計(jì)算機(jī)視覺(jué)交互技術(shù)在企業(yè)日常工作中的應(yīng)用論文
摘要：在現(xiàn)代企業(yè)的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，市場(chǎng)調(diào)研數(shù)據(jù)分析報(bào)告等集體智力活動(dòng)當(dāng)中需要很多的可視化的展示與溝通工作。目前很多情況下企業(yè)往往是采用傳統(tǒng)的PPT方式進(jìn)行，這些PPT中大部分動(dòng)畫都是單向無(wú)實(shí)時(shí)交互的。隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)視覺(jué)識(shí)別和交互技術(shù)的發(fā)展，可以設(shè)計(jì)更好的交互展示系統(tǒng)，幫助企業(yè)改善復(fù)雜問(wèn)題的溝通。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù)；視覺(jué)識(shí)別技術(shù)；交互技術(shù)；會(huì)議展示；智能辦公環(huán)境
在日常的企業(yè)辦公管理活動(dòng)中，有很多時(shí)候需要可視化地展示企業(yè)市場(chǎng)計(jì)劃、新產(chǎn)品設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析報(bào)告等。盡管這些活動(dòng)所需要的材料在事前可以經(jīng)由辦公自動(dòng)化軟件處理，但處理結(jié)果卻很大程度上只能由靜態(tài)的PPT展示和說(shuō)明。但很多時(shí)候，這些展示和說(shuō)明往往是多個(gè)部門不同專業(yè)背景的人員參與，于是展示材料制作的水平和質(zhì)量就很大程度上影響到了參與者對(duì)所展示內(nèi)容的理解和吸收程度。很多復(fù)雜的問(wèn)題或者設(shè)計(jì)的展示，如果能采用互動(dòng)交互的方式展示，在很大程度上能夠幫助問(wèn)題討論的參與者對(duì)所討論問(wèn)題更好的理解。這一點(diǎn)在常規(guī)的教育過(guò)程中已經(jīng)獲得了充分的證實(shí)，相關(guān)的數(shù)據(jù)和結(jié)果可以從多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì)的相關(guān)研究中得到。同樣，企業(yè)中很多方案的討論，數(shù)據(jù)分析報(bào)告的說(shuō)明其實(shí)對(duì)于企業(yè)而言也是一個(gè)方案設(shè)計(jì)者或數(shù)據(jù)研究分析者對(duì)相關(guān)人員類似教學(xué)的過(guò)程。采用現(xiàn)有企業(yè)常規(guī)會(huì)議設(shè)備諸如投影儀、普通筆記本電腦、電腦攝像頭配合相應(yīng)的計(jì)算機(jī)視覺(jué)識(shí)別程序，我們可以將交互的投影演示引入到企業(yè)日常的展示討論活動(dòng)中，增強(qiáng)溝通效果，提高工作效率，并且在技術(shù)上同樣的識(shí)別交互的程序配合上相應(yīng)的員工面部特征的數(shù)據(jù)庫(kù)，還能擴(kuò)展延伸到考勤或門禁系統(tǒng)中提供更加智能化的辦公環(huán)境。對(duì)于以展示溝通為主的教育培訓(xùn)企業(yè)，通過(guò)配合一般人臉數(shù)據(jù)特征，可以通過(guò)攝像頭捕捉現(xiàn)場(chǎng)視頻并識(shí)別其中人臉識(shí)別，記錄現(xiàn)場(chǎng)關(guān)注展示內(nèi)容的人員的數(shù)量，作為日后教學(xué)效果的自然客觀的評(píng)估參考。
1目前辦公信息化中存在的問(wèn)題
1.1會(huì)議演示文稿展示時(shí)多人交互型差
目前主流的演示文稿制作及展示軟件主要大多都集成在套裝的辦公軟件中，其中主要常見(jiàn)的種類分別是MicrosoftOffice系列中的PowerPoint、MacOS系統(tǒng)下的KeyNote、基于Linux操作系統(tǒng)的Openoffice中的Impress。它們主要的功能都是對(duì)輸入的文字、圖片聲音等多媒體進(jìn)行編輯制作最后生成電腦上播放的多媒體幻燈片，盡管它們都具有強(qiáng)大的多媒體數(shù)據(jù)的處理能力，但最終制作的多媒體幻燈片在演示時(shí)都是“單向交互”的，即由播放者播放，而其中的內(nèi)容及動(dòng)畫按預(yù)先設(shè)計(jì)好的模式顯示。如果使用Adobe公司的Captivate或Authware這樣的多媒體交互制作軟件則會(huì)需要有專人進(jìn)行操作，浪費(fèi)大量的時(shí)間和精力，但如果是配置專門的多點(diǎn)觸摸屏幕，則一來(lái)屏幕尺寸有所限制，二來(lái)費(fèi)用相對(duì)較高容易造成設(shè)備的浪費(fèi)。
