計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)的現(xiàn)狀及改進(jìn)建議

文/黃春

人類在早期的社會(huì)活動(dòng)中，接收外界的信息主要是通過人體感知器官來實(shí)現(xiàn)，其中人眼是人身體中最重要的感知器官，人獲取的信息有80%以上來自人眼, 眼睛是人從外部世界獲得的信息的重要通道,。隨著社會(huì)的進(jìn)步，很多領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到甚至大大超出了人眼的極限。為了解決這個(gè)問題，隨著計(jì)算機(jī)的興起，人類著手研究利用計(jì)算機(jī)代替人眼，計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)逐漸應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，儼然已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)應(yīng)用的核心技術(shù)之一。

1 簡介計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)

計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)對圖像進(jìn)行分析和理解，以識(shí)別各種不同模式的目標(biāo)和對像的技術(shù)。該技術(shù)本質(zhì)上是通過對比圖像的特征來識(shí)別圖像，如果兩張圖像的特征相近或相同，計(jì)算機(jī)則認(rèn)為這兩張圖像內(nèi)容相同。比如對比兩張證件照是否是同一個(gè)人，可以通過人像的發(fā)色、眼睛的顏色、眼睛的間距、臉型等特征進(jìn)行比較，如果這些特征相近或者相同，那么計(jì)算機(jī)就認(rèn)為這兩張證件照是同一個(gè)人。因此，圖像特征是實(shí)現(xiàn)圖像識(shí)別的關(guān)鍵，圖像特征越多，識(shí)別就越精確，但是相應(yīng)的，需要處理的數(shù)據(jù)量就越大。計(jì)算機(jī)處理圖像的優(yōu)勢體現(xiàn)在處理速度上，而且轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信息具備傳輸、保存便捷，不會(huì)出現(xiàn)失真等特點(diǎn)，所以具有廣泛的應(yīng)用空間。隨著計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)不斷的進(jìn)步發(fā)展，其影響會(huì)逐步的擴(kuò)大， 漸漸改變?nèi)祟惖墓ぷ鞣绞胶蜕钚袨椤?/p>

在計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別的實(shí)際應(yīng)用中，具備如下特點(diǎn)：

（1）能夠高效處理海量數(shù)據(jù)。因?yàn)閳D像識(shí)別是依托于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，而計(jì)算機(jī)系統(tǒng)本身就具有高效處理大量數(shù)據(jù)的能力，而且自身就是一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)庫，通過將軟件與硬件聯(lián)合，就算圖像信息再多再復(fù)雜，計(jì)算機(jī)都能在可接受的時(shí)間范圍內(nèi)的對其進(jìn)行處理識(shí)別。

（2）計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)還具備精確率超高的特點(diǎn)，由于科技的進(jìn)步，傳統(tǒng)的圖像識(shí)別技術(shù)已不能滿足日益增長的需求，所以現(xiàn)階段都是利用計(jì)算機(jī)對圖像信息進(jìn)行處理識(shí)別，計(jì)算機(jī)的處理技術(shù)本身具有準(zhǔn)確率高的特點(diǎn)，所以計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)自然精確率較高。

（3）計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)還具備運(yùn)用靈活的特點(diǎn)，因?yàn)閳D像信息在計(jì)算機(jī)內(nèi)部處理的過程中，首先將其放大再采用相關(guān)的算法對其進(jìn)行處理，所以能夠靈活的運(yùn)用此項(xiàng)技術(shù)。

2 計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

國外相關(guān)科技領(lǐng)域早在上世紀(jì)20年代的時(shí)候，就已經(jīng)開始對圖像進(jìn)行傳輸了，當(dāng)時(shí)使用的傳輸介質(zhì)是電纜，但是其傳輸速度異常緩慢，一般需要3個(gè)多小時(shí)甚至更久。后來美國科學(xué)家將圖像處理技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，原理就是把平板式繪圖儀和電子管計(jì)算機(jī)聯(lián)合使用，實(shí)現(xiàn)處理圖像的目的，圖像處理速度得到大幅度提高，極大推進(jìn)了圖像識(shí)別技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程。60年代，計(jì)算機(jī)性能大幅度提升，計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)迅猛發(fā)展，相較于以前的圖像處理技術(shù)，現(xiàn)在更注重的是傳輸?shù)母咝Ш蛨D像處理的質(zhì)量，而且采用了圖像壓縮技術(shù)，在保證質(zhì)量的前提下大大減少了圖像文件大小，方便了圖像信息的傳輸和保存。在當(dāng)時(shí)該技術(shù)已經(jīng)運(yùn)用到了很多專業(yè)領(lǐng)域，比如航空領(lǐng)域，美國60年代將月球發(fā)射器傳輸回來的月球表面圖像進(jìn)行處理，使用的正是計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)。通過計(jì)算機(jī)大量的處理運(yùn)算，描繪出當(dāng)時(shí)唯一的月球表面地圖，可以說為后來人類對月的探索提供了重要的基礎(chǔ)。醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的CT技術(shù)也是計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)的重要應(yīng)用方向，通過掃描人體頭部獲取投影，計(jì)算機(jī)對其處理后構(gòu)成新的圖像，該技術(shù)的發(fā)明是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域重要的節(jié)點(diǎn)。

