計(jì)算機(jī)智能圖像識別算法研究

陳文鵬

摘 ? 要：計(jì)算機(jī)智能圖像識別系統(tǒng)依靠的是計(jì)算機(jī)自身擁有的強(qiáng)大的計(jì)算功能，系統(tǒng)可以通過對圖像信息詳細(xì)具體的分析，識別不同圖像的特點(diǎn)，將圖像信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息。計(jì)算機(jī)智能圖像識別功能的強(qiáng)化與利用不同的空間進(jìn)行映射存在一定的關(guān)系，進(jìn)而反映出相對清晰的圖像自身特征。文章主要介紹了計(jì)算機(jī)算法和圖像識別以及計(jì)算機(jī)智能圖像識別算法的研究。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)算法;智能圖像識別;圖像處理

識別的對象以不同的方式進(jìn)行形態(tài)的變化，計(jì)算機(jī)智能圖像識別[1]也可以及時(shí)地抓住本質(zhì)特征，對圖像進(jìn)行有效的識別。同時(shí)注意在圖像識別算法中，圖像要保持不變性。

1 ? ?圖像識別

圖像識別是對圖像進(jìn)行處理、分析和理解，通過計(jì)算機(jī)識別不同模式的目標(biāo)。目前，對于圖像識別的應(yīng)用多集中在工業(yè)方面，利用計(jì)算機(jī)軟件對拍攝的圖片進(jìn)行識別處理[2]。圖像識別還可以應(yīng)用在對遙感圖像進(jìn)行分類。我國的圖像識別代表軟件的有“圖智能”等，國外的圖像識別軟件代表有“康耐視”等。

1.1 ?圖像識別現(xiàn)狀

圖像識別從最初的文字識別到對數(shù)字圖像處理與識別。

1.1.1 ?文字識別

對文字識別的研究是從1950年開始的，具體內(nèi)容包括對字母、數(shù)字和符號的識別。文字識別從印刷文字識別向手寫文字識別發(fā)展，應(yīng)用的前景廣泛。

1.1.2 ?數(shù)字圖像處理和識別

對數(shù)字圖像的處理和識別研究是從1965年開始的。相比于模擬圖像，數(shù)字圖像更容易存儲、傳輸，還可以進(jìn)行壓縮，在傳輸過程中也不易失真，在處理方便有著巨大的優(yōu)勢。數(shù)字圖像處理和識別以數(shù)字圖像處理與識別為基礎(chǔ)，結(jié)合人工智能進(jìn)行研究，研究成果可以應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域。

1.2 ?圖像識別基礎(chǔ)

圖像識別的基礎(chǔ)是圖像的主要特征，對圖像的主要特征進(jìn)行識別可以更快進(jìn)行圖像識別。在圖像識別過程中，需要從眾多信息中篩選出有用的信息，整理出完整的印象。計(jì)算機(jī)識別系統(tǒng)中，可以通過提取特征，建立索引，再進(jìn)行查詢的方式對計(jì)算機(jī)內(nèi)圖像檢索，類似于文本搜索引擎。

2 ? ?計(jì)算機(jī)算法

計(jì)算機(jī)算法是詳細(xì)描述計(jì)算機(jī)輸入轉(zhuǎn)化為輸出的過程，對計(jì)算機(jī)上執(zhí)行過程的具體描述。

2.1 ?算法性質(zhì)

算法必須具備以下性質(zhì)。

2.1.1 ?正確性

計(jì)算機(jī)算法必須是正確的。計(jì)算機(jī)算法任意一組的輸入都是合理的，得到的也是預(yù)期的輸出。如果一個(gè)算法不能使合理的輸入得到預(yù)期的輸出，或無法預(yù)料輸出的結(jié)果，計(jì)算機(jī)算法就不是正確的。

2.1.2 ?具體性

計(jì)算機(jī)算法是由一系列具體的步驟組成的，每一步的設(shè)計(jì)都能被計(jì)算機(jī)所執(zhí)行，而不是抽象和模糊的概念。

2.1.3 ?明確性

計(jì)算機(jī)算法每個(gè)步驟都有明確的執(zhí)行順序，每一步都必須明確。

2.1.4 ?有限性

無論計(jì)算機(jī)算法結(jié)構(gòu)多么復(fù)雜，都必須在運(yùn)行結(jié)束并終止運(yùn)行時(shí)，完成所有算法。算法的步驟是有限的，防止算法陷入無限循環(huán)中。

2.2 ?算法特點(diǎn)

2.2.1 ?有窮性

計(jì)算機(jī)算法的操作步驟有限。如果讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行一個(gè)很久才結(jié)束的算法，雖然算法是有窮的，但不具有合理性，算法無效。

