图像识别

什么是图像识别?

你需要知道的3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

图像识别可以比手动图像检查更快或更准确地加速繁琐的任务和处理图像。图像识别是许多应用中的重要技术,并且是深度学习应用程序中的主要驱动程序,如:

  • 视力检查: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:在图像中识别停车标志或行人的能力对于自主驾驶应用至关重要。
  • 机器人:可以通过机器人使用图像识别来识别对象并通过识别其路径上的位置或对象来增强自主导航。

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程序中心的核心技术。它识别图像中的对象或场景,并使用该信息作为更大系统的一部分进行决定。图像识别正在帮助这些系统变得更加了解,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

图像识别和对象检测是类似的技术,通常一起使用。图像识别标识图像中的对象或场景;对象检测在图像中查找这些对象的实例和位置。

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

有许多用于图像识别的方法,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,您越可能探索深度学习技巧。

基于深度学习的图像识别

图像识别的深度学习方法可能涉及使用a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:虽然您可以从头开始构建深度学习模型,但最好从一个预先训练过的模型开始,您可以将其用作应用程序的起点。(了解更多关于佩带的模型

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:测试模型未见过的新数据以查看模型认为是什么。如果结果不是您所期待的,请在这四个步骤上迭代,直到准确性更加接受。

深度学习技术听起来可能很复杂,但简单的例子是开始学习和更多了解该技术的好方法。

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™提供用于使用算法,预磨料模型和应用设计和实现深度神经网络的框架。

使用机器学习的图像识别

图像识别的机器学习方法涉及从图像识别和提取密钥特征,并将其用作计算机学习模型的输入。

  • 训练数据:您从一系列图像开始并将其编译为相关类别。
  • 提取特征:选择每个图像中的相关功能。特征提取算法可能提取可用于区分数据中类的边缘或角色功能。
  • 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。

机器学习工作流程用于图像识别。

你可以使用各种机器学习算法和特征提取方法,它们提供了许多组合来创建精确的目标识别模型。

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SVM分类器

提示:使用机器学习进行对象识别,提供了选择最佳特征和学习分类器的最佳组合的灵活性。它可以通过最小的数据来实现准确的结果。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

您如何知道何时使用深度学习或机器学习进行图像识别?在高级别,差异是手动选择具有机器学习的功能,或者自动学习深入学习。

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,许多经典的图像处理方法在一些应用中都是非常有效的。图像处理技术往往非常适合“基于像素”的识别应用,如:

  • 基于颜色的图像识别:通常,颜色可以为图像识别提供一个很好的特征。色相、饱和度和值(HSV)或红、绿、蓝(RGB)等特征可以提供对图像的洞察。
  • 模板匹配该技术使用小图像或模板,在更大的图像中找到匹配区域。
  • 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,如果一个对象可以通过像图像分割这样的简单方法来识别,那么最好先使用这种方法。您可能有一个健壮的解决方案,不需要数百或数千个训练图像,也不需要复杂的解决方案。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:清洁,预处理的数据可确保成功与图像识别的最佳机会。与之图片标志应用程序,您可以自动化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:第一次开始时,可​​能还不清楚是否使用深度学习或机器学习技术。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磨损模型。

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。

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。
创建算法后,您可以使用自动工作流生成凸或CUDA®代码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。

也可以看看:模式识别


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