图像识别简介PPT课件
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图像识别ppt
输入 数据获取
预处理
特征提取
决策分类 输出
数据获取：通过图像输入设备实现。
预处理：提高图像质量，包括滤波、平滑、增强、 复原、提取边缘、图像分割等方法
特征提取和选择：将预处理后的图像转化为若干特 征。常见特征有：幅度特征，统计特征，几何特征， 变换系数特征等
决策分类是模式识别要解决的关键问题
2、集群准则函数：集群准则函数反映了类别间的
相似性或分离性。
C
误差平方和准则： Je X mi 2 i1 Xi
离散度准则：
c
Sw
(ui xk )(ui xk )T （类内散度）
1 n 2 i1
n
i j yi y j xiT x j
j1
n
s.b i 0
i yi 0
i1
将求解后得到的 ai 带回可得决策函数参数的取值
由于处于非边界位置的ai 都为零。处于边界的ai 不为零。 W 只是处于边界处数据的线性组合，可 将处于边界处的原始数据当做支持向量。
检测新数据z时： 如果 W T z b 小于0，则认为是第一类；否则
图像识别的基本概念
统计模式识别
➢ 线性决策函数 ➢ 距离函数模式分类 ➢ 似然函数模式分类
模式是对客观事物的描述，是指建立一个可用于仿 效的完善的标本。
模式识别本质上是经过分析、判断、归类、识别出 事物与哪个供仿效的标本相同或相似。有时可将模 式识别理解为模式分类。
图像识别就是图像分类，属于模式识别的范畴
dij ( X ) 0, j i
3、存在M 个决策函数 dK (X ) WKT X , K 1, 2,..., M
如 X 属于 i 类，则 di ( X ) d j ( X ), j i
《图像识别》PPT课件
（2）模式(pattern) A、事物所具有的时间或空间分布信息。（狭义） B、描绘子的组合。（更狭义）
精选ppt
5
一维信息：例如声音信号，腾格尔的歌声。 二维信息：例如图像信号，数字照相机拍摄的照片。 三维信息：CT重建图像。 多维信息：
精选ppt
6
（3）模式类(pattern class) 一个拥有某些共同特性的模式族。
j0 k0
j0 k0
精选ppt
19
3 基于误差平方和的模板匹配
J 1K 1
D (x,y) [f(xj,yk)t(j,k)2]
j 0k 0
4、特征模板匹配 5、 特征匹配
1
mj N xj xj
j 1,2,,W
Dj(x) xmj
j 1,2,,W
精选ppt
20
精选ppt
21
7.3 基于最小错误率贝叶斯决策理论
-------分类器设计 （4）分类器设计后，如何评价分类器？分类错误
率是多少？ -------分类器评价
精选ppt
14
模式
传感器 特征产生 特征选择
设计流程
分类器设计
分类器评价
精选ppt
15
4 模式识别方法的分类
（1）监督与非监督模式识别 A、监督模式识别
利用先验知识和训练样本来设计分类器。
B、非监督模式识别
第7章 图像识别
精选ppt
1
利用神经网络识别 实现图像分割
精选ppt
2
第7章 图像识别
7.1 概论 7.2 图像匹配 7.3 基于最小错误率贝叶斯决策理论 7.4 线性判别函数 7.5 人工神经网络
精选ppt
3
《图像识别》课件
应用领域
包括人脸识别、车牌识别、 街景识别、医学影像处理、 军与象素处理
通过摄像机等设备采集图像，并 对图像进行预处理，如调整亮度、 对比度等。
空间域滤波与频率域滤波 技术
通过滤波器对图像进行去噪和增 强等处理。
边缘检测与特征提取技术
通过卷积核等手段提取图像特征， 如边缘、纹理、颜色等，作为分 类的依据。
学有所用
将图像识别技术应用到实际生 产和生活中，提高工作效率和 生活品质。
未来充满机遇
图像识别技术将继续发展和突 破，为未来的科技发展带来更 多可能。
图像识别的挑战和未来
1.
多模态数据融合
2.
对抗性攻击与防御
3.
