图像识别技术是人工智能的一个重要领域。为了编制模拟人类图像识别活动的计算机程序,人们提出了不同的图像识别模型。例如
模板匹配模型。这种模型认为,识别某个图像,必须在过去的经验中有这个图像的记忆模式,又叫模板。当前的刺激如果能与大脑中的模板相匹配,这个图像也就被识别了。例如有一个字母A,如果在脑中有个A模板,字母A的大小、方位、形状都与这个A模板完全一致,字母A就被识别了。图像识别中的模式识别(PatternRecognition),是一种从大量信息和数据出发,在专家经验和已有认识的基础上,利用计算机和数学推理的方法对形状、模式、曲线、数字、字符格式和图形自动完成识别、评价的过程。模式识别包括两个阶段,即学习阶段和实现阶段,前者是对样本进行特征选择,寻找分类的规律,后者是根据分类规律对未知样本集进行分类和识别。这个模式识别的模板匹配模型简单明了,也容易得到实际应用。但这种模型强调图像必须与脑中的模板完全符合才能加以识别,而事实上人不仅能识别与脑中的模板完全一致的图像,也能识别与模板不完全一致的图像。例如,人们不仅能识别某一个具体的字母A,也能识别印刷体的、
手写体的、方向不正、大小不同的各种字母A。同时,人能识别的图像是大量的,如果所识别的每一个图像在脑中都有一个相应的模板,也是不可能的。
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。
n特征抽取和选择:在模式识别中,需要进行特征的抽取和选择,例如,一幅64x64的图象可以得到4096个数据,这种在测量空间的原始数据通过变换获得在特征空间最能反映分类本质的特征。这就是特征提取和选择的过程。
人脸识别系统主要包括四个组成部分,分别为:人脸图像采集及检测、人脸图像预处理、人脸图像特征提取以及匹配与识别。
1)遥感图像识别:航空遥感和卫星遥感图像通常用图像识别技术进行加工以便提取有用的信息。该技术主要用于地形地质探查,森林、水利、海洋、农业等资源调查,灾害预测,环境污染监测,
气象卫星云图处理以及地面军事目标识别等。
3)军事、公安刑侦等领域的应用:图像识别技术在军事、公安刑侦方面的应用很广泛,例如军事目标的侦察、制导和警戒系统;自动灭火器的控制及反伪装;公安部门的现场照片、指纹、手迹、印章、人像等的处理和辨识;历史文字和图片档案的修复和管理等等。
4)生物医学图像识别:图像识别在现代医学中的应用非常广泛,它具有直观、无创伤、安全方便等特点。在
临床诊断和病理研究中广泛借助图像识别技术,例如CT(Computed Tomography)技术等。
5)机器视觉领域的应用:作为智能机器人的重要感觉器官,机器视觉主要进行3D图像的理解和识别,该技术也是研究的热门课题之一。机器视觉的应用领域也十分广泛,例如用于军事侦察、危险环境的自主机器人,邮政、医院和家庭服务的智能机器人。此外机器视觉还可用于工业生产中的工件识别和定位,太空机器人的自动操作等。