時(shí)代發(fā)展到今天，我國的各行各業(yè)逐漸大量應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)，醫(yī)學(xué)、交通、農(nóng)業(yè)、安防的發(fā)展離不開該技術(shù)的支持。智能化時(shí)代已將來臨，人們的生活方式得到極大的改變，我們在通信的過程中也可以傳輸圖像、聲音、文字等信息。網(wǎng)絡(luò)能夠承載電視、電話以及綜合類型的數(shù)字通信，人們的日常生活工作需求都能實(shí)現(xiàn)滿足。具體的應(yīng)用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）醫(yī)學(xué)領(lǐng)域計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)應(yīng)用廣泛，人們檢查身體的各項(xiàng)設(shè)備儀器都是對人體進(jìn)行掃描后形成圖像信息，根據(jù)圖像信息進(jìn)行診斷。比如CT及核磁共振掃描都是利用計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行疾病診斷。

（2）交通領(lǐng)域?qū)τ谟?jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)應(yīng)用較多，交通領(lǐng)域覆蓋范圍較廣。在道路識(shí)別方面，隨著汽車保有量逐漸增多，道路情況越發(fā)復(fù)雜，計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于導(dǎo)航中，可以對不同道路情況進(jìn)行合理的規(guī)劃，為駕駛員帶來便捷，也可保證道路的順暢。目前在交通監(jiān)控系統(tǒng)中對于車輛的檢測是必不可少的需求，計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)可以準(zhǔn)確分割各個(gè)車輛，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的跟蹤監(jiān)控，幫助監(jiān)測車輛的時(shí)速、車流量等數(shù)據(jù)。

（3）農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中，計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)也有大量的應(yīng)用需求，比如在水果采摘機(jī)器上，通過攝像頭對水果圖像分析處理，判斷是否成熟，然后將結(jié)果傳輸至下層機(jī)械臂，指揮是否執(zhí)行采摘操作，在保證水果質(zhì)量的同時(shí)，同時(shí)大大降低了人們的勞動(dòng)量，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化采摘，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率。

（4）安防領(lǐng)域同樣是圖像識(shí)別技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域，由于目前城市遍布較多的監(jiān)控設(shè)備，如果采用傳統(tǒng)的人工監(jiān)控，查看圖像信息效率低下。需要布置大量的監(jiān)控人員，監(jiān)控任務(wù)也極其繁重，而且長時(shí)間監(jiān)控容易導(dǎo)致用眼疲勞，監(jiān)控效果不是很好。通過計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)與監(jiān)控設(shè)備結(jié)合，計(jì)算機(jī)自動(dòng)對視頻信息進(jìn)行處理，能大大提升工作效率同時(shí)減少人工勞動(dòng)量。

3 計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)的改進(jìn)建議

雖然目前計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，但是還有較大的發(fā)展進(jìn)步空間。

（1）應(yīng)不斷提高圖像處理的質(zhì)量，在傳輸率和高分辨率上開展研究，現(xiàn)在由于受制于理論或者硬件水平，對于圖像的處理時(shí)常并不能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，如圖像不夠清晰或處理不夠?qū)崟r(shí)。隨著科技的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)應(yīng)該朝著高處理率和高分辨率方向發(fā)展。

（2）發(fā)展專門的圖像處理芯片。現(xiàn)代圖像識(shí)別技術(shù)采用了大量的矩陣運(yùn)算，而當(dāng)前的計(jì)算機(jī)新品更擅長浮點(diǎn)運(yùn)算，在進(jìn)行大量的矩陣運(yùn)算時(shí)逐漸力不從心，開發(fā)專門的圖像處理芯片可大大提高使用的便捷性。

（3）現(xiàn)階段不斷涌現(xiàn)出新型計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)理論，比如遺傳計(jì)算處理方式和小波分析等，應(yīng)對這些理論展開研究，使其成為下一階段該技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。

（4）現(xiàn)在是人工智能發(fā)展的時(shí)代，計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)也應(yīng)順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。

人工智能雖然現(xiàn)在處于初步階段，但是在某些方面已經(jīng)有關(guān)鍵的突破：

①語音識(shí)別，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，語音識(shí)別的技術(shù)日趨成熟，經(jīng)過不斷的努力，越來越多的產(chǎn)品具備語音識(shí)別的功能。伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，對信息的檢索又成為新的發(fā)展方向。

②自動(dòng)推理，是人工智能中最重要的研究內(nèi)容，最關(guān)鍵的是實(shí)現(xiàn)其內(nèi)部知識(shí)信息系統(tǒng)的不斷更新和動(dòng)態(tài)演化發(fā)展。計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)隨著發(fā)展應(yīng)與人工智能相結(jié)合，其發(fā)展速度對未來人們的日常和工作造成重要影響。

4 結(jié)束語

綜上所述，目前我國計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀良好，眾多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，國家應(yīng)大力投入資金支持該技術(shù)的發(fā)展，不斷的提出先進(jìn)理論促進(jìn)技術(shù)的進(jìn)步，逐漸追上并縮小與發(fā)達(dá)國家的差距，相信經(jīng)過持續(xù)的努力，計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)會(huì)更好的服務(wù)于廣大領(lǐng)域，為社會(huì)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，使人們享受到科技帶來的便捷性。