图像识别的发展趋势
如何将图像、文本、语音等多 种数据进行融合，实现更准确 的图像识别。
如何避免恶意攻击对图像识别 造成的影响，提高识别的安全 性。
越来越多的行业开始应用图像 识别技术，未来发展潜力巨大。
结语
实战演练
通过实际项目案例，掌握图像 识别应用的基本方法和技巧。
机器学习与图像识别
1 机器学习算法概述
包括决策树、朴素贝叶斯、支持向量机、神经网络等算法，用于对图像特征进行分类和 识别。
2 监督学习与无监督学习
监督学习利用已标注的数据进行训练，无监督学习则是利用未标注的数据进行训练。
3 特征选择和分类器构建
特征选择需要寻找最具判别性的特征，分类器构建则需要根据具体应用场景选择最优的 算法。
《图像识别》PPT课件
本课程旨在介绍图像识别的概念、原理和应用领域，并探讨机器学习和深度 学习在图像识别中的应用。
概述
定义和意义
图像识别是通过计算机模拟 人类视觉过程，识别图像中 的信息，从而实现自动识别 和分类的技术。
图像识别ppt
输入
数据获取
预处理
特征提取
决策分类
输出
数据获取：通过图像输入设备实现。 预处理：提高图像质量，包括滤波、平滑、增强、 复原、提取边缘、图像分割等方法 特征提取和选择：将预处理后的图像转化为若干特 征。常见特征有：幅度特征，统计特征，几何特征， 变换系数特征等
决策分类是模式识别要解决的关键问题 决策分类可以认为是寻找进行分类的决策函数的过 程。当已知待识别模式的完整的先验知识时，则可 以据此确定决策函数的数学表达式。如果仅已知待 识别模式的定性知识，则在确定决策函数的过程中， 通过反复学习、调整，以取得满意的决策函数表达 式
输入：k:类的个数，D:包含n个对象的数据集。 输出：k个类的集合 步骤：
◦
◦
1、从D中任意选择k个对象作为初始类中心；
2、根据簇中对象的均值，将每个对象指派到最相似的 类
◦
◦
3、更新类均值，即计算每个类中对象的均值
4、重复2~3步，直至误差平方准则 J 变化幅度小于下 界
例：中国男足近几年到底在亚洲处于几流水平？ 下图是采集的亚洲15只球队在2005年-2010年间大 型杯赛的战绩
y 0
i 1 i i
n
将求解后得到的 ai 带回可得决策函数参数的取值
由于处于非边界位置的ai 都为零。处于边界的ai 不为零。 W 只是处于边界处数据的线性组合，可 将处于边界处的原始数据当做支持向量。
检测新数据z时： 如果 W T z b 小于0，则认为是第一类；否则 为第二类
如 X 属于 i 类，则
di ( X ) d j ( X ),j i
图像识别技术的应用与发展
医疗影像诊断与分析
CT图像识别
MRI图像识别
超声图像识别
• 病变区域的检测
• 神经系统疾病的诊断
• 腹部疾病的诊断
• 病灶的分割与量化
• 肌肉骨骼系统的评估
• 妇产科疾病的诊断
• 疾病诊断与分期
• 肿瘤的检测与分级
• 心血管疾病的诊断
基因测序与疾病预测
基因测序数据分析与图像识别
疾病预测与个性化治疗
图像识别技术在安防监控领域的应用
视频监控与行为分析
视频监控系统部署与维护
• 视频摄像机安装与调试
• 视频数据传输与存储
• 视频监控系统管理与维护
行为分析与异常检测
• 人脸检测与跟踪
• 行为识别与异常报警
• 场景理解与事件推理
人脸识别与身份验证
01
02
人脸识别技术
身份验证与门禁系统
• 人脸检测与定位
• 路面湿润与滑腻程度评估
• 最优路径规划与导航
• 路面状况预测与维护
• 交通拥堵与绕行策略
车辆安全与故障检测
01
车辆安全辅助系统
• 自动刹车与碰撞避免
• 车道保持与变道辅助
• 驾驶员疲劳监测与提醒
02
故障检测与诊断
• 车辆故障预警与检测
• 故障定位与诊断算法
• 维修与保养建议
05
图像识别技术在智能手机领域的应用
图像识别技术在自动驾驶领域的应用
自动驾驶环境感知与决策
环境感知与数据采集
决策与路径规划
• 传感器数据采集与处理
• 驾驶决策与规划算法
• 障碍物检测与跟踪
• 路径规划与优化
• 道路标志与信号灯识别
图像分析与识别ppt课件
识
别
数值计算，满足不了处理大数据量图像
的要求。
编辑课件
29
图 第 ➢ 在上世纪60年代，第3代计算机的研制成
像一
分 章 功，以及快速傅里叶变换算法的发现和
析引 与言
应用使得对图像的某些计算得以实现。
识
别 ➢ 人们从而逐步开始利用计算机对图像进
行加工利用。
编辑课件
30
图 第 ➢ 在上世纪70年代，数字图像处理技术有
别
头部CT
编辑课件
52
超声波成像的实例
图第 像一 分章 析引 与言 识 别
甲状腺
肌肉层有损害
编辑课件
53
图 第 ➢ 在医学中，无线电波可以用于核磁共振
像一
分 章 成像（MRI），是继CT后医学影像学的
析引 与言
又一重大进步。
识 ➢ 相对于X-射线透视技术和放射造影技术，
别
MRI对人体没有辐射影响，相对于超声
析引
与 言 ➢ 现在利用图像处理系统进行判读分析，
识
别
既可以提高效率，又可以从照片中提取
人工所不能发现的大量的有用情报。
编辑课件
35
图 第 ➢ 遥感技术分为飞机遥感和卫星遥感技术。
像一
分章 析引
➢ 从遥感卫星所获得的图像的图像质量有
与 言 时不是很好，如果仍采用简单的直观判
识