1.2傳統(tǒng)辦公考勤與門禁系統(tǒng)的弱勢(shì)
目前企業(yè)常規(guī)的門禁系統(tǒng)與日�？记谙到y(tǒng)往往是分離的，兩個(gè)系統(tǒng)使用了各自獨(dú)立的軟硬件環(huán)境，其中門禁系統(tǒng)使用的是攝像監(jiān)控設(shè)備采集信息并通過(guò)專人24小時(shí)值班，其主要職能僅僅是監(jiān)控辦公環(huán)境的人員進(jìn)出并記錄下相應(yīng)的影像資料。而企業(yè)日常的考勤系統(tǒng)則要么采用人工簽到的方式，要么采用人工打卡或者指紋打卡方式。如果采用打卡方式管理則需要添置專門的打卡機(jī)，這些打卡機(jī)多數(shù)是獨(dú)立工作，對(duì)于員工的考勤則需要人工根據(jù)卡片記錄情況統(tǒng)計(jì)。無(wú)論是員工自身打卡或者是統(tǒng)計(jì)考勤都是人工完成，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤和疏漏，同時(shí)主要的問(wèn)題還在于容易出現(xiàn)代人打卡等作假的情況。所以，在傳統(tǒng)的辦公考勤與門禁系統(tǒng)獨(dú)立的情況下，兩個(gè)系統(tǒng)各自記錄各自的相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)投入兩套不同的軟硬件環(huán)境，有時(shí)這樣的辦公環(huán)境的信息化反而沒(méi)有給人員帶來(lái)便利，而是增加一項(xiàng)打卡簽到的日常任務(wù)。
2對(duì)存在的部分問(wèn)題的分析和討論
2.1傳統(tǒng)演示設(shè)備缺乏交互型功能
由于很長(zhǎng)一段時(shí)間硬件以及軟件的條件約束，電腦的鍵盤、鼠標(biāo)完成了95%以上的數(shù)據(jù)輸入工作，單一顯示功能的顯示器投影儀也成了最主要的信息輸出設(shè)備。所以常規(guī)軟件設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)時(shí)都是把鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器/投影儀的輸入輸出組合當(dāng)做幾乎所有使用情況下的模式。但隨著觸摸屏與多點(diǎn)觸控硬件的出現(xiàn)，多點(diǎn)觸控、屏幕的直接交互輸入輸出操作成了未來(lái)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)，并且相對(duì)普通鼠標(biāo)和單一顯示功能的顯示器用戶交互體驗(yàn)明顯提升，人機(jī)交互界面更友好直觀。但是對(duì)于普通辦公中使用的投影儀，由于其投影的目標(biāo)位置情況多樣，如果一體化的設(shè)計(jì)制造具有交互功能的互動(dòng)投影儀其成本要比普通投影儀更高，對(duì)于解決互動(dòng)操作的問(wèn)題經(jīng)濟(jì)上不是最優(yōu)的。而大面積的多點(diǎn)觸控屏幕由于設(shè)備體積和重量的因素?zé)o法在需要靈活移動(dòng)的新產(chǎn)品推廣談判等活動(dòng)中使用，如果只是企業(yè)自身辦公環(huán)境中做普通會(huì)議展示的效果改進(jìn)，其投入產(chǎn)出的效率也不理想。
2.2基于傳統(tǒng)輸入輸出設(shè)備的開(kāi)發(fā)
由于長(zhǎng)期以來(lái)人機(jī)交互都是以鼠標(biāo)鍵盤為主，所以絕大多數(shù)程序開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)都只考慮這種單一的輸入方式。但對(duì)于目前多媒體數(shù)據(jù)增多的趨勢(shì)，這樣傳統(tǒng)的輸入輸出模式就存在著很多弊端，其中最明顯的是對(duì)于多媒體數(shù)據(jù)的采集就需要單獨(dú)使用設(shè)備，采集后再人工處理。