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如何通过人工神经网络实现图像识别

来源: http://www.shbankcard.com 发布于:2024-07-06 09:18:27

一、如何通过人工神经网络实现图像识别

神经网络实现图像识别的过程很复杂。但是大概过程很容易理解。我也是节选一篇图像识别技术的文章,大概说一下。

图像识别技术主要是通过卷积神经网络来实现的。这种神经网络的优势在于,它利用了“同一图像中相邻像素的强关联性和强相似度”这一原理。具体而言就是,在一张图像中的两个相邻像素,比图像中两个分开的像素更具有关联性。但是,在一个常规的神经网络中,每个像素都被连接到了单独的神经元。这样一来,计算负担自然加重了。卷积神经网络通过削减许多不必要的连接来解决图像识别技术中的这一问题。运用图像识别技术中的术语来说就是,卷积神经网络按照关联程度筛选不必要的连接,进而使图像识别过程在计算上更具有可操作性。卷积神经网络有意地限制了图像识别时候的连接,让一个神经元只接受来自之前图层的小分段的输入(假设是3×3或5×5像素),避免了过重的计算负担。因此,每一个神经元只需要负责处理图像的一小部分。大大加快了速度和准确率。

卷积神经网络在实施的过程中,实际上是分为两层,一个是卷积层,一个是汇聚层,简单理解就是

卷积层将图片分散成一个一个或者3*3/5*5的小像素块,然后把这些输出值排列在图组中,用数字表示照片中各个区域的内容,数轴分别代表高度、宽度和颜色。那么,我们就得到了每一个图块的三维数值表达。汇聚层是将这个三维(或是四维)图组的空间维度与采样函数结合起来,输出一个仅包含了图像中相对重要的部分的联合数组。这一联合数组不仅能使卷积神经网络计算负担最小化,还能有效避免过度拟合的问题。

以上大概就是使用卷积神经网络进行图像识别的过程。具体可以关注ATYUN人工智能平台的文章:揭秘图像识别技术,机器如何利用卷积神经网络“看见”这个世界

二、数码相机的笑脸检测功能是什么原理?

笑脸快门功能是建立在人脸检测功能[方框]的基础上的,先侦测人脸然后再辨认笑容,有的还有笑容等级强、中、弱设定。按下快门后相机会连续拍摄多张笑脸以供选择。

但是前提是人必须要笑!

三、自动对焦的原理什么?

自动对焦原理 从基本原理来说,自动对焦可以分成两大类:一类是基于镜头与被拍摄目标之间距离测量的测距自动对焦,另一类是基于对焦屏上成像清晰的聚焦检测自动对焦。 1.测距自动对焦 测距自动对焦主要有红外线测距法和超声波测距法。 红外线测距法 该方法的原理是由照相机主动发射红外线作为测距光源,并由红外发光二极管间构成的几何关系,然后计算出对焦距离。 超声波测距法 该方法是根据超声波在数码相机和被摄物之间传播的时间进行测距的。数码相机上分别装有超声波的发射和接收装置,工作时由超声振动发生器发出持续超声波,超声波到达被摄体后,立即返回被接收器感知,然后由集成电路根据超声波的往返时间来计算确定对焦距离。 红外线式和超声波式自动对焦是利用主动发射光波或声波进行测距的,称之为主动式自动对焦。 2.聚焦检测自动对焦 聚焦检测方法主要有对比度法和相位法 a 对比度法 该方法是通过检测图像的轮廓边缘实现自动对焦的。图像的轮廓边缘越清晰,则它的亮度梯度就越大,或者说边缘处景物和背景之间的对比度就越大。反之,失焦的图像,轮廓边缘模糊不清,亮度梯度或对比度下降;失焦越远,对比度越低。利用这个原理,将两个光电检测器放在CCD前后相等距离处,被摄影物的图像经过分光同时成在这两个检测器上,分别输出其成像的对比度。当两个检测器所输出的对比度相差的绝对值最小时,说明对焦的像面刚好在两个检测器中间,即和CCD的成像表面接近,于是对焦完成。 b 相位法 该方法是通过检测像的偏移量实现自动对焦的。 在感光CCD的位置放置一个由平行线条组成的网格板, 线条相继为透光和不透光。网络板后适当位置上与光轴对称地放置两个受光元件。网络板在与光轴垂直方向上往复振动。当聚焦面与网络板重合时,通过网格板透光线条的光同时到达其后面的两个受光元件。而当离焦时,光束只能先后到达两个受光元件,于是它们的输出信号之间有相位差。有相位差的两个信号经电路处理后即可控制执行机构来调节物镜的位置,使聚焦面与网格板的平面重合。 3.各种自动对焦的特点 各种自动对焦方式各有其局限性。例如红外测距和超声测距的对焦方法,当被测目标对红外光或超声波有较强的吸收作用时,将使测距系统失灵或对焦不准确;而对比度法聚焦检测受光照条件的制约,当光线暗弱或被摄体与背景明暗差别很小时,对焦就会有困难,甚至失去作用。 4.应用分析 目前市场的消费级数码相机很多采用对比度法进行自动对焦,从对比度法的原理可知,当两个检测器所输出的对比度差值绝对值最小时是最佳状态,我们假定两个检测器所输出的对比度差值的绝对值为m, 要使m最小,必须多次移动镜头后再利用差值法逐次逼近.多次移动镜头需要耗费很多时间,而数码相机对于对焦时间又有一定的要求,这本身是一对矛盾,所以折中的办法就是,在满足使用的情况下,给定一个值,我们暂且假定为Q,只要m < Q ,我们就认为是对焦成功。 所以我们可以得出下列结论: a Q值设定的越小自动对焦的精度就越高,对焦的速度越慢。反之Q值越大,对焦精度就越低,对焦的速度就越快。 b 图像的反差越大,光线强,差值法逐次逼近的速度越快,容易满足对焦条件。 c 图像的反差越小,光线弱,差值法逐次逼近的速度越慢,不易对焦,光线很弱时,根本无法完成对焦。 从而我们即可知道在不同的情况下,根据我们的需要来设定这个Q值,以满足要求。目前的数码相机的对焦速度是不可调整的,已经固化在fireware中,但我们可以从相机的不同设定中看到对焦速度的差别。 我们可以简单将数码相机的应用分为以下几档: a 高精度档 此档对焦最慢,对光线要求高。 b 普通精度档 此档对焦最一般,对光线要求不是太苛刻。 c 次精度档 此档对焦速度稍快,但精度有所下降。 d 低精度档 此档对焦速度最快,但对焦的精度很低。 5.实例说明 下面结合FZ10我们分析一下不同的对焦速度的应用: 做为数码相机的应用,我们就很容易的将FZ10的各种固化模式进行归类: 微距模式就是FZ10的小花模式应该属于高精度档,一般拍时光线不错,自动对焦慢点没关系,主要是要获得最高清晰的图像。 A/S/M等FZ10的模式应该属于普通精度档, 这是一种折中的模式,虽然不是最高精度,但可以得到很好的自动对焦速度. 跟踪对焦模式就是FZ10的运动拍模式,对焦速度稍快. FZ10录像模式精度很低,同时要求快的对焦速度,低精度档对它适合。 后面是二张测试图,分别用FZ10的小花模式和M模式,曝光参数完全相同,用三角架和自动对焦拍摄加自拍,距离约为6m,焦距为432mm. 从对FZ10的实际测试,微距模式对焦速度明显慢于普通模式,但对焦的精度高于普通模式。

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