图像理解与计算机视觉

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图像分析和计算机视觉

图像分析和计算机视觉

图像分析和计算机视觉是一门非常前沿且重要的技术领域。

它们的应用范围非常广泛,涉及到各个行业,例如医疗、交通、安防等等。

在现代社会中,图像处理技术已经成为我们日常生活中不可或缺的组成部分。

在本文中,我将会探讨的基本概念及其应用。

图像是最基本的视觉信息,图片或者图片序列。

图像分析是指对图像数据进行处理和计算,并从中提取有用的信息。

这项技术的目的是通过这些信息来解决各种问题,例如物体识别、人脸识别、场景分割等等。

图像分析的基本原理是利用数字信号处理和模式识别来实现。

这个过程需要将图像转换成数字信号,再使用数学模型来分析和处理数据。

最终,这些分析结果被用来构建图像数据库或者制作图像识别系统。

计算机视觉是一种更高级的技术,它是图像分析的延申,通过模拟人类视觉的方式来理解和解释图像信息。

计算机视觉利用计算机处理技术和算法来实现图像的分析和理解。

这项技术不仅可以进行图像的识别和分类,还可以进行复杂的三维重建和虚拟现实等多种应用。

计算机视觉的发展得益于人工智能和深度学习技术的进步,这些技术使得机器可以自主学习和理解图像数据,从而实现更加精准的分析和应用。

的应用非常广泛。

医疗领域可以通过图像分析来检测病变或者肿瘤,从而给患者更好的诊疗方案。

在交通领域中,图像分析技术广泛应用于交通监控系统中,用来记录车辆的运行情况和违规行为。

并且,计算机视觉技术非常重要的一个方向是自动驾驶,通过计算机视觉技术,汽车可以自主识别道路、车辆和行人等,实现自主行驶。

在安防领域,计算机视觉技术可以用来实现人脸识别、行为识别和行李安检等过程。

此外,还有很多其他领域也在逐渐应用技术,例如航空航天、文化娱乐等等。

总而言之,是一门非常有意义和前沿的技术,具有广泛的应用前景。

随着计算机硬件和算法的不断进步,这些技术将进一步推动各个行业的发展,为我们的生活带来更多便利。

计算机视觉技术与图像分析

计算机视觉技术与图像分析

计算机视觉技术与图像分析第一章:概述计算机视觉技术是一种实现人工智能的重要手段,它的目标是让计算机能够像人类一样“看”懂世界。

图像分析则是计算机视觉技术的一个重要应用领域,包括图像的特征提取、物体检测、物体识别、运动跟踪等技术。

本文将分别介绍计算机视觉技术和图像分析的相关内容。

第二章:计算机视觉技术计算机视觉技术是一种将图像或视频处理为数字形式以便计算机理解的技术。

计算机视觉技术涉及图像处理、机器学习、优化算法等多个领域,并且与其他领域的交叉处有着广泛的应用。

计算机视觉技术目前已经实现了许多人类的视觉任务,例如人脸识别、车牌识别、手写体识别等。

下面将简单介绍计算机视觉技术的一些基础概念。

2.1 图像处理图像处理是计算机视觉技术的基础,它涉及图像的获取、预处理、增强、压缩等多个方面。

图像的获取是指将真实世界中的光学信号转化为数字信号的过程,主要通过摄像机、扫描仪等硬件设备实现。

预处理则是对图像进行预处理,例如去除噪声、图像增强等,以便后续的算法能够更好地处理图像。

2.2 机器学习机器学习在计算机视觉技术中有着广泛的应用,主要用于图像分类、目标检测等任务。

机器学习涉及到模型训练、模型选择、特征选择等多个环节,其中模型选择和特征选择是机器学习中的关键问题。

2.3 优化算法优化算法是计算机视觉技术的核心,它主要用于优化目标函数,例如像素级分类、物体检测等。

常见的优化算法包括梯度下降法、牛顿法、拟牛顿法等。

第三章:图像分析图像分析是指对图像信息进行识别、分类、认知和推理等一系列操作的过程。

图像分析是计算机视觉技术的一个重要应用领域,其目标是从图像中提取有意义的信息。

下面将简单介绍图像分析的一些基础概念。

3.1 特征提取特征提取是图像分析的重要技术,其目的是从图像中提取出具有代表性的特征以便后续的处理。

特征提取包括纹理特征、颜色特征、形状特征等多个方面。

3.2 物体检测物体检测是指在图像中检测出特定物体的位置和大小。

如何利用计算机视觉技术进行图像分析与理解

如何利用计算机视觉技术进行图像分析与理解

如何利用计算机视觉技术进行图像分析与理解计算机视觉技术是近年来迅速发展的领域,它通过利用计算机算法和模型来模拟人类视觉系统,实现图像和视频的分析与理解。

利用计算机视觉技术进行图像分析与理解有着广泛的应用,涵盖了物体识别、图像分类、场景理解等领域。

本文将从图像分析与理解的概念、计算机视觉技术的工作流程以及应用案例等方面进行阐述。

首先,图像分析与理解,顾名思义就是对图像进行解读和理解。

它不仅仅是简单地将图像显示在屏幕上,还要通过计算机视觉算法对图像进行处理,以获取更深层次的信息和意义。

实现图像分析与理解的关键是计算机视觉技术。

计算机视觉技术的工作流程通常包括以下几个步骤:图像获取、图像预处理、特征提取、特征匹配和分类。

首先,计算机视觉系统需要获取图像,可以通过照相机、摄像机等设备进行图像采集。

然后,对采集到的图像进行预处理,包括图像去噪、图像增强等操作。

接下来,通过特征提取算法,从预处理后的图像中提取出具有代表性的特征。

这些特征可以是形状、颜色、纹理等方面的特征。

然后,利用特征匹配算法找到图像中相似的特征点,从而实现物体识别、图像分类等任务。

最后,通过分类算法对图像进行分类和理解,生成对图像的分析结果。

计算机视觉技术在许多领域都有着广泛的应用。

其中,物体识别是其中的一个重要任务。

通过计算机视觉技术,可以实现对物体的自动识别。

例如,在安防领域,利用计算机视觉技术可以实现人脸识别、车辆识别等功能,提高安全监控的效率。

此外,在工业生产中,利用计算机视觉技术可以对产品进行质检,检测产品的缺陷和不合格之处。

