物聯(lián)網(wǎng)中的音頻和圖像信號處理如何改變所有行業(yè)

2019-09-12 22:49:15

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供稿：網(wǎng)友

編譯：vevb

許多企業(yè)開始在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和應(yīng)用中使用音頻和圖像信號處理技術(shù)，以改變他們運營公司和開展業(yè)務(wù)的方式。

在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和應(yīng)用中添加音頻和圖像信號處理技術(shù)可以帶來許多好處，比如節(jié)約成本、提高供應(yīng)鏈效率等。更好的是，這些好處幾乎可以在任何行業(yè)中實現(xiàn)。

音頻和圖像信號處理：概述以及對物聯(lián)網(wǎng)的影響

或許您可能已經(jīng)了解了音頻和圖像信號處理技術(shù)，但我們還是來快速回顧一下。

讓我們先從圖像處理開始，因為大多數(shù)人對其更為熟悉。事實上，我們大多數(shù)人每天都在使用圖像處理技術(shù)。

如果您在使用社交軟件，那么社交應(yīng)用會建議您為剛剛上傳的某人照片做標記，而這就是圖像處理。這是一種特定類型的圖像處理——面部識別，但對于任何類型的圖像，這項技術(shù)都是相同的，并且它正以多種方式用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

例如，可以通過圖像處理檢查制造工廠中傳送帶上的部件，以識別缺陷，而不是由人工進行。

圖像處理并不是一項新技術(shù)，但是在過去的幾年里，由于更好分析算法的融合和所需處理能力需求的降低，帶來某些改進，并使其更加精確。這使得多個垂直行業(yè)的更多組織能夠部署圖像處理技術(shù)。

當我們大多數(shù)人想到音頻處理時，我們可能會想到自然語言處理，但這并不是我們這里要談?wù)摰摹?br />
解釋音頻信號處理的一個好方法是使用類比。當您每天開車時，您會熟悉它在平穩(wěn)行駛中產(chǎn)生的正常噪音。

但當您聽到異響后，您會把它開到維修店檢查。而這就是音頻信號處理的基本原理。

機器學習技術(shù)被用來創(chuàng)建一個模型，來描述某個東西（比如您工廠里的設(shè)備）運轉(zhuǎn)良好時的聲音，以及它即將損壞前的聲音。

需要注意的是，振動是音頻信號處理的一部分，因為振動也是一種聲音。

我們提到振動，因為它在許多行業(yè)中都很重要，尤其是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中，設(shè)備在損壞前可能不會發(fā)出不好的聲音，但可能會有輕微晃動或移動不正常。

我們正在與一個客戶合作一個項目，在其傳送帶的滾筒上安裝傳感器，以監(jiān)測振動，確保它們正常運行。我們使用數(shù)百小時的“良好振動”和幾十小時的“不良振動”數(shù)據(jù)來創(chuàng)建一個機器學習模型，這樣就可以在需要維護時自動觸發(fā)警報。（來源武林網(wǎng)網(wǎng)）這樣做的好處是可以提前安排維護，同時避免了可怕的計劃外停機。

音頻和圖像信號處理都被添加到物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和系統(tǒng)中，以從中獲得更多價值。這項技術(shù)甚至允許舊機器和設(shè)備利用物聯(lián)網(wǎng)功能。

您可能擁有一臺不具備任何類型物聯(lián)網(wǎng)傳感器功能的舊設(shè)備，并且在該設(shè)備中構(gòu)建傳感器技術(shù)可能非常昂貴或者幾乎不可能，但是，可以安裝一個攝像頭或利用其他設(shè)備來監(jiān)控該設(shè)備并捕捉圖像或聲音，以便進行分析并用于維護、防盜等，這或許也是最經(jīng)濟實惠的做法。

音頻和圖像信號處理的行業(yè)特定用例

音頻和圖像信號處理對所有行業(yè)都有好處，但有三個行業(yè)受益最大。

▲智慧農(nóng)業(yè)

