什么是图像识别?

你需要知道三件事

图像识别是识别图像或视频中的对象或特征的过程。它用于许多应用,如缺陷检测,医学成像和安全监控。

为什么图像识别很重要

图像识别可以加快繁琐的任务,并比手工图像检查更快或更准确地处理图像。在许多应用中,图像识别是一项关键技术,也是深度学习应用的主要驱动因素,如:

  • 目视检查:在制造业中识别有缺陷或无缺陷的零件可以快速检查装配线上的数千个部件。
  • 图像分类:根据图像内容进行分类图像。这在电子商务中的图像检索和推荐系统之类的应用中特别有用。
  • 自动驾驶在自动驾驶应用中,识别停车标志或行人的能力至关重要。
  • 机器人:图像识别可以被机器人用来识别物体,并通过识别路径上的位置或物体来增强自主导航能力。

零件缺陷的视觉检查应用中的图像识别。

图像识别是这些应用的核心技术。它在图像中识别物体或场景,并利用这些信息作为更大系统的一部分做出决策。图像识别正在帮助这些系统变得更加敏感,本质上通过提供对系统的洞察力来实现更好的决策。

图像识别与对象检测

图像识别和目标检测是类似的技术,并且经常一起使用。图像识别识别图像中的物体或场景;目标检测在图像中找到这些目标的实例和位置。

常见的目标检测技术是更快的R-CNN和YOLOv3。

图像识别(左)和目标检测(右)。

这个怎么运作

图像识别技术

图像识别的方法有很多,包括机器学习和深度学习技术。您使用的技术取决于应用程序,但一般来说,问题越复杂,您就越有可能想要探索深度学习技术。

基于深度学习的图像识别

深度学习方法的图像识别可能涉及使用卷积神经网络自动学习来自样本图像的相关功能,并自动识别新图像中的这些功能。

一个典型的图像识别深层学习工作流程:

准备培训数据:从一系列图像开始并将其编译为他们的相关类别。这还可以包括任何预处理步骤,以使图像更加准确的模型更加一致。

创建深度学习模式:虽然您可以从头构建一个深度学习模型,但最好从一个预训练模型开始,您可以将其用作应用程序的起点(了解更多关于pretrained模型

训练模型:模型培训涉及将测试数据呈现给模型。然后,该模型多次迭代数据,并自动学习与图像相关的最重要的功能。由于培训继续,模型将学习更复杂的功能,直到模型可以在训练集中的图像类之间准确破译。

测试数据:测试模型之前没有看到的新数据,看看模型认为图像是什么。如果结果不是您所期望的,那么重复这四个步骤,直到精确度更容易接受为止。

深度学习技术听起来可能很复杂,但简单的例子是一个很好的入门和学习技术的方法。

提示:深度学习技术对于图像识别是流行的,因为它们提供了高度准确和强大的结果。深度学习倾向于以大量的训练数据最佳地工作,以及传输学习的技术可以简化图像识别工作流程。深度学习工具箱™提供一个框架,用于设计和实现具有算法、预训练模型和应用程序的深度神经网络。

使用机器学习的图像识别

图像识别的机器学习方法包括从图像中识别和提取关键特征,并将它们作为机器学习模型的输入。

  • 列车数据:您从一系列图像开始并将其编译为相关类别。
  • 提取的特征:选择每个图像中的相关功能。特征提取算法可以提取可用于区分数据中的类的边或角特征。
  • 创建机器学习模型:这些功能被添加到机器学习模型中,它将这些功能分开到它们的不同类别中,然后在分析和分类新对象时使用此信息。

图像识别的机器学习工作流。

您可以使用各种机器学习算法和特征提取方法,它们提供多种组合来创建精确的对象识别模型。

SVM classifier.

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机器学习示例具有图像识别以使用HOG功能和AN的分类数字支持向量机分类器

提示:使用机器学习进行目标识别提供了选择特征和分类器的最佳组合进行学习的灵活性。它可以用最少的数据得到精确的结果。统计和机器学习工具箱™提供用于描述,分析和模型的功能和应用程序数据。

图像识别:深度学习与机器学习

你如何知道何时使用深度学习或机器学习进行图像识别?在高水平上,区别在于机器学习的手动选择特征或深度学习的自动学习特征。

使用传统图像处理技术的图像识别

除了深度学习和机器学习外,许多经典的图像处理方法在某些应用中对图像识别非常有效。图像处理技术往往非常适合“基于像素”的识别应用,例如:

  • 基于颜色的图像识别:通常,颜色可以为图像识别提供极好的特征。色调、饱和度和值(HSV)或红、绿、蓝(RGB)等功能可以提供对图像的深入了解。
  • 模板匹配:该技术使用小图像或模板在大图像中寻找匹配区域。
  • 图像分割和BLOB分析:这使用简单的对象属性,例如尺寸,颜色或形状。
提示:通常情况下,如果可以使用简单的方法(如图像分割)识别对象,最好从使用该方法开始。您可能有一个健壮的解决方案,它不需要成百上千的训练图像或复杂的解决方案。图像处理工具箱™可能有你需要的所有工具。

与matlab的图像识别

马铃薯®简化了图像识别的困难部分。

  1. 图像标签应用程序:干净的、预处理的数据确保了图像识别成功的最佳机会。与图像标签应用程序,你可以自动裁剪和标记图像的过程。

以交互方式标记图像和视频。

  1. 探索深层学习和机器学习算法:刚开始的时候,可能不清楚是使用深度学习还是机器学习技术。MATLAB提供了尝试所有方法组合的能力。探索深度学习或机器学习分类算法的预训练模型。

您可以使用Onnx™(开放式神经网络交换)导入和导出功能等框架,从框架中与网络和网络架构互操作.PruceFlow™,Keras,Pytorch和Caffe2。

与基于python的框架集成。

  1. 自动代码生成部署:最终,您的算法可能需要生活在桌面环境之外。MATLAB提供代码生成工具,可在任何地方部署图像识别算法:Web,嵌入式硬件或生产服务器。
在创建算法之后,您可以使用自动化工作流来生成TensorRT或CUDA®代码与GPU编码器™用于硬件循环测试。生成的代码可以与现有项目集成,可用于验证桌面GPU上的对象检测算法或嵌入式GPU,如NVIDIA®Jetson或NVIDIA Drive Platform。

了解有关图像识别的更多信息

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