首页 理论教育图像目标识别问题分类大全

图像目标识别问题分类大全

【摘要】:针对图像领域中的各种具体问题,目标识别所采用的研究方法和技术方案都有所区别,甚至迥然不同。所以需要将目标识别问题按照一定的标准进行分类,对具体问题进行具体分析。图像分割在静态图像识别领域也尚未得到有效解决,图像对应问题则是与模式识别和人工智能紧密相连的难题。

针对图像领域中的各种具体问题,目标识别所采用的研究方法和技术方案都有所区别,甚至迥然不同。所以需要将目标识别问题按照一定的标准进行分类,对具体问题进行具体分析。

1.按照获取图像的传感器的种类

按照获取图像的传感器的种类,可以将图像目标识别分为可见光图像目标识别,红外图像目标识别和合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像目标识别。这三种传感器的成像原理不同,对拍摄时间、天气情况、地理环境、光照的要求也不一样。通常条件下,可见光图像比较清晰、直观、费用低,有利于实时传输,但可见光传感器只敏感于目标场景的可见光反射,容易受到各种场地因素的干扰;红外图像[4]适合夜间使用,具有特殊的识别伪装的能力,但图像清晰度低,且大气红外辐射和吸收作用对图像质量影响很大;合成孔径雷达图像[5,6]易于判读线性地物、表面光滑的面状地物、森林、草地、水体等,具有很强的穿透力,但雷达视向对目标的表达色调和形状影响很大。目前,国外先进的无人侦察平台都采用多种传感器成像技术,并通过图像融合得到了信息更为丰富的图像。

2.按照图像背景的复杂程度

按照图像背景的复杂程度,可以分为简单背景下的目标识别和复杂背景下的目标识别。简单背景下的目标识别,如文字识别、符号识别和人脸识别等,目标和背景的对比度非常大,一般的图像处理和分割算法就能准确完整地提取出目标。此类研究侧重于如何辨识出更加细微的区别,或者对目标的不同姿态进行识别。而在复杂背景下进行图像目标识别受到噪声的影响非常大,目标的检测效果往往差强人意,要想提取出完整的目标更是困难,一般需要在先验知识的指导下进行目标的检测和图像的分割。

3.按照相关图像的性质

按照相关图像的性质,可以分为静态图像识别动态图像识别。静态图像,也称静止图像,指的是关于目标的单幅图像,我们一般的图像检索和图像分类大都是针对这类图像的。而动态图像为我们提供了比静态图像更为丰富的信息,通过对多帧动态图像(图像序列)的分析,可以检测出目标的运动信息,识别与跟踪运动目标和估计三维运动及结构参数。动态图像识别面临的首要挑战是,如何从图像序列中实现有效的图像分割和图像对应。图像分割在静态图像识别领域也尚未得到有效解决,图像对应问题则是与模式识别人工智能紧密相连的难题。

4.按照图像中目标的数目

按照图像中目标的数目,可以分为单目标识别和多目标识别。单目标的图像,顾名思义,就是只有一个感兴趣的目标,其余属于背景,这就相当于提供了一个重要的前提。在这个前提下,我们更多关注的是如何利用各种图像处理技术抑制背景,完整准确地检测和提取出这一个目标。而多目标识别要比单目标识别困难得多,因为多个目标同时出现在一幅图像中,不光有复杂背景的干扰,还必须考虑到目标之间会相互遮挡(Occlusion)、合并(Merge)、分离(Split)等种种情况。这更需要通过知识来指导信息的选择和整合,并进行反复的假设验证(Hypothesis Verification)和复杂的反馈处理。

5.按照图像中目标的类型

按照图像中目标的类型,可以分为刚性目标识别和非刚性目标识别。刚性(Rigid)目标一般指具有刚性结构、不易变形的物体,如飞机、车辆、建筑物等人造物体,它们的共同特点是结构比较规范,适合用几何模型进行描述,一般采用基于形状特征的方法进行识别。而非刚性(Non-rigid)是指外形能够变化的物体,如细胞、动物、人体等。对这类目标可以采用光谱特征、纹理特征以及变形模板(Deformable Template)技术等进行识别。

6.按照对图像语义的理解程度

按照对图像语义的理解程度,可以分为图像分类、目标检测以及目标识别。图像分类只是根据低层图像特征和相似度度量,将内容类似的图像归为一类,并不需要对图像中的对象进行分割和定位,如基于内容的图像检索;目标检测不仅要确定图像中是否存在感兴趣的目标,还要在必要时确定其位置,以便于进一步提取目标进行处理,如车牌提取、人脸检测等;具体目标的识别需要对图像信息进行深入分析,例如在视觉跟踪中,不仅要检测出感兴趣的目标,还要与周围其他目标进行区分,避免产生混淆。