無人機、拖拉機和聯(lián)合收割機上的攝像頭可以對田間條件進行實時圖像處理。這些數(shù)據(jù)可以用來決定在何處施用農(nóng)藥和化肥。

農(nóng)藥和化肥僅在需要的地方施用，這樣做，既省錢又減少了徑流和對環(huán)境的負面影響。農(nóng)藥和化肥成本的降低意味著農(nóng)作物的種植更加有利可圖。

▲醫(yī)療保健

醫(yī)生使用患者健康設(shè)備(順便說一句，甚至不一定是處方設(shè)備)中的數(shù)據(jù)，并下載圖像和音頻來評估患者的健康狀況。

還可以更快地收集、分析來自X光和核磁共振成像機以及其他醫(yī)療設(shè)備中的圖像，并將其傳輸給醫(yī)生和其他醫(yī)療專業(yè)人員，從而可以更早地檢測和治療疾病。（來自武林網(wǎng)網(wǎng)）更好的治療縮短了住院時間，提高了患者的整體護理和滿意度，并降低了患者和醫(yī)療服務(wù)機構(gòu)的醫(yī)療成本。

▲工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

音頻和圖像信號處理是監(jiān)控資產(chǎn)運行狀況和執(zhí)行預(yù)防性維護的更有效方式。

音頻信號處理監(jiān)控設(shè)備發(fā)出的聲音，當設(shè)備發(fā)出超出正常范圍的噪音時觸發(fā)警報。這減少了生產(chǎn)中的停機時間，并在實際故障發(fā)生之前解決問題，從而節(jié)省維修和更換設(shè)備的費用。

圖像處理可以監(jiān)控裝配線上的產(chǎn)品以進行質(zhì)量控制，從而消除了與人工檢查相關(guān)的成本。圖像處理還可以用來識別產(chǎn)品在供應(yīng)鏈中的位置，從而改善物流。

不要忘記安全

在任何物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)都會被捕獲、存儲和傳輸，這使得數(shù)據(jù)安全成為一個真正的問題。對于那些捕獲高度敏感數(shù)據(jù)的行業(yè)（如醫(yī)療保健或金融服務(wù)）來說，這通常是一個更大的問題，但所有行業(yè)都需要牢記安全。

以醫(yī)療為例，在醫(yī)療保健領(lǐng)域，健康保險流通與責任法案(HIPAA) 的合規(guī)性至關(guān)重要，對于哪些數(shù)據(jù)可以共享都有嚴格的規(guī)定。

例如，通過圖像處理，您可以在云中為收集和存儲的患者核磁共振圖像進行圖像處理。在云中，您可能有強有力的安全控制來保護數(shù)據(jù)，但是核磁共振成像機器本身呢？它可能早在這些法規(guī)出臺和圖像處理被使用之前就已經(jīng)建造好了。

如果這臺機器連接到互聯(lián)網(wǎng)甚至內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，有人就可以侵入并訪問患者數(shù)據(jù)。對于其他正在監(jiān)控圖像或音頻以進行處理的醫(yī)療設(shè)備可能也是如此。

最近的一項研究發(fā)現(xiàn)，成像系統(tǒng)實際上是連網(wǎng)醫(yī)療設(shè)備中安全風險最大的。其中一個主要原因是成像系統(tǒng)通常是用現(xiàn)成的操作系統(tǒng)設(shè)計的，而這些操作系統(tǒng)并不總是內(nèi)置強大的安全性。

總結(jié)

雖然音頻和圖像信號處理技術(shù)并不新鮮，但由于更好的算法和更低的處理能力需求，現(xiàn)在對組織產(chǎn)生了更大的影響。對于許多公司來說，這是一個非常現(xiàn)實的選擇，因此，現(xiàn)在是評估這項技術(shù)是否可以提高您的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)效率、節(jié)省公司資金、提高生產(chǎn)力和改善客戶體驗的理想時機。

參考：softwaredesignsolution

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