别
读如此昂贵代价所获取的的图像是不合
图第 像一 分章 析引 与言 识 别
编辑课件
43
High-pass filtering (HPF) 图像融合算法
图第 像一 分章 析引 与言 识 别
编辑课件
44
High-pass modulation (HPM) 图像融合算法
人脸识别技术(PPT46页)
▪ (4) 图像文件的干扰技术。尽量去除色偏、明暗、旋转、放缩
、扭曲、截取等图像干扰。 ❖ 色偏调整 ❖ 抗明暗特征提取算法 ❖ 抗放缩特征提取算法 ❖ 图像尺寸的自动调整 ❖ 抗旋转的特征提取算法 ❖ 抗扭曲的特征提取算法 ❖…
我们的目标--基于人物的人脸识别
▪ (5) 海量图像文件快速算法。分为两部分，一部分是海量图像
❖…
▪ (3) 当前的人物特征与数据库中的人物特征比较。即将当前的
图像的人物特征与数据库中的人物特征进行检索比对。上述的 人物特征可以一定程度上抵抗光线、皮肤色调、色偏、倾斜、 扭曲等变化，具有强大的可靠性，从而使它可以从百万人中识 别出相似的人。 ❖ 特征比对算法
❖…
我们的目标--基于人物的人脸识别
人脸识别技术简介与研发进展
2014年3月
目录
▪ 项目概述 ▪ 系统概述 ▪ 关键技术 ▪ 系统设计 ▪ 项目进展
项目概述
▪ 近年来，社会犯罪率呈逐年升高的趋势，给广大公安人员
侦破案件增加了难度。
▪ 由于罪犯群体不断扩大，要人工在数以百万计的人员照片
数据库中找出犯罪嫌疑人，不仅费时费力，还有可能造成 遗漏等情况，破案的效率大打折扣。
返回相似的图片
抽取和比对人物的 人脸、人身特征
输入图像 特征比对
特征提取
人脸、人身信息数据库
建立人物特征数据库的流程图
图像分割
准备导入图像库的图片
特征提取
数据存储
人脸、人身信息数据库
软件模型
面向技术人员： - 图像数据库的管理 - 人物特征数据管理 - 软件参数设置 - 软件运维
数据模型设计模式 1) 图像数据结构 2) 人物特征数据结构 3) 日志数据结构 4) …
、扭曲、截取等图像干扰。 ❖ 色偏调整 ❖ 抗明暗特征提取算法 ❖ 抗放缩特征提取算法 ❖ 图像尺寸的自动调整 ❖ 抗旋转的特征提取算法 ❖ 抗扭曲的特征提取算法 ❖…
我们的目标--基于人物的人脸识别
▪ (5) 海量图像文件快速算法。分为两部分，一部分是海量图像
❖…
▪ (3) 当前的人物特征与数据库中的人物特征比较。即将当前的
图像的人物特征与数据库中的人物特征进行检索比对。上述的 人物特征可以一定程度上抵抗光线、皮肤色调、色偏、倾斜、 扭曲等变化，具有强大的可靠性，从而使它可以从百万人中识 别出相似的人。 ❖ 特征比对算法
❖…
我们的目标--基于人物的人脸识别
人脸识别技术简介与研发进展
2014年3月
目录
▪ 项目概述 ▪ 系统概述 ▪ 关键技术 ▪ 系统设计 ▪ 项目进展
项目概述
▪ 近年来，社会犯罪率呈逐年升高的趋势，给广大公安人员
侦破案件增加了难度。
▪ 由于罪犯群体不断扩大，要人工在数以百万计的人员照片
数据库中找出犯罪嫌疑人，不仅费时费力，还有可能造成 遗漏等情况，破案的效率大打折扣。
返回相似的图片
抽取和比对人物的 人脸、人身特征
输入图像 特征比对
特征提取
人脸、人身信息数据库
建立人物特征数据库的流程图
图像分割
准备导入图像库的图片
特征提取
数据存储
人脸、人身信息数据库
软件模型
面向技术人员： - 图像数据库的管理 - 人物特征数据管理 - 软件参数设置 - 软件运维
数据模型设计模式 1) 图像数据结构 2) 人物特征数据结构 3) 日志数据结构 4) …
《信息技术与人工智能基础》项目7 图像识别
• 项目展望
人们一直致力于开发各种智能工具辅助人们的生产生活，比如机器人的研制，但是 要想使得机器人可以像人一样运动，辅助人们的工作生活，那么前提是机器人必须具备类 似于人的视觉系统，能够识别物体以及场景，真正的智能工具应该要具备“视觉”。目前 的图像识别技术是作为一个工具来帮助我们与外部世界进行交互，为我们自身的视觉提供 强有力的辅助和增强，所有的行动还需我们自己完成。而当机器真正具有了视觉之后，它 们完全有可能代替我们去完成这些行动。总体而言，目前的图像识别还存在着很多困难， 但是随着人类对自己视觉的逐步了解，一个通用的图像识别技术终会被研究成功。未来的 图像识别技术将会同其他人工智能技术融合在一起，更加智能地出现在我们的生活中，为 人类社会的更多领域带来重大的应用。
在互联网的海量图片、视频资料中，不少涉政敏感信息、暴力、低俗等内容的图片充斥其中，这些图 片严重影响着国家安全和网络文明。在图像识别还未发展成熟以前，需要人工随机抽取图片对图片内 容进行审核。借助人工智能、深度学习和大数据样本等技术，这一问题得到了很好地解决。当然，智 能图片鉴别模型并不能完全取代人工鉴别，相比人工审核，机器还很难理解内容背后的深意。最佳的 审核方式是智能为主，人工为辅。先由智能图片鉴别模型将可疑的图片筛选出来，再由人工审核一遍， 这样既能保证效率又能保证准确率。
• 传统分类算法
特征提取：（1）颜色直方图、局部二值模式、方向梯度直方图特征ห้องสมุดไป่ตู้尺度不变特 征变换、Gabor特征、区域协方差描述符
