資料介紹
自從1956 年Dartmouth學(xué)會上提出“人工智能”后,世界各國的研究者發(fā)展了眾多理論和原理。人工智能是一門極富挑戰(zhàn)性的學(xué)科,研究他的工作人員必須懂得多門學(xué)科的知識,比如計算機(jī)、心理學(xué)、哲學(xué)、生物學(xué)、仿生學(xué)等等,它涉及的范圍相當(dāng)?shù)膹V泛。并且在這些廣泛的學(xué)科又由不通的領(lǐng)域組成,如計算機(jī)學(xué)習(xí)、計算機(jī)視覺等。研究人工智能的目的是使機(jī)器能夠擔(dān)任一些需要人工處理的工作。而這些工作需要做一定的決策,要求機(jī)器能夠自行的根據(jù)當(dāng)時的環(huán)境做出相對較好的決策。這就需要計算機(jī)不僅僅能夠計算,還能夠擁有一定得智能。而要對周圍的環(huán)境進(jìn)做出好的決策就需要對周邊的環(huán)境進(jìn)行分析,即要求機(jī)器能夠“看”到周圍的環(huán)境,并能夠理解它們。就像人做的那樣。所以計算機(jī)視覺是人工智能中非常重要的一個領(lǐng)域。
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計算機(jī)視覺的應(yīng)用
人類正在進(jìn)入信息時代,計算機(jī)將越來越廣泛地進(jìn)入幾乎所有領(lǐng)域。一方面是更多未經(jīng)計算機(jī)專業(yè)訓(xùn)練的人也需要應(yīng)用計算機(jī),而另一方面是計算機(jī)的功能越來越強(qiáng),使用方法越來越復(fù)雜。這就使人在進(jìn)行交談和通訊時的靈活性與目前在使用計算機(jī)時所要求的嚴(yán)格和死板之間產(chǎn)生了尖銳的矛盾。人可通過視覺和聽覺,語言與外界交換信息,并且可用不同的方式表示相同的含義,而目前的計算機(jī)卻要求嚴(yán)格按照各種程序語言來編寫程序,只有這樣計算機(jī)才能運行。為使更多的人能使用復(fù)雜的計算機(jī),必須改變過去的那種讓人來適應(yīng)計算機(jī),來死記硬背計算機(jī)的使用規(guī)則的情況。而是反過來讓計算機(jī)來適應(yīng)人的習(xí)慣和要求,以人所習(xí)慣的方式與人進(jìn)行信息交換,也就是讓計算機(jī)具有視覺、聽覺和說話等能力。這時計算機(jī)必須具有邏輯推理和決策的能力。具有上述能力的計算機(jī)就是智能計算機(jī)。
計算機(jī)視覺就是用各種成象系統(tǒng)代替視覺器官作為輸入敏感手段,由計算機(jī)來代替大腦完成處理和解釋。計算機(jī)視覺的最終研究目標(biāo)就是使計算機(jī)能象人那樣通過視覺觀察和理解世界,具有自主適應(yīng)環(huán)境的能力。而計算機(jī)視覺技術(shù)正廣泛的應(yīng)用于各個方面,充醫(yī)學(xué)圖像到遙感圖像,充各有檢查到文件處理。在需要人類視覺的場合幾乎都需要用感到計算機(jī)視覺,許多人類視覺無法感知的場合,如精確定律感知、危險場景感知、不可見物體感知等,計算機(jī)視覺更突出他的優(yōu)越性?,F(xiàn)在計算機(jī)視覺已在一些領(lǐng)域的到應(yīng)用,如零件識別與定位,產(chǎn)品的檢驗,移動機(jī)器人導(dǎo)航遙感圖像分析,安全減半、監(jiān)視與跟蹤,國防系統(tǒng)等。它們的應(yīng)用于計算機(jī)視覺的發(fā)展起著相互促進(jìn)的作用。
2、 計算機(jī)視覺與人類視覺
計算機(jī)視覺正如它的名字一樣,就是一門研究計算機(jī)“看”的學(xué)科,即使指通過攝像機(jī)和計算機(jī)的處理來對目標(biāo)進(jìn)行識別、跟蹤和測量等,并進(jìn)一步做圖形處理,用電腦處理成為更適合人眼觀察或傳送給儀器檢測的圖像。作為一個科學(xué)學(xué)科,計算機(jī)視覺研究相關(guān)的理論和技術(shù),試圖建立能夠從圖像或者多維數(shù)據(jù)中獲取“信息”的人工智能系統(tǒng)。同時計算機(jī)視覺也可以看作是研究如何使人工系統(tǒng)從圖像或多維數(shù)據(jù)中“感知”的科學(xué)。通過這些技術(shù)來讓計算機(jī)代替人完成對問題的處理。計算機(jī)視覺最終的目標(biāo)是讓計算機(jī)能夠像人一樣通過視覺對外部環(huán)境進(jìn)行觀察和理解,從而具有自主適應(yīng)環(huán)境的能力。雖然當(dāng)前還難以實現(xiàn),但人們正超這一目標(biāo)努力?,F(xiàn)在的前期目標(biāo)是建立一個初步的系統(tǒng),這個系統(tǒng)能夠反饋某種程度的信息,能在一定程度上完成一些任務(wù)。比如自主車輛的視覺導(dǎo)航,這種導(dǎo)航能夠使車輛在高手公路上具有道路跟蹤能力,可避免與前方車輛碰撞的視覺輔助駕駛系統(tǒng)。這種系統(tǒng)就像是在開車一樣,它是模仿人腦進(jìn)行各種判斷。而就目前而言人類視覺系統(tǒng)是人們所知道的功能最強(qiáng)大和完善的視覺系統(tǒng)。因此,對人類視覺處理機(jī)制的研究將給計算機(jī)視覺的研究提供啟發(fā)和指導(dǎo)。
視覺是人類最重要的感覺,它是人類的主要感覺來源,人類認(rèn)識外界信息80%來自視覺。人們看東西的時候視乎是毫不費力、輕而易舉的事,但實際上視覺系統(tǒng)在你看東西的時候所完成的工作是十分復(fù)雜的。當(dāng)眼睛看到某種東西時,先要對它的各部分進(jìn)行分類,然后從中選出有用的特征信息來做出判斷。人的眼睛并不會對事物、信息進(jìn)行判斷,它是將信息反饋給大腦,然后大腦根據(jù)得到的信息與原來大腦里的信息來進(jìn)行比較得出解釋結(jié)果。敏感、感覺、認(rèn)識是視覺系統(tǒng)的3個重要的概念。敏感是把外界的各種刺激轉(zhuǎn)換成人體神經(jīng)系統(tǒng)能夠及時的生物點信號。它所完成的是信號的轉(zhuǎn)換,并不涉及對信號的理解。感覺的任務(wù)是把敏感器官的各種輸入轉(zhuǎn)換和處理成為對外部世界的理解。而認(rèn)識是以人們對周圍客觀世界的概念為基礎(chǔ)的。如果沒有感覺作為人與外部世界的橋梁或窗口,人的思維活動就失去了基本的依據(jù)了。因此人們在模仿人類視覺時需要相應(yīng)的各種處理,比如攝取圖像,處理圖像,理解圖像。
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