发展产生重大影响。学与教是人类教育中的永恒现象。特别是在学校教育中，课堂教学活动更是实现教育目的、任务的主渠道。因此，信息技术在英语教学中的应用。能够促进教学改革，正确发挥信息技术在教学中的重要作用。

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