（2）主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）、线性判 别分析（linear discriminant analysis，LDA）、流形学习（manifold learning） 和稀疏编码（Sparse Coding，SC）
人脸识别系统精ppt课件
20
我们的眼睛靠什么识别？
皮肤和肤色
光滑/粗糙，黝黑/白皙
动态特征
酒窝，皱纹
局部特性
黑痣，刀疤，独眼龙
人的优势：强大的背景知识！ 21
人类视觉识别系统特性简介及其借鉴 意义
人脸识别是否是一个特定的过程？
证据：“人脸识别能力缺失症（Prosopagnosia）”患者的 存在，患有此症的人可以正常的识别其他物体，甚至可以正确
评测：FERET(94-97), FRVT(2000/2002), (X)M2VTS, FVC…
国内研究机构简况 大学：清华大学3家，哈尔滨工业大学,上海交大，浙大研究所： 计算所，自动化所等
29
国际研究现状
在比较良好的环境条件情况下，对1000人 左右基本正面人脸进行识别的性能：
共同决定了最终的成败共同决定了最终的成败13人脸识别的相关背景14应用模式典型具体应用特点说明应用领域身份识出入境管理过滤敏感人物间谍恐怖分子等国家安全公共安全嫌疑人照片比对公安系统用于确定犯罪嫌疑人身份敏感人物智能监控监控敏感人物间谍恐怖分子等网上追逃在pda等移动终端上进行现场比对会议代表身份识别防止非法人员进入会场带来危险因素关键场所视频监控如银行大厅预警可能的不安全因素家政服务机器人能够识别家庭成员的智能机器人人机交互自动系统登陆自动识别用户身份提供个性化界面智能agent自动识别用户身份提供个性化界面真实感虚拟游戏提供真实感的人物面像增加交互性身份验护照身份证驾照等各类证件查验海关港口机要部门等查验持证人的身份是否合法公共安全准考证查验防止替考问题教育机要部门物理门禁避免钥匙和密码被窃取造成失窃公共安全机要信息系统门禁避免单纯的密码被窃取造成信息被窃信息安全面像考勤系统方便快捷杜绝代考勤问题企业应用金融用户身份验证避免单纯的密码被窃取造成财产损失金融安全电子商务身份验证安全可靠的身份验证手段金融安全智能卡安全可靠的授权信息安全会议代表身份验证防止非法人员进入会场带来危险因素公共安全屏幕保护程序方便快捷的允许合法用户打开屏保人机交互15人脸识别相关研究内容人脸动画faceanimation16生物特征识别技术biometrics17与其他生物特征识别的比较18fromsameperson
我们的眼睛靠什么识别？
皮肤和肤色
光滑/粗糙，黝黑/白皙
动态特征
酒窝，皱纹
局部特性
黑痣，刀疤，独眼龙
人的优势：强大的背景知识！ 21
人类视觉识别系统特性简介及其借鉴 意义
人脸识别是否是一个特定的过程？
证据：“人脸识别能力缺失症（Prosopagnosia）”患者的 存在，患有此症的人可以正常的识别其他物体，甚至可以正确
评测：FERET(94-97), FRVT(2000/2002), (X)M2VTS, FVC…
国内研究机构简况 大学：清华大学3家，哈尔滨工业大学,上海交大，浙大研究所： 计算所，自动化所等
29
国际研究现状
在比较良好的环境条件情况下，对1000人 左右基本正面人脸进行识别的性能：
共同决定了最终的成败共同决定了最终的成败13人脸识别的相关背景14应用模式典型具体应用特点说明应用领域身份识出入境管理过滤敏感人物间谍恐怖分子等国家安全公共安全嫌疑人照片比对公安系统用于确定犯罪嫌疑人身份敏感人物智能监控监控敏感人物间谍恐怖分子等网上追逃在pda等移动终端上进行现场比对会议代表身份识别防止非法人员进入会场带来危险因素关键场所视频监控如银行大厅预警可能的不安全因素家政服务机器人能够识别家庭成员的智能机器人人机交互自动系统登陆自动识别用户身份提供个性化界面智能agent自动识别用户身份提供个性化界面真实感虚拟游戏提供真实感的人物面像增加交互性身份验护照身份证驾照等各类证件查验海关港口机要部门等查验持证人的身份是否合法公共安全准考证查验防止替考问题教育机要部门物理门禁避免钥匙和密码被窃取造成失窃公共安全机要信息系统门禁避免单纯的密码被窃取造成信息被窃信息安全面像考勤系统方便快捷杜绝代考勤问题企业应用金融用户身份验证避免单纯的密码被窃取造成财产损失金融安全电子商务身份验证安全可靠的身份验证手段金融安全智能卡安全可靠的授权信息安全会议代表身份验证防止非法人员进入会场带来危险因素公共安全屏幕保护程序方便快捷的允许合法用户打开屏保人机交互15人脸识别相关研究内容人脸动画faceanimation16生物特征识别技术biometrics17与其他生物特征识别的比较18fromsameperson
图像识别技术PPT学习课件
环行纹: 一边开 口的如 簸箕。
2/26/2020
弓形纹 :像将 引未引 的弓。
斗形纹 :由一 圈圈的 螺纹线 构成。
6
端点：一条纹路在此 终结。
分叉点：一条纹路在 此分开成为两条路或 更多的纹路。
分歧点：两条平行的 纹路在此分开。
2/26/2020
局 部 特 征
孤立点：一条特别短的 纹路，以至于成为一点 。
图像识别
● 指纹 ●字符 ●人脸
2/26/2020
1
图像识别的概念
利用计算机对图像进行处理、分析 和理解，以识别各种不同模式的目 标和对像的技术。