而為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，很多管理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和錄入主要基于鍵盤鼠標(biāo)的錄入，如果出現(xiàn)非鍵盤鼠標(biāo)錄入的數(shù)據(jù)則被要求人工進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，所以從一個(gè)側(cè)面也反映出一些企業(yè)排斥信息化，因?yàn)樵編?lái)效率提升與管理便利的.信息系統(tǒng)，反而由于一些數(shù)據(jù)格式的錄入要求增加了人工勞動(dòng)。如果直接使用現(xiàn)實(shí)當(dāng)中的多媒體類的數(shù)據(jù)則系統(tǒng)又缺少相應(yīng)轉(zhuǎn)換的功能。因?yàn)橄到y(tǒng)在考慮使用鍵盤鼠標(biāo)錄入采集數(shù)據(jù)時(shí)已經(jīng)默認(rèn)了操作者來(lái)完成數(shù)據(jù)錄入前的標(biāo)準(zhǔn)化工作。但是實(shí)際上隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)視覺(jué)以及人工智能、模式識(shí)別技術(shù)的發(fā)展和完善，過(guò)去無(wú)法識(shí)別的原始多媒體數(shù)據(jù)現(xiàn)在也可以由計(jì)算機(jī)識(shí)別并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的處理。
3運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)改善人機(jī)交互
3.1低分辨率識(shí)別情況下改善會(huì)議演示交互效果
采用現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)影像處理技術(shù)和方法，可以用普通的圖像采集設(shè)備配合程序識(shí)別影像當(dāng)中的特定顏色區(qū)域的移動(dòng)軌跡，并對(duì)軌跡做出判斷實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)的交互。由于該識(shí)別只是需要識(shí)別圖像中的特定顏色的區(qū)域的運(yùn)動(dòng)，而非具體的形狀與細(xì)節(jié)，所以識(shí)別的難度相對(duì)不大，可以運(yùn)用在會(huì)議的展示環(huán)境下，通過(guò)定位確定普通投影區(qū)域與特定顏色區(qū)域的位置關(guān)系，并通過(guò)圖形圖像的投影與變形運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)人與普通投影的交互。在環(huán)境背景比較清晰，圖像采集設(shè)備分辨率與色彩分辨比較靈敏的情況下還能更進(jìn)一步對(duì)人體膚色和手的幾何特征進(jìn)行識(shí)別，實(shí)現(xiàn)更加自然良好的人機(jī)互動(dòng)交互，并且還能引入人工智能的模式識(shí)別算法，實(shí)現(xiàn)多人的互動(dòng)交互，從而大大改善互動(dòng)展示效果，實(shí)現(xiàn)更加人性化有效的溝通。特別在教育培訓(xùn)行業(yè)，在現(xiàn)有普通硬件條件下能夠?qū)崿F(xiàn)更加生動(dòng)的教學(xué)講解演示，提高學(xué)生的課堂體驗(yàn)激發(fā)更多興趣，改善教學(xué)效果。
3.2運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺(jué)與模式識(shí)別技術(shù)整合企業(yè)門禁與考勤系統(tǒng)
應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)配合相對(duì)高分辨率的識(shí)別與人像數(shù)據(jù)庫(kù)，企業(yè)可以采用現(xiàn)有的門禁系統(tǒng)的硬件設(shè)備配合相應(yīng)的軟件實(shí)現(xiàn)門禁與考勤系統(tǒng)的整合，以此提高企業(yè)辦公環(huán)境的智能化人性化的效果，并對(duì)員工進(jìn)行更加精細(xì)化的管理。重要的是，通過(guò)人機(jī)接口的改進(jìn)改變以往服務(wù)信息系統(tǒng)的面貌，讓人在自然的環(huán)境下工作提高系統(tǒng)的人性化程度。