2.2.2 ?確定性

算法中的步驟都是確定的，不存在含糊、模棱兩可的。同時(shí)，算法中的每個(gè)步驟不能解釋成不同的含義，每個(gè)步驟都是十分明確的。

2.2.3 ?有效性

算法中的每一個(gè)步驟都可以得到有效的執(zhí)行，運(yùn)行出結(jié)果。

3 ? ?計(jì)算機(jī)智能圖像識別算法

3.1 ?計(jì)算機(jī)圖像識別技術(shù)的應(yīng)用

3.1.1 ?應(yīng)用方面

計(jì)算機(jī)圖像識別是通過利用電子計(jì)算機(jī)對圖像進(jìn)行拍攝，得到相關(guān)圖像，并運(yùn)用智能圖像識別功能對內(nèi)容進(jìn)行甄選和識別的過程。運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖像識別可以開發(fā)出許多與計(jì)算機(jī)圖像識別技術(shù)相關(guān)的應(yīng)用產(chǎn)品，進(jìn)而給人們的生活帶來便利。這種技術(shù)還可以應(yīng)用于宏觀或微觀事物的識別，比如用于交通方面對車輛的監(jiān)控、生物研究中人體病毒細(xì)菌的研究監(jiān)控。目前，應(yīng)用到計(jì)算機(jī)圖像識別技術(shù)很多，覆蓋到日常生活中的方方面面。比如，在進(jìn)行社區(qū)安全環(huán)境的監(jiān)控和車輛行駛情況的監(jiān)控的過程中就可以應(yīng)用到。計(jì)算機(jī)圖像識別技術(shù)的應(yīng)用大到國家的政治軍事，小到生活的細(xì)枝末節(jié)。

3.1.2 ?應(yīng)用載體

目前公認(rèn)的計(jì)算機(jī)圖像識別技術(shù)有3種應(yīng)用載體，分別是個(gè)人電子計(jì)算機(jī)設(shè)備、智能移動(dòng)手機(jī)設(shè)備以及嵌入式終端設(shè)備。個(gè)人電子設(shè)備就是個(gè)人使用的電子設(shè)備，多為臺式機(jī)、平板電腦等;智能移動(dòng)手機(jī)設(shè)備是指手機(jī)一類的電子產(chǎn)品;相對來說，嵌入式終端設(shè)備的應(yīng)用比較廣泛，比較正式，如日常生活中進(jìn)行的指紋識別或人臉識別，都屬于嵌入式終端設(shè)備的代表，多在公共場合應(yīng)用。

3.2 ?智能圖像識別算法研究

無論識別的對象以哪種方式進(jìn)行形態(tài)的變化，計(jì)算機(jī)智能圖像識別都可以抓住本質(zhì)特征，及時(shí)進(jìn)行有效的識別。同時(shí)應(yīng)注意圖像識別算法中，圖像要保持不變。智能圖像識別算法研究中應(yīng)用較為廣泛的計(jì)算機(jī)算法是不變矩方法。

根據(jù)圖像平移或旋轉(zhuǎn)后特征不發(fā)生改變的性質(zhì)對圖像特征進(jìn)行識別，同時(shí)使二階中心和三階中心構(gòu)造的7個(gè)不變矩，在圖像連續(xù)平移、縮放或是旋轉(zhuǎn)的過程中，始終保持不變的特征[3]。

3.3 ?計(jì)算機(jī)智能圖像識別技術(shù)特點(diǎn)

計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算功能是計(jì)算機(jī)智能圖像識別的基礎(chǔ)，根據(jù)從圖像得到的信息進(jìn)行具體的分析，將圖像的特征轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息，精確地識別出不同狀態(tài)下圖像的特點(diǎn)。這項(xiàng)功能的強(qiáng)化應(yīng)注重利用不同類型的空間映射，反應(yīng)出清晰明確的圖像特征。

智能計(jì)算機(jī)圖像識別技術(shù)具有很強(qiáng)的技術(shù)性主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面。

（1）智能計(jì)算機(jī)圖像識別技術(shù)運(yùn)用的數(shù)據(jù)十分全面，信息內(nèi)容更加豐富。

（2）智能計(jì)算機(jī)圖像識別技術(shù)充分體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)內(nèi)部系統(tǒng)之間的配合。在對圖像進(jìn)行壓縮處理和信息提取的過程中，各個(gè)圖像像素之間有著特別強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，系統(tǒng)之間的工作流程必須保持通順流暢，以達(dá)到更加方便實(shí)現(xiàn)圖像特征提取與分類的目的。