2/26/2020
2
指纹识别
2/26/2020
3
你的手上有几个螺（斗）？？
2/26/2020
4指纹特征Fra bibliotek1总体特征
2
局部特征
2/26/2020
5
总体特征
提取的人脸图像的特征数据与数据库中存储的特征模
板进行搜索匹配，通过设定一个阈值，当相似度超过
这一阈值，则把匹配得到的结果输出。人脸识别就是
人脸的识别过程 将较➢，待人人根识脸脸据别识图的相人似别像脸程系特特度统征征对可与人提使已脸取用得的：到身的份人信脸息特进征行模判板断进。行比
➢对行灰言度锐➢不 静 都 围 然的视像人人人人处变于度，化同态可内后脸特 觉 素 脸脸脸理换人校其等的图以时即图征 特 统 图图图并脸正预。、人 像 得 ， 在像通征计像像像最的 、 处直脸 到 采 图、预采终图 噪 理方代常特变、图 很 集 像动处集服像 声 过图像 好 设 中态分征换数理及务预 过 程均都 的 备 准图为系特、：检于处 滤 主衡能采会确像征数测理要化特等通集自标、特等：是包图征、过。动定不征。基括像提归摄当搜出同、于预一取人像用索人的人处化脸的镜户并脸位脸理图过、头在拍的置检。像程几采采摄、位测对的。何集集用置不结于光早校设下户和同果人期线正备来 的大表，脸阶补、的， 人小情对图段偿滤拍比 脸等 。图像包、 波摄如 图方像而括灰 以范像面进及。
图像识别幻灯片课件
• x=(x1, x2)T， x1和 x2分别代表花瓣长度和宽度。 • 模式矢量 x=(x1, x2,……, xn)T 中元素性质取决于
描述物理模式自身所采用的方法。
花瓣宽度(cm)
• 模式类 w1、w2、w3分别表示Setosa (多刺的)、
Virginaca (单性的)和 Versicolor (杂色的)三种花。
训练过程
信息 获取
数据预 处理
特征提 取
和选择
分类器设计
分类决 策
输出结 果
图11.1 模式识别系统的基本构成
2. 常用的三种模式组合
(1) 模式矢量
• 1936年，Fisher论文提出判别式分析技术，通过 测量花瓣的宽度和长度识别三种不同类型的鸢 （yuan）尾属植物的花。
– Iris Setosa (多刺的) – Iris Virginaca (单性的) – Iris Versicolor (杂色的)
边界方程： d12(x) = d1(x)-d2(x) = 2.8x1+1.0x2-8.9 = 0
图11.5 美国Banker协会 的E-13B字体的字符 集和对应波形。
字符设计在97个字中以 便读取。每个字符 用含有精细磁性材 料的墨水印刷。
（设计者保证大的均值 分离和小的类分布 的一个示例）
(2) 相关匹配
• 受生物神经系统启发产生，大量使用非线性元素的计算 单元（神经元），类似大脑神经元的互联方式组织起来 。具有对一些特定问题的适应能力和并行处理能力。
• 20世纪40年代早期McCulloch和Pitts提出。 • 80年代Rumelhart、Hinton和Williams发展出“反向传播”
方式学习的德尔塔（delta）规则，为多层机器提供了一 种有效的训练方法。 • 结构：由许多互联的相同的节点（处理单元，PE）构成 。每个PE从“上游”的几个PE接受输入信号，产生一个 标量输出，传给“下游”的一组PE。
描述物理模式自身所采用的方法。
花瓣宽度(cm)
• 模式类 w1、w2、w3分别表示Setosa (多刺的)、
Virginaca (单性的)和 Versicolor (杂色的)三种花。
训练过程
信息 获取
数据预 处理
特征提 取
和选择
分类器设计
分类决 策
输出结 果
图11.1 模式识别系统的基本构成
2. 常用的三种模式组合
(1) 模式矢量
• 1936年，Fisher论文提出判别式分析技术，通过 测量花瓣的宽度和长度识别三种不同类型的鸢 （yuan）尾属植物的花。
– Iris Setosa (多刺的) – Iris Virginaca (单性的) – Iris Versicolor (杂色的)
边界方程： d12(x) = d1(x)-d2(x) = 2.8x1+1.0x2-8.9 = 0
图11.5 美国Banker协会 的E-13B字体的字符 集和对应波形。
字符设计在97个字中以 便读取。每个字符 用含有精细磁性材 料的墨水印刷。
（设计者保证大的均值 分离和小的类分布 的一个示例）
(2) 相关匹配
• 受生物神经系统启发产生，大量使用非线性元素的计算 单元（神经元），类似大脑神经元的互联方式组织起来 。具有对一些特定问题的适应能力和并行处理能力。
• 20世纪40年代早期McCulloch和Pitts提出。 • 80年代Rumelhart、Hinton和Williams发展出“反向传播”
方式学习的德尔塔（delta）规则，为多层机器提供了一 种有效的训练方法。 • 结构：由许多互联的相同的节点（处理单元，PE）构成 。每个PE从“上游”的几个PE接受输入信号，产生一个 标量输出，传给“下游”的一组PE。
图像识别技术解析PPT精品课件
的不连续点的集合，它描述了色彩函数的局
部突变。
2021/3/1
13
