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【研究】圖像識別及應用

小編邀請您,先思考:

1 圖像識別是什麼?

2 圖像識別的應用場景有哪些?

什麼是圖像識別

圖像識別,是指利用計算機對圖像進行處理、分析和理解,以識別各種不同樣式的標的和對像的技術。根據觀測到的圖像,對其中的物體分辨其類別,做出有意義的判斷。利用現代信息處理與計算技術來模擬和完成人類的認識、理解過程。一般而言,一個圖像識別系統主要由三個部分組成,分別是:圖像分割、圖像特征提取以及分類器的識別分類。


其中,圖像分割將圖像劃分為多個有意義的區域,然後將每個區域的圖像進行特征提取,最後分類器根據提取的圖像特征對圖像進行相對應的分類。實際上,圖像識別和圖像分割並不存在嚴格的界限。從某種意義上,圖像分割的過程就是圖像識別的過程。圖像分割著重於物件和背景的關係,研究的是物件在特定背景下所表現出來的整體屬性,而圖像識別則著重於物件本身的屬性。圖像分割以及識別技術在航天、醫學、通信、工業自動化、機器人及軍事等領域均有著廣泛的應用。

圖為圖像識別系統圖


圖像識別的國內外研究現狀

圖像識別的發展經歷了三個階段:文字識別、數字圖像處理與識別、物體識別。

▷ 文字識別的研究是從1950年開始的,一般是識別字母、數字和符號,從印刷文字識別到手寫文字識別,應用非常廣泛。

▷ 數字圖像處理和識別的研究開始於1965年。數字圖像與模擬圖像相比具有儲存,傳輸方便可壓縮、傳輸過程中不易失真、處理方便等巨大優勢,這些都為圖像識別技術的發展提供了強大的動力。

▷ 物體識別主要指的是對三維世界的客體及環境的感知和認識,屬於高級的計算機視覺範疇。它是以數字圖像處理與識別為基礎的結合人工智慧、系統學等學科的研究方向,其研究成果被廣泛應用在各種工業及探測機器人上。


圖像識別作為計算視覺技術體系中的重要一環,一直備受重視。微軟在兩年前就公佈了一項里程碑式的成果:它的圖像系統識別圖片的錯誤率比人類還要低。如今,圖像識別技術又發展到一個新高度。這有賴於更多資料的開放、更多基礎工具的開源、產業鏈的更新迭代,以及高性能的AI計算芯片、深度攝像頭和優秀的深度學習演算法等的進步,這些都為圖像識別技術向更深處發展提供了源源不斷的動力。

其實對於圖像識別技術,大家已經不陌生,人臉識別、虹膜識別、指紋識別等都屬於這個範疇,但是圖像識別遠不只如此,它涵蓋了生物識別、物體與場景識別、視頻識別三大類。發展至今,儘管與理想還相距甚遠,但日漸成熟的圖像識別技術已開始探索在各類行業的應用。


1、智慧家居

在智慧家居領域,通過攝像頭獲取到圖像,然後通過圖像識別技術識別出圖像的內容,從而做出不同的響應。舉個例子,我們在門口安裝了攝像頭,當有物體出現在攝像頭範圍內的時候,攝像頭自動拍攝下圖像進行識別,如果發現是可疑的人或物體,就可以及時報警給戶主。如果圖像和主人的面部匹配,則會主動為主人開門。還有家庭用的智慧機器人,通過圖像識別技術可以對物體進行識別,並且實現對人的跟隨,搭配上人工智慧系統,它能分辨出你是它的哪個主人,並且能你進行一些簡單的互動,比如檢測到是家裡的老人,它可能會為你測一測血壓,如果是小孩子,它可能給你講個故事。


2、電商購物

網購時消費者使用的“相似款(拍照識別/掃描識別)”搜索功能,就是基於圖像識別技術,當消費者將滑鼠停留在感興趣的商品上後,就可以選擇查看相似的款式;同時通過調整演算法,還能夠更好的猜測消費者的意圖,搜素結果即使不能提供完全匹配的商品,也會為消費者推薦最為相關的商品,儘量滿足消費者的購物需求。這對於商家來說,也是一種從外界導流和提高移動端用戶黏度的方式之一。


3、金融

在金融領域,身份識別和智慧支付將提高身份安全性與支付的效率和質量。比如,在傳統金融中,用戶在申請銀行貸款或證券開戶時,均必須到物體門店上做身份信息核實,完成面簽。如今,通過人臉識別技術,用戶只需要打開手機攝像頭,自拍一張照片,系統將會做一個活體檢測,併進行一系列的驗證、匹配和判定,最終會判斷這個照片是否是用戶本人操作,完成身份核實。


4、安防

圖像識別在安防領域應用較多,未來在軟硬體鋪設到後端軟體管理平臺的建設轉型中,圖像識別系統將成為打造智慧城市的核心環節。比如,人臉識別是智慧安防時代視頻監控中不可或缺的一部分,能直接幫助用戶從視頻畫面中提取出“人”的信息,這大大提升了監控系統的價值,讓監控系統不再是“獃板”的去錄像,而且讓它去“認人”。


5、醫療

未來,將圖像識別技術應用到醫療領域,可以更精準更快速地分辨 X 光片、MRI 和 CT 掃描圖片,上至診斷預防癌症,下至加速發現治病救命的新藥。一個放射科醫生一生可能會看上萬張掃描圖像,但是,一臺計算機可能會看上千萬張。讓計算機來解決圖像的問題,這聽起來並不瘋狂。


6、交通系統

近年來,伴隨著城市的飛速發展,城市內人口急劇增加,汽車擁有量持續提高,由此引發了一系列的交通安全和交通擁堵問題。因此,近年來,圖像識別技術被廣泛應用於交通運輸領域,交通違章監測、交通擁堵檢測、信號燈識別以提高交通管理者的工作效率,更好的解決城市交通問題。

此外,在機器人、無人家、自動駕駛、軍事、工業化生產線、食品檢測、教育、古玩、地質勘探等行業中,圖像識別也有不同程度的應用。


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