另外,计算机视觉技术还可以在医学领域用于图像诊断,通过对医学图像的分析和理解,帮助医生们进行疾病诊断和治疗。

除了物体识别,计算机视觉技术还可以实现图像分类和场景理解。

图像分类是将图像分为不同的类别,通过训练分类器来实现。

场景理解则是对图像所代表的场景进行解读和理解,包括场景的含义、语义和情感等。

这些应用无论是在自动驾驶、机器人导航还是视觉搜索等方面都有着重要的作用。

计算机视觉与图像识别的原理与应用

计算机视觉与图像识别的原理与应用

计算机视觉与图像识别的原理与应用近年来,随着计算机技术的快速发展,计算机视觉成为了热门的研究领域。

计算机视觉是指让计算机像人类一样通过感知和理解图像来获取信息的能力。

而图像识别则是计算机视觉技术的一个重要应用领域。

一、计算机视觉的原理计算机视觉的原理是基于人类视觉系统的工作原理。

人类的视觉系统是通过眼睛获取图像信号,然后通过大脑对这些信号进行分析和处理来理解图像。

计算机视觉则是通过计算机硬件和软件来模拟人类的视觉系统。

计算机视觉的关键技术包括图像获取、图像预处理、特征提取、特征匹配和目标识别等。

首先,图像获取是通过摄像机、扫描仪等设备将现实世界中的图像转换为计算机可以处理的数字图像。

然后,对数字图像进行预处理,包括去噪、平滑、增强等操作,以便于后续的特征提取和目标识别。

接着,特征提取是通过对图像中的边缘、颜色、纹理等特征进行提取,用以表达图像的关键信息。

特征匹配是将提取到的特征与已知的模式进行匹配,从而识别出图像中的目标。

二、图像识别的应用领域图像识别在各个领域都有广泛的应用。

在医疗领域,图像识别可以用于医学影像的分析和诊断,比如乳腺癌的早期检测、肺部结节的识别等。

在交通领域,图像识别可以用于交通监控和智能驾驶,比如车辆的识别与追踪、红绿灯的识别等。

在安防领域,图像识别可以用于人脸识别、行为分析等方面,提高安全性和防范能力。

此外,图像识别还可以应用于金融领域的证件识别、图像搜索引擎等。

图像识别的应用还可以推广到日常生活中。

比如,通过手机应用程序识别图像中的文字,实现快速翻译、文字识别等功能。

又如,在社交媒体中,通过图像识别可以实现人脸标记、智能相册等功能,方便用户管理和查找照片。

三、图像识别的挑战和发展趋势虽然图像识别已经取得了很多进展,但仍然面临着许多挑战。

首先,图像识别的精度和效率需要进一步提高。

现在的图像识别系统对于复杂场景和大规模数据处理仍然存在困难。

其次,图像识别面临着数据隐私和安全的问题。

使用计算机视觉技术进行图像分析和理解的方法和技巧

使用计算机视觉技术进行图像分析和理解的方法和技巧

使用计算机视觉技术进行图像分析和理解的方法和技巧计算机视觉技术是一门研究如何使计算机能够理解和分析图像的科学与技术。

随着计算机性能的提升和人工智能的迅速发展,计算机视觉已经在许多领域产生了重要的应用,如自动驾驶、人脸识别、图像搜索等。

本文将介绍一些使用计算机视觉技术进行图像分析和理解的方法和技巧。

首先,图像预处理是进行图像分析和理解的重要步骤。

在进行图像分析之前,通常需要对图像进行一些预处理工作,以提高后续分析的准确性和效果。

这些预处理包括图像去噪、图像增强、图像分割等。

去噪可以通过滤波算法,如中值滤波、高斯滤波等,来去除图像中的噪声。

图像增强可以通过调整图像的亮度、对比度、色彩等,使图像更易于分析和理解。

图像分割可以将图像分割成多个具有相似特征的区域,以便后续的目标识别和跟踪。

其次,目标检测是计算机视觉中常用的方法之一。

目标检测是指在图像中识别和定位特定目标的任务。

常见的目标检测方法包括基于特征的方法、基于模板的方法、基于深度学习的方法等。

其中,基于特征的方法通过提取图像中的特征,如纹理特征、边缘特征等,然后使用分类器对提取到的特征进行分类,从而实现目标检测。

基于模板的方法则是将目标的模板与图像进行匹配,从而得到目标的位置信息。

而基于深度学习的方法通过深度神经网络学习图像的特征表示,并通过网络的输出来判断图像中是否存在目标。

除了目标检测,图像分析和理解还包括图像分类、图像识别、图像分割等任务。

图像分类是指将图像分为不同的类别,常见的方法包括使用特征提取和分类器训练的方法和使用深度学习模型的方法。

图像识别是指识别图像中的特定对象或场景,例如人脸识别、车牌识别等。

图像分割是指将图像分割成有意义的区域,例如将图像中的前景和背景分割开来。

图像分割通常使用边缘检测、阈值分割、基于区域的分割等方法。

此外,使用计算机视觉技术进行图像分析和理解还可以结合其他相关技术。

例如,可以结合自然语言处理技术对图像进行描述和理解,从而实现图像的语义分析。

使用计算机视觉技术进行图像分析和理解的方法

使用计算机视觉技术进行图像分析和理解的方法

使用计算机视觉技术进行图像分析和理解的方法计算机视觉(Computer Vision, CV)是一门研究如何使计算机“理解”和解释图像内容的学科。

借助计算机视觉技术,我们可以对图像进行分析、理解和识别,为众多领域带来了许多应用,如人脸识别、智能驾驶、医学影像分析等。

本文将介绍使用计算机视觉技术进行图像分析和理解的方法。

首先,图像的分析和理解需要从图像的低级特征入手。

低级特征包括颜色、纹理和形状等。

通过提取图像中的这些低级特征,可以为后续的分析和理解提供基础。

比较常用的低级特征提取方法有颜色直方图、灰度共生矩阵(Gray-Level Co-occurrence Matrix, GLCM)以及形状描述子等。

其次,图像分析和理解的一个重要任务是图像分类。

图像分类是将图像分为不同类别的过程,可以根据图像的内容、场景、对象等信息进行分类。

为了实现图像分类,我们可以采用机器学习的方法,例如支持向量机(Support Vector Machine, SVM)、卷积神经网络(Convolutional Neural Network, CNN)等。