长期以来人们主要致力于灰度边缘的研 究并取得了很好的效果。但彩色边缘能 比灰度图像提供更多的信息。有研究表 明，彩色图像中，大约有90％的边缘与 灰度图像中的边缘相同，也就是说，有 10％的边缘在灰度图像中是检测不到的。 因此，彩色边缘的检测受到越来越多的 重视。
第4章 图像识别技术
4.1 引言 4.2 图像识别与解释 4.3 指纹识别技术
2021/3/1
1
4.1 引言
模式识别就是分析图像内容,找出图像中 有哪些东西。
步骤：
图像分割（物体分离）：检测出各个物体， 并把它们的图像和其余景物分离
特征抽取：对物体进行度量。通过计算对物 体的一些重要特性进行量化表示
低难度，设计得更专用。
2021/3/1
7
水果的识别
四部分：
数码图片的获取，
图像的彩色边缘检测、图像的分割，
图象的颜色特征和形状特征提取
图像的分类识别。
选择研究的目标物
香蕉，西红柿，梨和青椒四种果蔬。
功能：
水果原始图像
使机器具有一定的视觉功能，能够认 识“记忆”中的水果。
例如：当接受到命令是"香蕉"时，就 可以自动地将"香蕉"拿出来。
图中H和S分量图看起来与V分量图很不相 同，这说明H,S,V三分量间的差别比R,G,B 间的大。
2021/3/1
11
(2)彩色边缘和彩色边缘检测
边缘是图像的一个基本特征，携带了图像 中的大量信息，边缘检测不仅能得到关于 边界的有用的结构信息，而且还能极大地 减少要处理的数据，很多图像处理和识别 算法都以边缘检测为重要基础。
图像识别
在人类图像识别系统中，对复杂图像的识别往往要通过不同层次的信息加工才能实现。对于熟悉的图形,由于 掌握了它的主要特征，就会把它当作一个单元来识别，而不再注意它的细节了。这种由孤立的单元材料组成的整 体单位叫做组块，每一个组块是同时被感知的。在文字材料的识别中，人们不仅可以把一个汉字的笔划或偏旁等 单元组成一个组块，而且能把经常在一起出现的字或词组成组块单位来加以识别。
图像识别问题的数学本质属于模式空间到类别空间的映射问题。目前，在图像识别的发展中，主要有三种识 别方法：统计模式识别、结构模式识别、模糊模式识别。图像分割是图像处理中的一项关键技术，自20世纪70年 代，其研究已经有几十年的历史，一直都受到人们的高度重视，至今借助于各种理论提出了数以千计的分割算法， 而且这方面的研究仍然在积极地进行着。
图像识别
应用深度学习算法的实践应用
01 简介
03 相关领域 05 相关公司
目录
02 识别基础 04 研究现状
图像识别，是指利用计算机对图像进行处理、分析和理解，以识别各种不同模式的目标和对象的技术，是应 用深度学习算法的一种实践应用。现阶段图像识别技术一般分为人脸识别与商品识别，人脸识别主要运用在安全 检查、身份核验与移动支付中；商品识别主要运用在商品流通过程中，特别是无人货架、智能零售柜等无人零售 领域。
为了解决模板匹配模型存在的问题，格式塔心理学家又提出了一个原型匹配模型。这种模型认为，在长时记 忆中存储的并不是所要识别的无数个模板，而是图像的某些“相似性”。从图像中抽象出来的“相似性”就可作 为原型，拿它来检验所要识别的图像。如果能找到一个相似的原型，这个图像也就被识别了。这种模型从神经上 和记忆探寻的过程上来看，都比模板匹配模型更适宜，而且还能说明对一些不规则的，但某些方面与原型相似的 图像的识别。但是，这种模型没有说明人是怎样对相似的刺激进行辨别和加工的，它也难以在计算机程序中得到 实现。因此又有人提出了一个更复杂的模型，即“泛魔”识别模型。
图像识别问题的数学本质属于模式空间到类别空间的映射问题。目前，在图像识别的发展中，主要有三种识 别方法：统计模式识别、结构模式识别、模糊模式识别。图像分割是图像处理中的一项关键技术，自20世纪70年 代，其研究已经有几十年的历史，一直都受到人们的高度重视，至今借助于各种理论提出了数以千计的分割算法， 而且这方面的研究仍然在积极地进行着。
图像识别
应用深度学习算法的实践应用
01 简介
03 相关领域 05 相关公司
目录
02 识别基础 04 研究现状
图像识别，是指利用计算机对图像进行处理、分析和理解，以识别各种不同模式的目标和对象的技术，是应 用深度学习算法的一种实践应用。现阶段图像识别技术一般分为人脸识别与商品识别，人脸识别主要运用在安全 检查、身份核验与移动支付中；商品识别主要运用在商品流通过程中，特别是无人货架、智能零售柜等无人零售 领域。
为了解决模板匹配模型存在的问题，格式塔心理学家又提出了一个原型匹配模型。这种模型认为，在长时记 忆中存储的并不是所要识别的无数个模板，而是图像的某些“相似性”。从图像中抽象出来的“相似性”就可作 为原型，拿它来检验所要识别的图像。如果能找到一个相似的原型，这个图像也就被识别了。这种模型从神经上 和记忆探寻的过程上来看，都比模板匹配模型更适宜，而且还能说明对一些不规则的，但某些方面与原型相似的 图像的识别。但是，这种模型没有说明人是怎样对相似的刺激进行辨别和加工的，它也难以在计算机程序中得到 实现。因此又有人提出了一个更复杂的模型，即“泛魔”识别模型。
X光图像识别技术PPT演示课件(49页)
但其主要成分为有机物（如易拉罐饮料）， 则图像为绿色。
一、X光成像规律
• （3）混合物颜色为绿色
二、工作中常见的物品图像