（3）智能化的計(jì)算機(jī)圖像識別技術(shù)比較容易受到人為因素的影響，智能識別圖像通常需要借助其他的軟件進(jìn)行識別處理，在圖像被輸入算法中后，專業(yè)的軟件操作人員需要對圖像進(jìn)行分析。

3.4 ?計(jì)算機(jī)智能圖像識別的拓展應(yīng)用

人們提出計(jì)算機(jī)智能圖像識別技術(shù)的理論，是針對目前生活、工作以及科研工作的需要。因此，計(jì)算機(jī)智能圖像識別技術(shù)有著廣闊的市場前景。科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使智能這個(gè)詞匯不只是局限在電子計(jì)算機(jī)、掌上電腦的應(yīng)用上。智能手機(jī)的出現(xiàn)取代了大部分計(jì)算機(jī)的功能，也使應(yīng)用更加方便。但是使用智能圖像計(jì)算機(jī)識別技術(shù)的地方不相同。智能手機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展促使移動(dòng)端智能軟件技術(shù)也在不斷加快發(fā)展，拍照軟件與社交軟件多是應(yīng)用了與圖像智能識別相關(guān)的技術(shù)[4]。

計(jì)算機(jī)智能圖像技術(shù)的不斷發(fā)展，給人們生活帶來的影響也逐漸加深，涉及的范圍不斷擴(kuò)展。例如，在進(jìn)行城市規(guī)劃的過程中，施工人員采用航拍的方式獲取城市布局的圖像;通過運(yùn)用智能識別圖像的方法，對城市規(guī)劃過程中的不足之處進(jìn)行整改;在城市道路修建的過程中，工作人員可以利用智能圖像識別技術(shù)對公路修建的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，確保城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)質(zhì)量。

在計(jì)算機(jī)圖像的預(yù)處理方面，對圖像灰度化的處理與灰度的拉伸，使計(jì)算機(jī)智能圖像處理做到充分[5]。在進(jìn)行圖像分析時(shí)，提高圖像處理分析的效率，可以實(shí)現(xiàn)對圖像特征的全面提取。在提取過程中要注重在圖像識別對算法的充分利用。圖像處理對于不同的圖像產(chǎn)生不同的數(shù)據(jù)內(nèi)容，將自動(dòng)保存為對應(yīng)的格式，并存儲在特定的路徑之下，方便今后利用。

4 ? ? 結(jié)語

圖像識別是對圖像進(jìn)行處理、分析和理解，實(shí)現(xiàn)通過計(jì)算機(jī)識別不同模式的目標(biāo)。目前對于圖像識別的應(yīng)用多集中在工業(yè)方面，利用計(jì)算機(jī)軟件對拍攝的圖片進(jìn)行識別處理。圖像識別還可以應(yīng)用在對遙感圖像的分類。國外的圖像識別軟件代表有“康耐視”等，國內(nèi)代表的有“圖智能”等。計(jì)算機(jī)算法是詳細(xì)描述計(jì)算機(jī)輸入轉(zhuǎn)化為輸出的過程，對計(jì)算機(jī)上執(zhí)行過程的具體描述。

不論識別的對象怎樣進(jìn)行形態(tài)的變化，計(jì)算機(jī)智能圖像識別都要抓住本質(zhì)特征，及時(shí)進(jìn)行有效的識別。同時(shí)應(yīng)注意，在圖像識別算法中，圖像需要保持不變的特性。計(jì)算機(jī)智能圖像識別系統(tǒng)需要利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算功能，對圖像信息進(jìn)行具體的分析，將圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息，精確地識別在不同狀態(tài)下的圖像特點(diǎn)。針對目前生活、工作以及科研工作的需要，人們提出計(jì)算機(jī)智能圖像識別技術(shù)的理論。因此，計(jì)算機(jī)智能圖像識別技術(shù)有廣泛的市場前景。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能這個(gè)詞匯的應(yīng)用不只是局限于電子計(jì)算機(jī)，掌上電腦、智能手機(jī)的出現(xiàn)取代了大部分計(jì)算機(jī)的功能。

[參考文獻(xiàn)]

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[3]樊凌，戴雯惠.基于移動(dòng)端的智能手機(jī)圖像識別算法研究[J].計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通，2017（8）：127，132.

[4]耿慶田.基于圖像識別理論的智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].長春：吉林大學(xué)，2016.

[5]葛瑋，吳佳.關(guān)于計(jì)算機(jī)智能圖像識別的算法及技術(shù)分析[J].無線互聯(lián)科技，2014（10）：82.