这些方法可以通过训练一组标记好的图像样本来建立模型,然后用模型对新的未知图像进行分类。

图像分割是另一个重要的任务,它将图像分割成若干个互不重叠的区域,每个区域包含相似的像素。

图像分割有助于进一步理解图像的内容和结构。

常见的图像分割方法包括阈值分割、区域生长、基于边缘检测的分割等。

此外,还可以利用深度学习方法进行语义分割,将每个像素分配到不同的语义类别,如人、车、建筑等。

除了分类和分割,图像检测是计算机视觉中的另一个重要任务。

图像检测旨在识别图像中的特定对象或目标,并确定它们的位置。

目标检测可以应用在很多领域,如视频监控、无人驾驶等。

常见的目标检测方法包括基于特征的方法(如Haar特征和HOG特征)、基于模型的方法(如卷积神经网络和区域卷积神经网络)等。

除了以上提到的方法,还有许多其他的计算机视觉方法可以用于图像分析和理解。

如何利用计算机视觉技术进行图像分析和理解

如何利用计算机视觉技术进行图像分析和理解

如何利用计算机视觉技术进行图像分析和理解计算机视觉技术是一门涉及计算机对图像和视频进行解释、分析和理解的科学技术。

它使用计算机算法和模型来模拟人类视觉系统,实现对图像中对象、场景和动作的识别和理解。

在现代科技的驱动下,计算机视觉技术在各个领域中得到广泛的应用,如医学影像分析、自动驾驶、安防监控等。

图像分析和理解是计算机视觉技术的核心任务之一。

它主要包括图像识别、分割和描述三个方面。

首先,图像识别是计算机视觉技术中的基础任务。

它与人类的视觉识别能力相似,通过学习和训练模型来识别图像中的对象和场景。

常见的图像识别任务包括目标检测、物体分类和场景识别等。

对于物体分类任务,计算机视觉技术可以通过图像中的颜色、纹理、形状等特征来判断物体的类别。

而目标检测则更加复杂,它不仅要求准确识别出物体的类别,还需要确定物体在图像中的位置和边界框。

场景识别则是根据图像中的特征来判断整个场景的类别,如室内、户外、人群等。

其次,图像分割是将图像中的每个像素根据其所属的对象分割成不同的区域。

图像分割在计算机视觉技术中有着广泛的应用,如医学影像中的病灶分割、图像编辑中的背景去除等。

图像分割任务可以通过像素级别的分类或者基于边界的方法实现。

像素级别的分类使用聚类或分类算法将图像像素分为不同的类别,达到对图像的语义理解。

而基于边界的方法则通过检测图像中的边界来进行分割,边界可以通过边缘检测、阈值分类或者基于深度学习的方法来提取。

最后,图像描述是计算机视觉技术中的一项高级任务。

它涉及将对图像的理解转化为自然语言的描述,从而帮助计算机生成有关图像的文字描述。

图像描述任务需要综合运用计算机视觉和自然语言处理的技术,通过学习图像和描述之间的对应关系,生成与图像内容相关的文本描述。

这项技术在图像搜索、辅助盲人阅读和自动图像标注等领域有着广泛的应用。

要实现图像分析和理解的任务,计算机视觉技术主要依赖于以下几个关键技术。

首先是特征提取技术。

图像中的每个像素都包含了大量的信息,为了实现高效的图像分析和理解,需要对图像进行特征提取和表示。

计算机视觉技术让计算机识别和理解像

计算机视觉技术让计算机识别和理解像

计算机视觉技术让计算机识别和理解像计算机视觉技术(Computer Vision)是人工智能的一个重要领域,旨在让计算机通过视觉感知能力来模拟甚至超越人类的观察、理解、分析和推理能力。

随着计算机技术的不断发展和深度学习算法的应用,计算机视觉的研究和应用取得了巨大的进展。

本文将介绍计算机视觉技术在计算机识别和理解图像方面的应用。

一、图像识别图像识别是计算机视觉技术的一个重要应用方向。

通过训练计算机模型,使其能够识别出图像中的物体、人物或场景。

图像识别可以应用于各个领域,如安全监控、无人驾驶、医学影像诊断等。

计算机视觉技术在图像识别方面的应用主要包括以下几个步骤:1.图像预处理:对图像进行降噪、增强、裁剪等处理,以提高后续处理的准确性和效果。

2.特征提取:通过计算机算法从图像中提取出有用的特征,如纹理、边缘、颜色等,以便进一步对图像进行分类和识别。

3.分类识别:将图像根据特征进行分类,通过训练模型和算法,让计算机能够自动识别出图像中的物体或场景。

4.模型训练:利用大量的标注数据对算法进行训练和优化,提高图像识别的准确率和鲁棒性。

5.应用场景:将图像识别技术应用到实际场景中,如安防监控、人脸识别、手势识别等,实现自动化和智能化的目标。

二、图像理解图像理解是计算机视觉技术的一个重要研究方向,旨在让计算机能够理解图像的内容和语义。

图像理解的核心任务是从图像中提取出语义信息,并将其转化为机器能够理解和处理的形式。

图像理解主要包括以下几个方面的内容:1.目标检测:检测图像中的目标物体,并标注其位置和属性。

目标检测可以应用于自动驾驶、智能家居等领域,实现对环境的感知和理解。

2.图像分割:将图像分割成不同的区域或对象,为后续处理提供更准确的信息。

图像分割可以应用于医学图像处理、无人机图像分析等领域。

3.场景理解:通过分析图像中的场景和对象关系,推断出图像所代表的语义信息和含义。

场景理解可以应用于图像搜索、智能推荐等领域,提高用户体验和信息检索效果。

计算机视觉技术与图像分析

计算机视觉技术与图像分析

计算机视觉技术与图像分析Chapter One:引言计算机视觉技术和图像分析是计算机科学中重要的一个分支。

随着计算机技术的不断发展,计算机视觉技术和图像分析的应用越来越广泛,像人脸识别、车牌识别、虹膜识别、目标跟踪等领域都需要用到这项技术。

本文将从计算机视觉技术和图像分析的概念讲起,然后详细介绍该技术的应用和发展。

Chapter Two:计算机视觉技术的概念和原理计算机视觉技术是指借助计算机对图像进行处理和分析,从而获得有用的信息。

计算机视觉技术的实现需要用到图像处理、图像分析、模式识别、计算机视觉等多个学科的知识。

其中,图像处理是指对图像进行数字化、滤波、增强、压缩等处理,以获取更清晰的图像,更准确的数据;图像分析是指对处理后的图像进行分析,提取数值、特征、形状等信息;模式识别是指将已知的模式应用于新的图像,以判断该图像属于哪一类别;计算机视觉则是将以上技术应用于在线视频、机器人、无人驾驶、虚拟现实、医学成像等领域。