如果有电池、有电路但无雷管，在一般情况下也不可能是爆炸装置，如一些邮件中邮寄的小型家用电器等。 （3）混合物颜色为绿色 特别是电雷管，都带有两根金属脚线； 3、亮度显示被检物的密度 如炸药、各种药物、毒品、塑料、纸张、布料、木材、水等。 任何一个物品中，有无雷管就成了确定是否为爆炸装置的重要依据。 二、工作中常见的物品图像 如炸药、各种药物、毒品、塑料、纸张、布料、木材、水等。 四、其它违禁物品的识别 四、其它违禁物品的识别 四、其它违禁物品的识别 三、过检物中有无爆炸装置，应重点分辨以下物品 四、其它违禁物品的识别 任何一个物品中，有无雷管就成了确定是否为爆炸装置的重要依据。 四、其它违禁物品的识别 二、工作中常见的物品图像 四、其它违禁物品的识别 二、工作中常见的物品图像 X光机被应用于安全检查，不仅作为一种设备，更重要的是作为一种科学有效的手段，它具有方便、快速、准确等优点。 电池虽然有多种规格、形状，但爆炸装置上的电池两极都与电路连接 海洛因
而且用各种形式组成能闭和的线路。如果 只有电池而没有电雷管及其构成的电路， 则不是电起爆的爆炸装置；如果有电池、 有电路但无雷管，在一般情况下也不可能 是爆炸装置，如一些邮件中邮寄的小型家 用电器等。除非是直接用电热引爆火药的 爆炸装置才无雷管（如用灯泡内的钨丝通 电引燃火药），但是在电路的末端必须有 电点火装置。
X光图像识别技术
• X光安检是一项技术性要求较高的工作，它 要求从事安检专业工作的人员，具有娴熟的 专业理论知识，还需要借助先进实用的专业 器材（X光机）。
• X光机就是运用透视X射线检查系统对被检目 标进行检查，X射线是一种穿透力极强的电 磁波，当它照射被检邮件时，部分射线会透 射穿过被检物，而另一部分将发生反射。
一、X光成像规律
• （3）混合物颜色为绿色
二、工作中常见的物品图像
如果有电池、有电路但无雷管，在一般情况下也不可能是爆炸装置，如一些邮件中邮寄的小型家用电器等。 （3）混合物颜色为绿色 特别是电雷管，都带有两根金属脚线； 3、亮度显示被检物的密度 如炸药、各种药物、毒品、塑料、纸张、布料、木材、水等。 任何一个物品中，有无雷管就成了确定是否为爆炸装置的重要依据。 二、工作中常见的物品图像 如炸药、各种药物、毒品、塑料、纸张、布料、木材、水等。 四、其它违禁物品的识别 四、其它违禁物品的识别 四、其它违禁物品的识别 三、过检物中有无爆炸装置，应重点分辨以下物品 四、其它违禁物品的识别 任何一个物品中，有无雷管就成了确定是否为爆炸装置的重要依据。 四、其它违禁物品的识别 二、工作中常见的物品图像 四、其它违禁物品的识别 二、工作中常见的物品图像 X光机被应用于安全检查，不仅作为一种设备，更重要的是作为一种科学有效的手段，它具有方便、快速、准确等优点。 电池虽然有多种规格、形状，但爆炸装置上的电池两极都与电路连接 海洛因
而且用各种形式组成能闭和的线路。如果 只有电池而没有电雷管及其构成的电路， 则不是电起爆的爆炸装置；如果有电池、 有电路但无雷管，在一般情况下也不可能 是爆炸装置，如一些邮件中邮寄的小型家 用电器等。除非是直接用电热引爆火药的 爆炸装置才无雷管（如用灯泡内的钨丝通 电引燃火药），但是在电路的末端必须有 电点火装置。
X光图像识别技术
• X光安检是一项技术性要求较高的工作，它 要求从事安检专业工作的人员，具有娴熟的 专业理论知识，还需要借助先进实用的专业 器材（X光机）。
• X光机就是运用透视X射线检查系统对被检目 标进行检查，X射线是一种穿透力极强的电 磁波，当它照射被检邮件时，部分射线会透 射穿过被检物，而另一部分将发生反射。
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特征方差
第 j类的特征 x和特征 y的方差估值
分别为：
ˆ2xj 1 Nj
Nj
(xij ˆxj)2
i1
和
ˆ2yj 1
Nj
Nj
(yij ˆyj)2
i1
在理想情况下同一类别中所有对象的 特征值应该很相近。
特征相关系数
x 第 j类特征 和特征 y的相关系数估计为
1
ˆxyj Nj
Nj
(xij ˆxj)(yij ˆyj)
（分叉点、端点）
（4）分类器设计
分类器设计的主要功能是通过训练确定判 决规则，使按此类判决规则分类时，错误率最 低或风险最小。
（5）分类决策
在特征空间中对被识别对象进行分类。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
思考题：
水果（如苹果和桔子） 图像自动识别系统： 选择那些有效特征，可以把苹果和桔子有效地 区分开来？
3 模式识别的基本问题
统计模式识别
✓ 基本原理是：有相似性的样本在模式空间中互相接近， 并形成“集团”，即“物以类聚”。
✓ 主要方法有：决策函数法， k近邻分类法，支持向量机， 特征分析法，主因子分析法等…
✓ 参考书籍：《统计模式识别》(Andrew R.Webb)
Jain A K, Duin R P W, Jianchang Mao. Statistical pattern recognition: a review. Pattern Analysis and Machine Intelligence, 2000. 22(1) : 4～37.
