計算機視覺系統(tǒng)框架結構探討

牛天瑜

黑龍江農墾管理干部學院，黑龍江哈爾濱 150090

計算機視覺系統(tǒng)框架結構探討

牛天瑜

黑龍江農墾管理干部學院，黑龍江哈爾濱 150090

隨著科學技術的發(fā)展，人工智能已經逐步走進了我們的生活，計算機視覺系統(tǒng)的發(fā)展日漸成熟，計算機系統(tǒng)一方面幫助人們更好的完善人類視覺的隱藏功能，另一方面也讓人們更好的理解了人們視覺形成的原理，模擬人類的視覺形成，計算機視覺系統(tǒng)框架對于計算機視覺的發(fā)展有著不可取代的作用，本文綜合分析了計算機視覺系統(tǒng)框架的，對其未來的發(fā)展提出了一些新的思路。

計算機；視覺系統(tǒng)；框架結構

21世紀是個智能化的時代，計算機技術已經滲透到人們生活的各個領域，包括教育、科學、工程等，70年代中期人們提出了計算機視覺理論，計算機和視覺根據二維圖像反應的內容對物體及其場景進行描述，充分擴展了人類的視覺功能，隨著計算機視覺系統(tǒng)的發(fā)展逐漸出現(xiàn)了三種框架，包括計算機視覺理論，基于知識的視覺理論和主動視覺理論。計算機視覺系統(tǒng)是一個極富有挑戰(zhàn)性的領域，增強了視覺效果。

1 計算機視覺系統(tǒng)理論框架

1.1 三維重建理論框架

美國科學家D·Marr教授最先開始提出三維重建理論框架，三維重建框架理論是把視覺過程通過信息處理技術轉變?yōu)樾畔⑦^程，在轉變過程中進行三維重建，作用計算機處理技術從三個方面對人類視覺系統(tǒng)進行模擬，分別為理論方面，表示方面和算法方面，創(chuàng)造出了與人類視覺系統(tǒng)所不同的全新視覺過程，計算機在某些程度上有著比人類大腦更快更精確的信息處理能力，通過視覺獲取二維圖像，在信息轉換處理中模擬出三維結構，推測出物體三維中的位置，擴展了人類的視覺范圍，使人類可以從看到更加豐富的二維三維圖像。

1.2 主動視覺理論框架

主動視覺理論框架是較為成熟的理論框架，框架包括選擇注意點、控制凝視點、手與眼相配合，將視覺融入機器人結構，這充分體現(xiàn)了主動視覺理論框架要求人的視覺與四肢活動相協(xié)調，也與三維重建的框架有著明顯的區(qū)別，人的視覺具有主觀能動性，人會自己的需要調節(jié)視角獲取圖像信息，人眼的視野范圍很大，但是在我們并不會注意到全部事物，而是信息經過大腦的信息處理對一些感興趣的場景加以特別注意，是基于目的的主動視覺理論，根據視覺的主觀要求，設置攝像機的各項參數(shù)和觀察點，使其完成特定視覺目的，調節(jié)攝像機的位置，焦距等數(shù)據使攝像機對想選擇的特定點進行感知?？刂茩C制分為鎖定和轉移，鎖定是只對需要的目標進行跟蹤，轉移是繼續(xù)鎖定下一步的關注點

1.3 基于知識的視覺理論框架

基于知識的視覺理論框架是指人類的視覺系統(tǒng)可以自動的將二元物體和三元物體進行轉換，計算機的視覺系統(tǒng)與人類視覺系統(tǒng)的不同之處是在于它根據人的視覺系統(tǒng)來模擬但是可以直接對二維物體的信息進行處理，省略轉換步驟，實現(xiàn)二維向三維的直接跨越，提高了計算機系統(tǒng)的工作效率，基于知識的視覺理論框架，很大程度上推動了計算機視覺系統(tǒng)的發(fā)展，視覺系統(tǒng)發(fā)揮視覺作用是不需要三維計算的，對于計算機模仿人類視覺功能沒有實質性幫助作用。極大的增加了計算機視覺系統(tǒng)信息處理的效率。構建基于知識的視覺理論框架，對計算機視覺系統(tǒng)的發(fā)展具有重要的推動作用。