Chapter Three:图像分析的应用3.1 人脸识别技术人脸识别技术是指利用计算机视觉技术对人脸进行识别和匹配的技术。

该技术广泛应用于安全管理、金融支付、移动支付、智能家居等领域。

人脸识别技术主要分为根据图片识别和视频流识别两种。

前者是指在人脸的图片库中查找对应的匹配者;后者是指在视频流中不断检测人脸,进行匹配识别。

目前,人脸识别技术已经应用于许多场景,如人脸门锁、智能门禁、银行ATM机、公安系统等。

3.2 车牌识别技术车牌识别技术是指将摄像机拍摄到的车辆车牌进行数字读取的技术。

该技术广泛应用于高速公路收费、违章监控、停车场智能管理等领域。

车牌识别技术主要分为图像识别和视频流识别两种。

前者是指将图像信息与车牌库进行匹配,输出识别结果;后者是指在视频流中不断检测车牌,进行匹配识别。

目前,车牌识别技术已经应用于许多场景,如车载导航、智能停车场、违章监控、全国联网公安交通热点项目等。

图像理解与计算机视觉

图像理解与计算机视觉

参考资料 – Google 讨论组 • Image Processing and Computer Vision – /group/ipcv – Google Scholar • – Google Search Engine – IEEE explorer – CVPR papers on the Web – ICCV papers on the Web – ECCV papers on the Web
– /watch?v=xMNIxKy3MG0
• ―UTokyo's e-Heritage Project: 3D Modeling of Heritage Sites‖
– /watch?v=DPiMJkZ0YKI
一、教学目标与要求
目标:
《图像理解与计算机视觉》是一门涉及多个交叉学科领域的 课程。本课程侧重于图像理解和计算机视觉中的基本理论,课程 主要侧重对图像处理、目标识别以及计算机视觉方面的理论和应 用进行系统介绍。目标是使学生学习了本课程之后,对图像理解 和计算机视觉的基本理论,尤其是图像处理的概念、基本原理以 及解决问题的基本思想方法有一个较为全面的了解和领会;学习 计算机视觉的基本理论和技术,了解各种智能图像处理与计算机 视觉技术的相关应用;具备解决智能化检测与识别等应用问题的 初步能力,为以后从事模式识别、计算机视觉、测绘科学、多媒 体技术等领域的研究与工程建设打下扎实的基础
参考资料 – International Journal of Computer Vision (IJCV) – IEEE Transaction on Pattern Analysis and Machine Intelligence (TPAMI) – IEEE International Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR) – IEEE Computer Society International Conference on Computer Vision (ICCV) – 其他国际期刊和会议论文: • Computer Vision and Image Understanding (CVIU) • Pattern Recognition Letters (PRL) • ECCV • ……