C、特征提取：原始特征的数量可能很大，通过映射（或变 换）的方法可以用低维空间表示样本，这个过程叫做特征提取。 映射后的二次特征是原始特征的线性组合（通常是线性组合）。
D、特征选择：从一组特征中挑选出一些最有效的特征以达 到降低特征空间维数的过程。
例如：一幅96x64的图象
（a）Gabor滤波器编码； （b）小波变换+神经网络； （c）细节点
2 基于相关的模板匹配
J1 K1
t(j,k) f(xj,yk)
R(x,y)
j0 k0
J1 K1
J1 K1
[f(xj,yk)]2 [t(j,k)]2
j0 k0
j0 k0
3 基于误差平方和的模板匹配
J 1K 1
D (x,y) [f(xj,yk)t(j,k)2]
j 0k 0
4、特征模板匹配
5、 特征匹配
句法（或结构）模式识别
基于形式语言理论的概念为基础。模式按其结构分解为子模式 或模式基元，模式基元的连接关系以文法形式进行描述。
一个场景的示意图
场景结构的分析
模糊模式识别
✓ 模糊集理论，Zadeh，1965 ✓ 模糊集理论在模式识别中的应用
神经网络模式识别
✓ 特点：具有信息分布式存储、大规模自适应并行处理、 高度的容错性以及学习能力
每类的每一个特征均值：
假设训练样本中有 M个不同类别的样本。 令
N
j
表示第 j类的样本
个特征分别记为 x
数，第
ij 和 y ij
j类中第
。
i 个样本的两
每类的每一个特征均值：
ˆ xj
1 Nj
Nj
xij
i1
和
ˆ yj
1 Nj
Nj
yij
i1
注意：仅是两个值基于训练样本的估计值，而不是
真实的类均值。
mj
1 N xj xj
j 1,2,,W
Dj(x) xmj j 1,2,,W
模式可以是以矢量形式表示的数字特征；
也可以是以句法结构表示的字符串或图；
还可以是以关系结构表示的语义网络或框 架结构等。
对于上述三种类型的模式，必须分别使用不 同的识别和推理方法：统计模式识别，句法 模式识别和人工智能方法。
✓ 缺点：实际应用中仍有许多因素需要凭经验确定，比如 如何选择网络节点数、初始权值和学习步长等；局部极 小点问题、过学习与欠学习问题等
特征选择
所要提取的应当是具有可区别性、可靠 性、独立性好的少量特征。
因此特征选择可以看作是一个(从最差 的开始)不断删除无用的特征和组合有关联 的特征的过程，直到特征的数目减少到易于 驾驭的程度，同时分类器的性能仍能满足要 求为止。
息。
（2）预处理： A、信号增强：去除噪声，加强有用信息。 信号恢复：对退化现象进行复原。
B、归一化处理 （例如图像大小的归一化； 神经网络输入数据的归一化）
（3）特征提取和特征选择 A、特征分类：物理特征、结构特征、数学特征。
B、特征形成：根据被识别的对象产生出一组基本特征，它 可以是计算出来的（当识别对象是波形或数字图像时），也可以 是用仪表或传感器测量出来的（当识别对象是事物或某种过程 时），这样产生的特征叫做原始特征。
图像识别概念
典型模式识别系统
图像识别系统
人脸识别系统
图像识别
概述 模式可以定义为物体的描述。由于描述这个
词的意义比较广泛，有人把它推广到图像数 据本身，因为图像数据也是相应事物的一种 描述，只不过这样的描述不够抽象和简要而 已。
基于图像匹配的图像识别
1 定义 根据已知模式到另一幅图中寻找相应的模式。
（1）特征如何提取？-------特征产生 （2）最有效的特征是那些特征？-------特征选择 （3）对特定任务，如何设计分类器？
-------分类器设计 （4）分类器设计后，如何评价分类器？分类错误
率是多少？ -------分类器评价
模式 传感器 特征产生 特征选择 分类器设计 分类器评价
设计流程
图像处理
图像
计算机图 形学
图像识别 图像理解
描述
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总体概述
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图像识别
运用模式识别的原理对图像对象进行分类的学问。
模式识别系统
（1）信息的获取 通过传感器，将光或声等信息转化为电信
对特征 x来说，第 j类与第 k类之间的类间距为：
Dˆ xjk
ˆ xjˆxk
ˆ
2 xj
ˆ
2 xk
统计模式识别
基本概念
这里我们讨论数字特征的识别。其前提
i1
ˆxjˆyj
它的取值范围为 [1,1]。
如果=0，说明这两特征之间没有相关性；接近+1 表示这两个特征相关性强；为-1表示任一特征都与 另一特征的负值成正比。
因此，如果相关系数的绝对值接近1，则说明这两 个特征可以组合在一个特征或干脆舍弃其中一个。
类间距离
一个特征区分两类能力的一个指标是类间距离， 即类均值间的方差归一化间距。显然，类间距离大 的特征是好特征。