2 構建計算機視覺系統(tǒng)框架新思路

計算機視覺系統(tǒng)是計算機與人結合的重要進步，計算機視覺系統(tǒng)框架對于計算機視覺的研究有著指導意義，計算機系統(tǒng)框架包括三維重建理論框架、主動視覺理論框架以及基于知識的視覺理論框架等計算機視覺系統(tǒng)理論框架，三種框架有著各自不同的目的，三維重建理論框架將視覺以三維重建為目的，主動視覺理論框架則以人的主觀意識來進行特定的選擇，基于知識的理論框架可以根據知識的引導實現(xiàn)二維向三維的轉換，三種視覺理論框架有著各自獨特的優(yōu)勢，同時也存在著一定的缺陷和不足。在其發(fā)展的過程中，弊端也逐漸暴露出來，在對這些缺陷和不足進行完善改進的過程當中，計算機視覺系統(tǒng)框架開始根據新的發(fā)展思路進行構建，以滿足時代發(fā)展的要求。

2.1 早期處理

由于計算機視覺系統(tǒng)依賴著計算機技術的發(fā)展，所以計算機技術的好壞很大程度影響著計算機視覺系統(tǒng)，21世紀以來，我們國家在計算機領域取得了矚目的成就，人工智能已開始應用于各個領域，但目前計算機視覺系統(tǒng)作為發(fā)展不成熟的領域，它的完善很大程度取決于計算機視覺系統(tǒng)功能，圖像的早期處理是計算機視覺系統(tǒng)的重要組成部分，也是根本步驟，從早期視覺處理開始，包括對圖像進行的預處理、圖像的分割以及圖像的二維識別，完成上述步驟后再進行簡單的處理，就能使圖像處理結果達到事半功倍的效果，可見早期處理對于圖像質量的重要性，早期處理完成后，需要開始進行中后期的處理，后續(xù)步驟是實現(xiàn)二維和三維模式識別的重要步驟，也是將二維和三維加以區(qū)別的必不可少的步驟，對二維和三維的信息進行整合處理，迅速做出反應，極大的豐富了計算機視覺系統(tǒng)的功能，早期處理作為基本步驟之一，它的完成對后面的程序有著鋪墊的作用。注重圖像的早期處理可從根本上提升圖像的質量。

2.2 模型庫的建設

計算機視覺系統(tǒng)的運行需要依賴特定的物體才可以進行，并不是憑空想象出來的物體而是以具體的物體為原型，將各種物體的信息記錄下來形成模型庫，將所建立的模型庫與視覺信息庫結合起來，即可實現(xiàn)對物體進行抽象性表達，計算機視覺系統(tǒng)也模仿人類獲取知識的行為進行信息采集，稱為模型庫，并根據計算機視覺系統(tǒng)對視覺信息處理整合，將其歸納到信息庫當中。模型庫和信息庫的建立，貯存了大量的視覺信息，使計算機可以產生各種視覺效果，豐富了人類所看到的世界，信息的分類整合提高了計算機視覺系統(tǒng)的工作效率，讓計算機更快速高效的完成圖像的處理，極大的提高了計算機視覺系統(tǒng)的工作效率，完善了計算機視覺系統(tǒng)。

2.3 結合現(xiàn)實實際

人類的視覺系統(tǒng)在進行視覺感知活動當中，往往是根據個人需要以及視覺范圍內的物體來決定的，具有一定的目的性。對所處的環(huán)境和場景，對其中存在的物品的視覺記憶，漸進式的進行恢復。這是計算機視覺系統(tǒng)新的發(fā)展方向，是更加接近于人類視覺系統(tǒng)模擬，在視覺信息處理過程當中，能夠獲得更加完整和清新的圖像。真正與實際相互結合，將人類的視覺活動更加準確的“移植”到計算機視覺系統(tǒng)框架結構當中，真正滿足人工智能的發(fā)展需求，可以更好的替代人體來進行視覺活動。使計算機視覺系統(tǒng)更加形象準確的進行視覺信息處理，對計算機視覺系統(tǒng)框架結構的改進與創(chuàng)新具有重要的意義。

3 結論

計算機功能的拓展和完善，在多個領域的應用當中有著良好的體現(xiàn)。人工智能是計算機技術一個新的發(fā)展應用，計算機視覺系統(tǒng)是一個新的發(fā)展方向，形成對人體視覺功能的模擬，建立模擬庫和信息庫，建立計算機視覺系統(tǒng)構架。其主要功能是替人類執(zhí)行和分擔需要發(fā)揮視覺功能的工作。提升工作效率，節(jié)約了人力資源。使人類看到更加充實的世界，通過三種視覺理論系統(tǒng)的構建，根據計算機視覺系統(tǒng)發(fā)展新思路，對計算機視覺系統(tǒng)結構框架進行完善，極大的推動了計算機視覺系統(tǒng)發(fā)展。

[1]田思，袁占亭.計算機視覺系統(tǒng)框架的新構思[J].計算機工程與應用，2012（6）.

[2]王天珍.計算機視覺研究[J].空軍雷達學院學報，2009（1）.

TP3

A

1674-6708（2015）144-0102-01