如何使用计算机视觉技术进行图像分析与理解

如何使用计算机视觉技术进行图像分析与理解

如何使用计算机视觉技术进行图像分析与理解在当今数字化时代,计算机视觉技术的广泛应用已经成为实现图像分析与理解的关键工具。

计算机视觉技术是通过模拟人类视觉系统的方式,使计算机能够通过对图像进行处理和分析,从而获取图像的各种特征和内容。

本文将介绍如何使用计算机视觉技术进行图像分析与理解。

首先,理解计算机视觉技术的基本原理非常重要。

计算机视觉技术主要包括图像获取、图像预处理、特征提取与描述、目标检测与识别等几个基本步骤。

图像获取是通过相机或其他设备获取图像数据,预处理是对图像进行去噪、平滑、锐化等操作,以提高图像质量。

特征提取与描述是通过计算机视觉算法,从图像中提取出具有代表性的特征向量,用于后续的目标检测与识别。

其次,了解常用的计算机视觉技术算法对于图像分析与理解也至关重要。

在目标检测与识别中,常用的算法包括边缘检测、颜色特征提取、纹理特征提取、形状特征提取等。

边缘检测是通过检测图像中的边缘信息,来获取目标的轮廓信息。

颜色特征提取是通过计算图像中各像素点的颜色分布,来判断图像中的颜色特征。

纹理特征提取是通过计算图像中各个区域的纹理信息,来判断图像中的纹理特征。

形状特征提取是通过计算图像中各个区域的形状信息,来判断图像中的形状特征。

第三,掌握计算机视觉技术的实践应用也非常重要。

计算机视觉技术广泛应用于不同领域,包括智能交通、安防监控、医学影像分析、机器人导航等。

例如,在智能交通领域,计算机视觉技术可以通过对交通图像进行分析与理解,实现车辆的自动识别、车道检测、交通流量统计等功能,有助于提高交通运输效率与安全性。

在医学影像分析领域,计算机视觉技术可以通过对医学图像进行分析与理解,实现肿瘤检测、病灶定位、病灶边缘提取等功能,有助于提高医学诊断的准确性与效率。

最后,需要注意的是,在使用计算机视觉技术进行图像分析与理解时,需要选择合适的算法和方法,并合理地制定实施方案。

不同场景下的图像分析与理解需求可能不同,因此需要根据具体情况选择合适的算法和方法来实现。

使用计算机视觉技术进行图像分析与理解的技巧分享

使用计算机视觉技术进行图像分析与理解的技巧分享

使用计算机视觉技术进行图像分析与理解的技巧分享计算机视觉技术是一门涉及图像处理、模式识别和计算机图形学的交叉学科,它旨在使计算机具备感知和理解视觉信息的能力。

随着人工智能的快速发展,计算机视觉技术正在广泛应用于各个领域,如自动驾驶、医学诊断、安全监控等。

在这篇文章中,我将分享一些使用计算机视觉技术进行图像分析与理解的技巧。

1. 图像预处理在进行图像分析和理解之前,首先需要对原始图像进行预处理。

这一步骤旨在消除图像中的噪声和不必要的细节,以提高后续分析的准确性。

常见的图像预处理方法包括灰度化、去噪、图像增强等。

其中,灰度化是将彩色图像转换为灰度图像的过程,通过保留图像的亮度信息而舍弃颜色信息,简化了后续分析的复杂性。

2. 特征提取特征提取是计算机视觉中的一个重要环节,它的目的是从图像中提取出有用的信息,以便进行后续的分类、识别等任务。

常见的特征提取方法包括边缘检测、角点检测、纹理特征提取等。

边缘检测可以帮助提取图像的轮廓信息,而角点检测则可用于图像中的物体边界点的检测和跟踪。

纹理特征提取则是通过分析图像中的纹理信息来获得对图像进行分类的特征。

3. 目标检测与识别目标检测与识别通常是计算机视觉中的关键任务之一。

它们旨在从图像中定位和识别出特定的对象或物体。

在目标检测中,常用的方法包括基于模板匹配的方法、基于特征的方法以及基于深度学习的方法。

模板匹配是一种简单而直观的方法,通过比较待检测图像的局部区域与已知模板进行匹配。

特征法则则利用图像中的特征辅助目标检测,如使用Haar特征进行人脸检测。

深度学习方法则是目前最为火热的方法,通过训练深度神经网络来实现高效准确的目标检测与识别。

4. 图像分割图像分割是将图像划分成不同的区域或对象的过程。

它是图像分析与理解的基础步骤,常用于图像语义分割、图像实例分割等任务。

常见的图像分割方法包括基于阈值的方法、基于边缘检测的方法以及基于区域生长的方法。

阈值方法通过设定阈值将图像中的不同区域分割开来。

图像处理与计算机视觉技术的区别与联系

图像处理与计算机视觉技术的区别与联系

图像处理与计算机视觉技术的区别与联系图像处理和计算机视觉是计算机科学领域中两个重要的概念。

它们都关注如何使用计算机来处理和理解图像,但又有一些明显的区别。

本文将详细探讨图像处理和计算机视觉的区别与联系,以帮助我们更好地理解这两个概念。

首先,图像处理主要关注的是对图像进行数字化处理,以改善其质量、增强特定的图像特征或实现其他特定的目标。

图像处理技术通常被广泛应用于各种领域,如医学成像、无人驾驶、安全监控等。

图像处理目的是提取和改变图像的某些特征,或实现对图像的增强、修复和改变。

图像处理技术可以包括图像增强、滤波、降噪、边缘检测等。

总之,图像处理注重对图像进行数值上的操作和变换,以改变或优化图像的质量和特征。

相比之下,计算机视觉是一个更广泛的概念,它的目标是使计算机能够理解和解释图像或视频中的信息。

计算机视觉研究计算机如何以类似于人类的方式来感知和理解图像,并从中提取出有用的信息。

计算机视觉技术可以用于目标检测和跟踪、人脸识别、姿态估计、场景理解等任务。

计算机视觉的主要目的是通过让计算机理解图像来实现自动化任务,而不仅仅是改变或优化图像的质量。

尽管图像处理和计算机视觉有着明显的区别,但它们之间也有一些联系和交叉。

首先,图像处理技术通常是计算机视觉任务中的一个重要组成部分。

在计算机视觉中,我们需要使用图像处理技术对图像进行预处理,以减少噪声、增强图像特征,并提高后续分析的准确性。

例如,在目标检测任务中,通常需要对输入图像进行尺度归一化、直方图均衡化等图像处理操作,以更好地提取目标特征。

其次,图像处理和计算机视觉都与数学、信号处理和机器学习等领域密切相关。

图像处理涉及到图像的数字化和数值处理,其中涉及了一些数学和信号处理的原理。

而计算机视觉则更加强调对图像中的信息进行理解和分析,其中往往需要使用到机器学习和深度学习等技术。

最后,图像处理和计算机视觉的最终目标是为人类和计算机提供有用的信息。

图像处理旨在使图像质量更好、特征更明显,以便人类更好地理解和分析图像。

计算机视觉和图像理解毕业论文

计算机视觉和图像理解毕业论文

计算机视觉和图像理解毕业论文1.导言在社会机器人的新兴领域,人类–机器人相互作用通过手势是一个重要的研究课题。

人类进行交际的手势中,指向手势的互动与机器人特别有趣。

他们开放的直观指示对象和位置的可能性,是特别有用的机器人的命令。

指向手势也可结合语音识别指定的口头述和位置参数,还提供了一个明确的输入语音识别时发生歧义。

这种类型的一个例子的情况是指向手势引导机器人到一个特定的对象或使用地点。

机器人必须能够检测的指向手势和估计目标位置,从而指出,主要的问题出现,有关最近在这一领域的研究视野[1–4,8]。

一些最重要的挑战是相关的实时计算,得到的精度和运行在困难的杂乱环境可能遮挡,光照和不同的背景。

另一个共同的要求是,指向手势必须认识到,无论规模大小,大指向手势是指进行全臂延伸而小的指向手势只减少前臂和手的运动[ 3,4 ]。

基于这一事实,对于大多数应用程序,它是指目标而不是实际的指向,这是非常重要的,我们制定了一个新的方法,与现有的指向手势识别的方法,也考虑到可能指出目标位置的先验信息。

假设的指示语的手势,最常见的类型例如,一个涉及食指指向对象的利益和用户的目光指向同一目标[ 5,6 ] 我们制定我们的方法使用单眼设置高精度跟踪下飞机头部旋转,同时识别手指的手势。

这两种输入流被组合在一起推导出指向目标使用的配方是基于Dempster-Shafer理论的证据[7]。

一种区别我们的方法来自使用相机基本的方法,多数使用立体声或多摄像机设置。

然而,本文的主要容在于基于Dempster-Shafer理论输入端的组合,让该方法在一种或两种输入数据流丢失的情况下能妥善处理(例如手指向的来自遮挡了的可见光);也就是,使用的输入的信号缺乏,实现了令人印象深刻的结果,这是当代概率融合方法不可能得到的来源[1,8]。

