跟著計算機科å¸(xué)跟自動控制技術(shù)的開展,愈來愈多的分æ§å“種的智能機器人呈ç¾(xià n)æ£åœ¨å‡ºç”¢(chÇŽn)生涯ä¸ï¼Œè¦–覺體系作為智能機器人體系ä¸ä¸€å€‹ç·Šå¼µçš„å系統(tÇ’ng),也愈來愈é到人們的æ£è¦–。
物æµåˆ†æ€æ©Ÿå™¨äººéœ€æ±‚分æžè¡¨æ ¼è¦–覺體系是一個éžå¸¸å¾©(fù)雜的體系,它既è¦åšåˆ°åœ–象的精確收羅還è¦åšåˆ°å°å¤–界變更åæ˜ çš„å¯¦æ™‚æ€§ï¼ŒåŒæ™‚å€Ÿé ˆè¦å°å¤–ç•Œé‹å‹•çš„æ–¹é‡åœæ¢åŠæ™‚跟蹤。是以,視覺系統(tÇ’ng)å°ç¡¬ä»¶è·Ÿè»Ÿä»¶ç³»çµ±(tÇ’ng)皆æ出了較下的è¦æ±‚。ç¾(xià n)階段比力風(fÄ“ng)行的足çƒæ©Ÿå™¨äººæŠ€å·§ï¼Œå®ƒçš„視覺體系屬于比力典范的快æ·è¾¨èª(rèn)è·Ÿå應(yÄ«ng)類型。
基于é¡è‰²ç‰¹é»žçš„物體è˜åˆ¥ç³»çµ±(tÇ’ng)é—œ(guÄn)于分æ§é¡è‰²çš„離別æå–跟辨èª(rèn)
å¿«éžåˆ†æ€æ©Ÿå™¨äººå“ªé‡Œæœ‰æ©Ÿæ¢°è¦–覺體系是指用計算機去實ç¾(xià n)人的視覺功用,也就是用計算機去實ç¾(xià n)å°å®¢è§€çš„三ç¶ä¸–界的辨èª(rèn)。人類視覺體系的感觸感染部門是視網(wÇŽng)膜,它是一個三ç¶é‡‡æ¨£ç³»çµ±(tÇ’ng)。三ç¶ç‰©é«”çš„å¯è¦‹éƒ¨é–€æŠ•å½±åˆ°ç¶²(wÇŽng)膜上,人們ä¾ç…§æŠ•å½±åˆ°è¦–網(wÇŽng)膜上的二ç¶çš„åƒåŽ»å°è©²ç‰©é«”åœæ¢ä¸‰ç¶æ˜Žç™½(å°è¢«çªºå¯Ÿå·¥å…·çš„外形ã€å°ºå¯¸ã€é›¢é–‹è§€å¯Ÿé»žçš„è·é›¢ã€è³ª(zhì)地跟é‹å‹•ç‰¹é»žç‰çš„明白)。
機械視覺體系的輸入安è£å¯ä»¥æ˜¯æ”åƒæ©Ÿã€è½‰(zhuÇŽn)鼓ç‰ï¼Œå®ƒå€‘皆把三ç¶çš„å½±åƒä½œç‚ºè¼¸å…¥æºï¼Œå³è¼¸å…¥è¨ˆç®—機的就是三ç¶ç®¡è§€ä¸–界的二ç¶æŠ•å½±ã€‚若是把三ç¶å®¢è§€ä¸–界到二ç¶æŠ•å½±åƒçœ‹åšæ˜¯ä¸€ç¨®æ£è®Šæ›´çš„話,則機械視覺體系所è¦åšçš„是從這類二ç¶æŠ•å½±åœ–åƒåˆ°ä¸‰ç¶å®¢è§€ä¸–界的逆變æ›ï¼Œä¹Ÿå°±æ˜¯ä¾æ“š(jù)這類二ç¶æŠ•å½±åœ–åƒä¾†é‡ä¿®ä¸‰ç¶çš„客觀世界。
機械視覺體系次è¦ç”±ä¸‰éƒ¨é–€æ§‹(gòu)æˆï¼šåœ–象的ç²å¾—ã€åœ–象的處置懲罰跟剖æžã€è¼¸å‡ºæˆ–顯ç¾(xià n)。圖象的ç²å¾—實際上是將被測物體的å¯è¦–化圖象跟內(nèi)涵特點轉(zhuÇŽn)æ›æˆèƒ½è¢«è¨ˆç®—機處置懲罰的一系列數(shù)æ“š(jù),它次è¦ç”±ä¸‰éƒ¨é–€æ§‹(gòu)æˆï¼šç…§æ˜Žï¼Œåœ–象èšç„¦é€ æˆï¼Œåœ–è±¡è‚¯å®šè·Ÿé€ æˆæ”åƒæ©Ÿè¼¸å‡ºæ—Œæ——燈號。