同時(shí)整合門禁與考勤系統(tǒng)可以通過(guò)識(shí)別企業(yè)內(nèi)部員工與外來(lái)人員加強(qiáng)辦公環(huán)境的管理，而且在硬件上可以利用現(xiàn)有的設(shè)備，軟件方面可以與前面提到的交互演示系統(tǒng)共用相同的圖形圖像處理內(nèi)核，減少代碼的冗余降低系統(tǒng)復(fù)雜度提高可靠性。就目前的人像識(shí)別技術(shù)而言，已經(jīng)在個(gè)人電腦的安全保護(hù)上得到了應(yīng)用，所以在技術(shù)上是可行的，并且也有了實(shí)際應(yīng)用的例子。將該技術(shù)移植到普通的門禁管理系統(tǒng)與考勤系統(tǒng)中，只需要解決接口的數(shù)據(jù)交換就能實(shí)現(xiàn)，并且隨著現(xiàn)代企業(yè)辦公環(huán)境的要求，應(yīng)用該技術(shù)能大大提高企業(yè)的辦公環(huán)境的智能化程度，并且通過(guò)門禁系統(tǒng)提取的企業(yè)員工考勤信息更加自然和真實(shí)，能夠更加準(zhǔn)確地掌握和管理企業(yè)員工的日常工作情況提高管理精度。
3.3具體實(shí)現(xiàn)方法與原理
為了能充分利用企業(yè)現(xiàn)有的硬件設(shè)備，并使得附加的程序簡(jiǎn)單化，這里針對(duì)類似會(huì)議互動(dòng)展示這樣不需要細(xì)節(jié)識(shí)別的情況采用的是顏色識(shí)別的方法，即統(tǒng)計(jì)場(chǎng)景中的圖像直方圖，然后探測(cè)直方圖上的變化，由于特定顏色的待識(shí)別區(qū)域的引入可以對(duì)整體直方圖的特定區(qū)域產(chǎn)生峰值的變化，并且通過(guò)反向的直方圖運(yùn)算又可以確定特定區(qū)域的位置。而直方圖的運(yùn)算屬于比較簡(jiǎn)單的圖像運(yùn)算處理所以能夠在很多圖像處理的開(kāi)發(fā)工具中直接找到。并且對(duì)于細(xì)節(jié)識(shí)別要求比較高的人像的模式識(shí)別，采用以上的運(yùn)算也能縮小待檢測(cè)區(qū)域的大小，提高識(shí)別效率，并且人的面部特征采用色識(shí)別也能很快找到特征點(diǎn)（眼睛、鼻孔、嘴唇、頭發(fā)以及頭像邊緣）。在前面通過(guò)色彩識(shí)別找到的檢測(cè)區(qū)域中，識(shí)別出特征點(diǎn)，并測(cè)量特征點(diǎn)的位置關(guān)系比例，進(jìn)而在和數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)對(duì)比模式匹配找到最終結(jié)果。
4結(jié)語(yǔ)
在越南河內(nèi)的機(jī)場(chǎng)，為了使乘客能在等待航班時(shí)有比較輕松的環(huán)境，在旅客的候機(jī)大廳專門安放了一臺(tái)具有互動(dòng)功能的投影儀，并將互動(dòng)內(nèi)容投影在地面，乘客可以在候機(jī)時(shí)與地面上的互動(dòng)投影交互，緩解候機(jī)帶來(lái)的單調(diào)乏味感。同樣我們可以把它引入到日常企業(yè)辦公會(huì)議或者是培訓(xùn)教育類企業(yè)的日常教學(xué)中，運(yùn)用現(xiàn)有的投影屏幕和現(xiàn)有的設(shè)備實(shí)現(xiàn)多人的在投影屏幕上的互動(dòng)交互討論。而人像識(shí)別系統(tǒng)在單機(jī)上的應(yīng)用也在很多商用筆記本電腦上得到了應(yīng)用，在一些科研院所和高科技企業(yè)人像識(shí)別的門禁系統(tǒng)也被應(yīng)用到了辦公環(huán)境當(dāng)中，提高了辦公環(huán)境的智能化程度；將人像識(shí)別技術(shù)結(jié)合考勤系統(tǒng)則在教育行業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)更為方便的考勤管理防止目前比較嚴(yán)重的代簽逃課等情況的發(fā)生。隨著現(xiàn)在對(duì)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的研究，從日常情況采集到的數(shù)據(jù)積累到一定程度還能為今后分析員工/學(xué)生行為做出數(shù)據(jù)的積累。這里所討論和解決的問(wèn)題主要只是集中在人機(jī)交互界面的一些改進(jìn)，其實(shí)對(duì)于IT技術(shù)而言這只是一小部分，對(duì)于企業(yè)而言需要使用IT技術(shù)真正提高企業(yè)的工作效率還需要其他很多方面的配合和集成。
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