此外,本文所提出的制定的信念被分配到设置尖锐的目标而不是个人提出的目标。

Dempster的组合规则有助于这些信念相结合,而不需要将他们的个人目标的分别观测指出,假如没有明确的建议。

计算机视觉中的图像理解问题探究

计算机视觉中的图像理解问题探究

计算机视觉中的图像理解问题探究计算机视觉是一个十分重要的研究领域,它能让计算机通过数字图像处理技术“看懂”世界。

图像理解作为计算机视觉的一个关键问题,一直是该领域的研究热点。

本文将围绕图像理解问题展开探究。

一、图像理解的概念图像理解是计算机视觉领域中一个十分关键的问题。

简单来说,图像理解就是让计算机能够对图像进行深入的认识和分析。

也就是说,图像理解的目标是让计算机不仅仅是“看”懂图像,而是能够深入理解其中的信息,从而可以更加准确地做出判断和推断。

图像理解在计算机视觉领域应用广泛,例如智能家居、自动驾驶、安防监控等等。

二、图像理解的难点图像理解作为计算机视觉领域中的一个关键问题,其难点也相应较大。

主要表现在以下几个方面:1. 图像的丰富性图像的信息非常丰富,包括了颜色、纹理、形状、大小、位置、方向等多个方面的信息。

如何对这些信息进行准确的提取和处理是一个十分困难的问题。

2. 图像的复杂性不同场景下所呈现的图像具有极大的不同,其中存在非常复杂的情况。

例如,遮挡、反光、模糊、变形等均会影响图像的信息提取和分析。

3. 信息的歧义性由于图像本身存在信息交叉和语义歧义,所以在图像理解的过程中,往往需要通过一些方法处理并消除这些歧义性。

这些难点直接影响了图像理解的准确性和效率,也进一步增加了图像理解的难度。

三、如何解决图像理解难点要想解决图像理解的难点,需要针对不同的问题采取不同的方法。

现在,计算机视觉领域中的研究人员主要从以下三个方面入手:1. 特征提取特征提取是图像理解的第一步,它的目的是从图像中提取出最具有代表性的特征。

目前,常用的特征提取方法有基于颜色、纹理、边缘和角点等多种方法。

通过应用合适的特征提取方法,可以为后续的计算和分析提供有力的支持。

2. 计算机学习计算机学习是解决图像理解难点的一种有效方法。

通过大量标注好的数据集,机器可以通过训练和学习来不断优化算法和减少误差。

例如,目前较为流行的深度学习算法对于图像分类和目标检测等问题都有一定的优势。

图像分析与计算机视觉研究

图像分析与计算机视觉研究

图像分析与计算机视觉研究图像分析和计算机视觉是当前人工智能领域中备受关注的研究方向。

这两个领域的研究涉及到了图像处理、模式识别、机器学习等多个学科的交叉,其最终目标是实现计算机对于图像的自动理解和分析,进而实现对于现实世界的深度认知。

本文将从基本概念、研究方法以及应用领域等方面来探讨图像分析和计算机视觉领域的最新研究进展。

一、基本概念图像分析是指对于数字图像的处理、识别、分类等一系列自动化操作,其目的是从图像中提取出对于研究者有价值的信息。

常见的图像分析任务包括图像分割、特征提取、图像分类等,每个任务都需要根据具体的应用场景设置不同的考核指标和算法流程。

计算机视觉则是研究如何通过计算机对于物体、场景等视觉信息进行分析的学科。

它的核心问题在于从图像中自动地提取出需求的特征,然后对这些特征进行分类、检测等操作。

计算机视觉可以分为低层、中层和高层三个层次。

其中,低层计算机视觉涉及到像素层面的信息提取和预处理,包括图像采集、去噪、平滑等。

中层计算机视觉则涉及到特征提取、图像分割、物体检测等较高级的操作。

而高层计算机视觉则包括场景理解、物体识别等更加复杂的任务。

二、研究方法图像分析和计算机视觉的研究方法主要是基于图像处理、机器学习和模式识别的技术手段。

具体而言,图像处理的技术可以用来对于图像进行预处理、特征提取、分割等操作,在这个方面深度学习模型(如卷积神经网络)的广泛运用,大大提高了图像分析和计算机视觉处理效果。

机器学习则为图像分析和计算机视觉提供了自适应、可调整的算法框架,在图像特征识别、分类、物体识别等方面得到了广泛应用。

模式识别则是对于机器学习和图像分析的算法进行优化、改进的关键技术手段,从而进一步提高算法的性能。

三、应用领域由于其各自的特点和优势,图像分析和计算机视觉在许多领域得到了广泛的应用。

例如,在医学影像领域,通过对于患者的X光片、CT扫描等图像进行分析,可以帮助医生更加准确地诊断疾病;在智能交通领域,通过对于视频监控系统的图像进行分析,可以实现交通违规的自动检测、交通拥堵的解决等功能;在军事安防领域,通过对于卫星图像、航空摄影等图像进行分析,可以实现对于敌情动态、目标识别等功能。

计算机中的计算机图像与计算机视觉

计算机中的计算机图像与计算机视觉

计算机中的计算机图像与计算机视觉计算机图像和计算机视觉是计算机科学领域中两个重要的研究方向,它们广泛应用于数字图像处理、计算机辅助设计、虚拟现实、机器人视觉等领域。

本文将从基本概念、应用领域和未来发展等方面探讨计算机中的计算机图像与计算机视觉。

1. 基本概念计算机图像是指以数字形式表示的静态或动态视觉信息,它由像素组成,每个像素可通过数字值来描述其颜色或灰度。

计算机视觉是指模拟和实现人类视觉系统的能力,通过分析计算机图像来理解和解释场景中的信息,并做出相应的响应。

2. 应用领域计算机图像和计算机视觉在众多领域中得到广泛应用,以下是其中一些典型领域的应用示例:2.1 机器人视觉机器人视觉是为机器人提供感知和理解能力的关键技术。

通过计算机视觉技术,机器人能够识别和跟踪目标物体,完成各种自主导航、抓取和操控等任务。

2.2 医学图像处理医学图像处理广泛应用于医学影像诊断、手术规划、病灶检测等方面。

通过计算机图像处理和计算机视觉技术,医生可以更准确地检测和诊断疾病,提高医疗效果。

2.3 人脸识别人脸识别技术基于计算机视觉和模式识别方法,通过分析和比对图像中的人脸特征,实现个体的识别和身份认证。

它在安全领域、人机交互等方面有着广泛应用。

2.4 虚拟现实虚拟现实技术借助计算机图像和计算机视觉实现了用户与虚拟环境的交互和沉浸感。

通过模拟真实的感官体验,虚拟现实技术在游戏、培训、设计等领域具有广泛的应用前景。

3. 未来发展计算机图像和计算机视觉领域的研究和应用仍在不断推进,未来有以下几个发展趋势:3.1 深度学习与神经网络深度学习和神经网络在计算机视觉中的应用越来越重要。

