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)

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

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

 

　　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(lái)快速回顧一下。

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

　　如果您在使用社交軟件，那么社交應用會(huì )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(lèi)型的圖像處理——面部識別，但對于任何類(lèi)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)應用。

　　例如，可以通過(guò)圖像處理檢查制造工廠(chǎng)中傳送帶上的部件，以識別缺陷，而不是由人工進(jìn)行。

　　圖像處理并不是一項新技術(shù)，但是在過(guò)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(lái)某些改進(jìn)，并使其更加精確。這使得多個(gè)垂直行業(yè)的更多組織能夠部署圖像處理技術(shù)。

　　當我們大多數人想到音頻處理時(shí)，我們可能會(huì )想到自然語(yǔ)言處理，但這并不是我們這里要談?wù)摰摹?/span>

　　解釋音頻信號處理的一個(gè)好方法是使用類(lèi)比。當您每天開(kāi)車(chē)時(shí)，您會(huì )熟悉它在平穩行駛中產(chǎn)生的正常噪音。

　　但當您聽(tīng)到異響后，您會(huì )把它開(kāi)到維修店檢查。而這就是音頻信號處理的基本原理。

　　機器學(xué)習技術(shù)被用來(lái)創(chuàng )建一個(gè)模型，來(lái)描述某個(gè)東西(比如您工廠(chǎng)里的設備)運轉良好時(shí)的聲音，以及它即將損壞前的聲音。

　　需要注意的是，振動(dòng)是音頻信號處理的一部分，因為振動(dòng)也是一種聲音。

　　我們提到振動(dòng)，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，設備在損壞前可能不會(huì )發(fā)出不好的聲音，但可能會(huì )有輕微晃動(dòng)或移動(dòng)不正常。

　　我們正在與一個(gè)客戶(hù)合作一個(gè)項目，在其傳送帶的滾筒上安裝傳感器，以監測振動(dòng)，確保它們正常運行。我們使用數百小時(shí)的“良好振動(dòng)”和幾十小時(shí)的“不良振動(dòng)”數據來(lái)創(chuàng )建一個(gè)機器學(xué)習模型，這樣就可以在需要維護時(shí)自動(dòng)觸發(fā)警報。(來(lái)源物聯(lián)之家網(wǎng))這樣做的好處是可以提前安排維護，同時(shí)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)應用和系統中，以從中獲得更多價(jià)值。這項技術(shù)甚至允許舊機器和設備利用物聯(lián)網(wǎng)功能。

　　您可能擁有一臺不具備任何類(lèi)型物聯(lián)網(wǎng)傳感器功能的舊設備，并且在該設備中構建傳感器技術(shù)可能非常昂貴或者幾乎不可能，但是，可以安裝一個(gè)攝像頭或利用其他設備來(lái)監控該設備并捕捉圖像或聲音，以便進(jìn)行分析并用于維護、防盜等，這或許也是最經(jīng)濟實(shí)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(gè)行業(yè)受益最大。

　　▲智慧農業(yè)

　　無(wú)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(jìn)行實(shí)時(shí)圖像處理。這些數據可以用來(lái)決定在何處施用農藥和化肥。

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

　　▲醫療保健

　　醫生使用患者健康設備(順便說(shuō)一句，甚至不一定是處方設備)中的數據，并下載圖像和音頻來(lái)評估患者的健康狀況。

　　還可以更快地收集、分析來(lái)自X光和核磁共振成像機以及其他醫療設備中的圖像，并將其傳輸給醫生和其他醫療專(zhuān)業(yè)人員，從而可以更早地檢測和治療疾病。更好的治療縮短了住院時(shí)間，提高了患者的整體護理和滿(mǎn)意度，并降低了患者和醫療服務(wù)機構的醫療成本。

　　▲工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

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

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

　　圖像處理可以監控裝配線(xiàn)上的產(chǎn)品以進(jìn)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(lái)識別產(chǎn)品在供應鏈中的位置，從而改善物流。

　　不要忘記安全

　　在任何物聯(lián)網(wǎng)系統中，數據都會(huì )被捕獲、存儲和傳輸，這使得數據安全成為一個(gè)真正的問(wèn)題。對于那些捕獲高度敏感數據的行業(yè)(如醫療保健或金融服務(wù))來(lái)說(shuō)，這通常是一個(gè)更大的問(wèn)題，但所有行業(yè)都需要牢記安全。

　　以醫療為例，在醫療保健領(lǐng)域，健康保險流通與責任法案(HIPAA) 的合規性至關(guān)重要，對于哪些數據可以共享都有嚴格的規定。

　　例如，通過(guò)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(jìn)行圖像處理。在云中，您可能有強有力的安全控制來(lái)保護數據，但是核磁共振成像機器本身呢?它可能早在這些法規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)甚至內部網(wǎng)絡(luò )，有人就可以侵入并訪(fǎng)問(wèn)患者數據。對于其他正在監控圖像或音頻以進(jìn)行處理的醫療設備可能也是如此。

　　最近的一項研究發(fā)現，成像系統實(shí)際上是連網(wǎng)醫療設備中安全風(fēng)險最大的。其中一個(gè)主要原因是成像系統通常是用現成的操作系統設計的， 而這些操作系統并不總是內置強大的安全性。

　　總結

　　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，現在對組織產(chǎn)生了更大的影響。對于許多公司來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)非?，F實(shí)的選擇，因此，現在是評估這項技術(shù)是否可以提高您的物聯(lián)網(wǎng)系統效率、節省公司資金、提高生產(chǎn)力和改善客戶(hù)體驗的理想時(shí)機。