通过大数据和强大的计算能力,深度学习可以从海量图像中学习并提取高级特征,为计算机视觉任务提供强大的支持。

3.2 融合多模态信息将图像、声音、语言等多模态信息进行融合是未来发展的一个重要方向。

通过融合不同模态的信息,计算机可以更全面地理解和处理复杂的场景和任务。

计算机视觉让计算机具备理解和分析像的能力

计算机视觉让计算机具备理解和分析像的能力

计算机视觉让计算机具备理解和分析像的能力计算机视觉让计算机具备理解和分析图像的能力随着信息技术的迅猛发展,计算机视觉逐渐成为一个引人注目的研究领域。

计算机视觉是一门研究如何使机器“看得懂”图像的学科,也是人工智能中的一个重要分支,其目的是让计算机具备理解和分析图像的能力。

本文将介绍计算机视觉的基本概念和应用,以及如何通过计算机视觉技术解决实际问题。

一、计算机视觉的基本概念计算机视觉是指通过图像或视频信号等感知方式,让计算机获取并理解世界的视觉信息。

它涉及多个学科,包括图像处理、模式识别、机器学习等。

计算机视觉的核心任务包括图像获取、图像预处理、特征提取、目标检测与识别、图像分割和场景理解等。

1.1 图像获取图像获取是计算机视觉的第一步,它包括使用传感器(如摄像头)获取到的图像。

传感器将图像转化为数字信号,供计算机进一步处理和分析。

图像获取的质量直接影响后续的处理结果,因此需要选择合适的设备和参数,以获取清晰、准确的图像。

1.2 图像预处理图像预处理是对原始图像进行一系列操作,以提高图像质量和减少不必要的噪声。

常用的图像预处理操作包括灰度化、滤波、增强对比度、去除背景噪声等。

通过图像预处理,可以使图像更加适合后续的特征提取和分析。

1.3 特征提取特征提取是计算机视觉的关键步骤,它通过对图像进行某种变换,提取出能够描述图像内容的特征。

常用的特征包括颜色、纹理、形状等。

特征提取的选择和设计对后续的目标检测和识别起着重要的作用。

1.4 目标检测与识别目标检测是计算机视觉中的核心任务之一,它是指通过计算机视觉技术自动检测图像中的目标对象。

目标识别是在目标检测的基础上,进一步对目标进行分类和识别。

目标检测与识别在很多领域有着广泛的应用,如智能监控、自动驾驶、人脸识别等。

1.5 图像分割图像分割是将图像划分成多个具有独立意义的区域的过程。

图像分割可以基于颜色、纹理、边缘等特征进行,常用的方法包括阈值分割、聚类分割、边缘检测等。

计算机视觉与图像识别

计算机视觉与图像识别

计算机视觉与图像识别计算机视觉和图像识别是现代计算机科学领域中的重要研究方向。

随着计算机技术的不断发展,计算机视觉在各个领域中得到了广泛的应用和重视。

本文将从计算机视觉的定义、发展历程、应用领域以及图像识别的原理等方面进行介绍。

一、计算机视觉的定义和发展历程计算机视觉(Computer Vision)是指通过计算机模拟人类视觉系统,使计算机能够理解和解释图像或者视频中的内容。

它是研究计算机与眼睛之间交互的领域,旨在实现对图像和视频的自动分析、理解和处理。

计算机视觉的发展历程可以追溯到上世纪60年代。

当时,科学家们开始研究如何让计算机识别简单的形状和图案。

随着计算机技术的飞速发展,图像处理和模式识别的方法也不断得到改进和完善。

从最初的边缘检测、形状分析到今天的深度学习和卷积神经网络,计算机视觉已经取得了巨大的进展。

二、计算机视觉的应用领域计算机视觉的应用领域非常广泛,涵盖了许多不同的行业和领域。

以下是一些常见的计算机视觉应用领域:1. 人脸识别:人脸识别技术可以根据人脸图像的特征进行身份验证和识别,被广泛应用于安防、门禁系统等领域。

2. 智能交通:计算机视觉可以用于交通监控、车辆识别和自动驾驶等领域,提高交通管理的效率和安全性。

3. 医学影像分析:计算机视觉可以帮助医生进行影像诊断、病变检测和手术辅助等工作,提供更准确和高效的医疗服务。

4. 工业检测:计算机视觉可以应用于产品质量检测、缺陷检测和零件定位等工业制造过程中,提高生产效率和品质控制。

5. 增强现实:计算机视觉可以结合虚拟现实技术,实现对真实世界的实时感知和交互,广泛应用于游戏、教育和娱乐等领域。

三、图像识别的原理图像识别是计算机视觉的一个重要分支,旨在通过计算机算法自动识别和分类图像中的对象或特征。

下面介绍几种常用的图像识别方法和原理:1. 特征提取:特征提取是图像识别中的关键步骤,它通过计算机算法从图像中提取出具有代表性的特征点或特征描述子,用于后续的识别和分类。

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第七章纹理分析第七章纹理分析7.1 7.2 7.3 7.4 7.5纹理图像举例纹理分析的概念与方法基于灰度共生矩阵的纹理分析基于模型的纹理分析信号处理方法不变性纹理分析7.67.1 一些典型的纹理图象包含多个纹理区域的图象一些彩色纹理图像flowerwaterbeeren food纹理是一种普遍存在的视觉现象,我们可以去感受纹理,却很难对纹理的精确定义形成统一的认识,目前多根据应用需要做出不同定义. 纹理分析是指通过一定的图像处理技术提取出纹理特征参数,从而获得纹理的定量或定性描述的处理过程。

7.2 纹理分析的概念与方法7.2.1 纹理(Texture)两种较常采用的定义:定义1 按一定规则对元素(elements)或基元(primitives)进行排列所形成重复模式。

定义2 如果图像函数的一组局部属性是恒定的,或者是缓变的,或者是近似周期性的,则图象中的对应区域具有恒定的纹理。

纹理的基本特征纹理是区域属性,并且与图像分辨率(或称尺度,resolution or scale)密切相关。

纹理具有重复性、规则性、方向性等等。

纹理分析(texture analysis):包括纹理分类(texture classification)、纹理分割(texture segmentation)和从纹理恢复形状(shape from texture)。

应用于产品检验,医学图像分析,文档处理,遥感图像分析…纹理合成(texture synthesis):由基元合成纹理图像。

应用于图形绘制(graph rendering)、图像压缩(image compression)和纹理分析。

纹理分割确定图像中纹理的边界,两种途径:基于区域的技术和基于边界的技术。

纹理分类确定纹理区域或图像的类别纹理图象纹理分类纹理分割合成图像(一次迭代)合成图像(四次迭代)合成图像(初始)海洋图像7.2.4 纹理合成统计方法(statistical methods)利用纹理在空间上的灰度分布特性:灰度共生矩阵自相关函数结构方法(structural methods)利用基元排列成纹理的特点:基于基元特征或基元组合规则基于模型的方法(modal based methods)假设一幅纹理图像是一类参数模型的实例:Markov (Gibbs) 随机场,分形(fractal)。

信号处理方法(signal processing methods)根据纹理的周期性,采用滤波方法处理:空域滤波、频域滤波(Fourier变换,Gabor变换,小波变换)。

统计方法研究纹理在空间上的灰度分布特征灰度共生矩阵(grey level co-occurrence matrices ,GLCM )自相关性函数(autocorrelation function )用下式表示一幅N ×N 图像{(,),01,01}I x y x N y N ≤≤−≤≤−7.3 基于灰度共生矩阵的分析方法是一个对于具有G 个灰度级的图像,受位移矢量控制的灰度共生矩阵的矩阵,矩阵行列表示各个灰度级,矩阵元素反映两种灰度在相距一定距离的位置上同时出现的次数,具体按下式计算:d P (,)d dx dy =(,){((,),(,)):(,),(,)}d P i j r s t v I r s i I t v j ===(,),(,),(,)(,)r s t v N N t v r dx s dy ∈×=++G G ×灰度直方图是对图像上单个象素具有某个灰度进行统计的结果,而灰度共生矩阵是对图像上保持某距离的两象素分别具有某灰度的状况进行统计得到的。

主对角线元素的作用灰度共生矩阵中主对角线上的元素是一定位置关系下的两象素同灰度组合出现的次数。

由于沿着纹理方向上相近元素的灰度基本相同,垂直纹理方向上相近象素间有较大灰度差的一般规律,因此,这些主对角线元素的大小有助于判别纹理的方向和粗细,对纹理分析起着重要的作用。

元素值的离散性灰度共生矩阵中元素值相对于主对角线的分布可用离散性来表示,它常常反映纹理的粗细程度。

离开主对角线远的元素的归一化值高,即元素的离散性大,也就是说,一定位置关系的两象素间灰度差的比例高。

若以|△x|=1或0,|△y|=1或0的位置关系为例,离散性大意味着相邻象素间灰度差大的比例高,说明图像上垂直于该方向的纹理较细;相反,则图像上垂直于该方向上的纹理较粗。

当非主对角线上的元素的归一化值全为0时,元素值的离散性最小,即图像上垂直于该方向上不可能出现纹理。

7.3.3灰度共生矩阵的纹理特征提取纹理特征提取是利用图像的灰度共生矩阵,求如下常用的统计特征值:纹理能量:纹理惯性:211,212[()]g gQ p g g=∑∑2221,212()g gQ k p g g=∑∑12||k g g=−7.3.3灰度共生矩阵的纹理特征提取 纹理相关性:纹理熵: 其中:1212123(,)x y g g x yg g p g g Q μμσσ−=∑∑4121212(,)lg (,)g g Q p g g p g g =−∑∑2211212()(,)xx g g g p g g σμ=−∑∑2221221()(,)y y g g g p g g σμ=−∑∑11212(,)x g g g p g g μ=∑∑21221(,)y g g g p g g μ=∑∑左边为一幅5×5的图象,具有三个灰度级,右边为灰度共生矩阵,位移矢量d=(1,1)例1021222222221111111000001122222230ij2100121010101001010101101010100101010110101010010101011010101001010101例2左边为棋格图像,中间为位移矢量为d=(1,1)的灰度共生矩阵,右边为位移矢量为d=(1,0)的灰度共生矩阵。

149i 0010ji24ji j02511101560ijd=(1,1)时的P[i,j]d=(1,1)时的P[i,j]002828灰度共生矩阵在一定程度上反映了纹理图像中各灰度级在空间上的分布特性,如果灰度级同现矩阵集中于对角线上,则对应位移矢量接近于该纹理中基元的排列规则。

在灰度共生矩阵的基础上,可定义多种纹理特征。

基于灰度共生矩阵的纹理特征是纹理分析领域中广为人知和最经常采用的特征之一,主要用于纹理分类,在纹理分割中使用较少。

7.3.4 灰度共生矩阵的纹理特征分析7.3.5 灰度共生矩阵的问题与发展问题位移矢量是定义灰度共生矩阵的重要参数,但缺乏选择位移矢量的有效方法。

发展自适应多尺度灰度共生矩阵(adaptive multi-scale GLCM):种子区域增长基于遗传算法的GLC特征提取(genetic algorithm based GLC feature extraction):用遗传算法实现高斯加权优化图像的自相关函数(autocorrelation function)自相关函数的周期性反映纹理基元重复出现的周期性;其下降速度反映纹理基元的粗细度(coarseness):纹理粗,则缓降;纹理细,则速降。

规则纹理的自相关函数具有峰值和谷值,可用于检测纹理基元的排列情况。

1122111(,)(,)()()(,)1(,)N yN x u v d N Nu v I u v I u x v y N x N y P x y I u v N −−====++−−=∑∑∑∑7.3.6 自相关函数纹理粗细度与自相关函数的关系示意图自相关函数与Fourier变换存在联系. 事实上,自相关函数可在频域中计算,而且效率更高。

规则纹理的Fourier 对数谱同一纹理的自相关函数7.3.6 自相关函数建立纹理图像的参数模型,该模型不仅可以用于表示纹理,而且可以用于合成纹理.纹理合成主要采用基于模型的方法。

主要问题是估计模型参数,使根据模型合成的纹理图像逼近原纹理图像。

两种模型Markov随机场(Markov random field, or Gibbs random field )分形(fractal)7.4 基于模型的纹理分析Markov随机场是图像建模的重要工具,在纹理合成、纹理分析、图像分割、图像增强、图像压缩中有广泛应用。

(J. Besag, 1974)预备知识(标注问题,labeling problem)位(site)集合:S = {1,2,Λ, m}标志(label)集合,位上可能发生事件的集合,可以是连续的,也可以是离散的:L c= [ X l , X h ] ⊂R ,L d = [l1 , l2 ,Λ, l n]标注是为位集合中的每个位指定一个标志的过程,可以认为是在位集合和标志集合之间建立一种映射:f = ( f1 , f 2 ,Λ, f m )f : S →Lz标注就是从如下F 空间中导出f 的过程:F = L1 ×L2 ΛL m , 当L1 = L2 = Λ= L m 时,F = L m在图象领域中,可将 f 理解为一幅图象,F 则是全部可允许图像的集合. 显然,如果没有任何约束,标注是没有意义的。

z标注也被称为着色(coloring,数学规划)或配置(configuration,随机场)如果各个位为随机变量,则位集合S 称为随机场。

在随机场中,从F 导出 f 的过程就是确定f 出现的概率,即各个位标注值的联合概率。

假设各个位的标注是彼此无关的,则有P( f ) = ∏P( f i ) ,P( f i |{ f i′}) = P( f i )实际应用时,需要考虑上下文约束(contextual constraints)Markov随机场当且仅当以下两个条件满足时,随机场为Markov 随机场:正性(Positivity )Markov 性(Markovianity)Markov 随机场是Markov 随机过程的推广,除了考虑历史信息的影响外,还考虑未来信息的影响。

()0P f >{}(|)(|)i i s i i N P f f P f f −=邻域系统(neighboring system)邻域集(neighbor set):一阶邻域(四连通)二阶邻域(八连通)等团(cliques):由邻域关系限定的位子集:单位团(single-site)双位团(pair-site)三位团(triple-site)等¾邻域¾团团具有尺寸,形状和方向¾Markov 随机场是用条件分布表示的,实现起来比较困难。

X X X当且仅当随机场的配置服从Gibbs 分布时,称为Gibbs 随机场:规范化常量,称为划分函数(partition function )T :常量,称为温度,常取1U ( f ) = ∑V c ( f )c ∈C V c ( f )所有团势之和,称为能量函数(energy function):团势函数(clique potential)1()1()U f T P f e z −=1()U f T f FZ e−==∑物理意义配置的能量越小,其概率越大均匀性(homogeneity):V c( f ) 与团在随机场中的位置无关,或者说,P( f i|f N i ) 与位i无关各向同性(isotropic):V c( f ) 与团的方向无关在纹理领域,Markov(Gibbs)随机场具有均匀性Hammersley-Clifford定理Markov随机场与Gibbs随机场等价意义:既可以用局部成分的相互影响来建模,也可以用全局能量来建模,可以通过控制团势函数来控制联合概率,获得预期的系统行为。

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