視覺信æ¯çš„處置懲罰技巧次è¦ä¾è³´äºŽåœ–åƒè™•ç†æ–¹å¼ï¼Œå®ƒåŒ…羅圖åƒå¢žå¼·ã€æ•¸(shù)æ“š(jù)編碼跟傳輸ã€æ»‘潤ã€é‚Šç·£éŠ³åŒ–ã€å®°å‰²ã€ç‰¹é»žæŠ½å–ã€åœ–åƒè˜åˆ¥èˆ‡æ˜Žç™½ç‰å…§(nèi)容。顛末這些處置懲罰åŽï¼Œè¼¸å‡ºåœ–象的質(zhì)é‡å¤±æŽ‰ç›¸ç•¶(dÄng)程度的改良,既改良了圖象的視覺效果,åˆä¾¿äºŽè¨ˆç®—æ©Ÿå°åœ–象åœæ¢å‰–æžã€è™•ç½®æ‡²ç½°è·Ÿè¾¨èª(rèn)。
機器人視覺體系次è¦æ˜¯æ‡‰(yÄ«ng)用é¡è‰²ã€å¤–å½¢ç‰ä¿¡æ¯åŽ»è¾¨èª(rèn)情æ³æ–¹é‡ã€‚以機器人å°é¡è‰²çš„辨èª(rèn)為例:當(dÄng)æ”åƒé å–得彩色圖åƒç•¶(dÄng)å‰ï¼Œæ©Ÿå™¨äººä¸Šçš„嵌入計算機系統(tÇ’ng)å°‡æ¨¡æ“¬è¦–é »ä¿¡è™Ÿæ•¸(shù)å—化,將åƒç´ ä¾æ“š(jù)é¡è‰²åˆ†ç´…兩部門:感興趣的åƒç´ (æœåˆ®çš„æ–¹é‡é¡è‰²)è·Ÿä¸æ„Ÿèˆˆè¶£çš„åƒç´ (é å±±é¡è‰²)。然åŽï¼Œå°é€™äº›æ„Ÿèˆˆè¶£çš„åƒç´ åœæ¢RGBé¡è‰²ä»½é‡çš„å©šé…。為了削減環(huán)境光強度的影響,å¯æŠŠRGBé¡è‰²åŸŸç©ºé–“轉(zhuÇŽn)化到HISé¡è‰²ç©ºé–“。
分æ€æ©Ÿå™¨äººæŠ€è¡“(shù)難度大嗎æ£åœ¨è¶³çƒæ©Ÿå™¨äººçš„黑色視覺體系ä¸ï¼Œé †åºæ˜¯ä¾æ“š(jù)ææ£åœ¨æ©Ÿå™¨äººå°è»Šé ‚上的色標(biÄo)去辨èª(rèn)æ©Ÿå™¨äººæ˜¯å±¬äºŽå“ªä¸€éšŠï¼Œå’Œæ˜¯å¹¾è™ŸéšŠå“¡çš„ã€‚å› ç‚ºæ£åœ¨æ¯ä¸€å€‹æ©Ÿå™¨äººå°è»Šé ‚上有兩種é¡è‰²çš„色標(biÄo),離別是隊標(biÄo)跟隊員標(biÄo)。是以,辨èª(rèn)事情的第一æ¥æ˜¯æŠŠåœ–象ä¸çš„æ¯ä¸€å€‹åƒç´ ,ä¾æ“š(jù)é¡è‰²åˆ†é¡žåˆ°ä¸€çµ„團圓的色采類ä¸ã€‚
é¡è‰²åˆ†é¡žå¸¸ç”¨çš„æ–¹å¼æœ‰ç·šæ€§è‰²é‡‡é–¾å€¼æ³•ã€æ¯”來鄰域法跟閾值å‘é‡æ³•ç‰ã€‚
æ¤ä¸ï¼Œç·šæ€§è‰²é‡‡é–¾å€¼æ³•æ˜¯ç”¨ç·šæ€§ç«‹é«”把色采空間宰割開來,其閾值的肯定å¯é‡‡å–間接與閾值跟經(jÄ«ng)ç”±éŽç¨‹è‡ªå‹•é›ç…‰åŽ»ç²å¾—æ–¹é‡é¡è‰²è¦(guÄ«)模ç‰æ–¹å¼ï¼Œä¹Ÿå¯ä»¥é‡‡å–神經(jÄ«ng)網(wÇŽng)絡(luò)跟多åƒæ•¸(shù)決ç–樹方å¼åŽ»åœæ¢è‡ªå¸(xué)ç¿’(xÃ),以å–å¾—é©åˆçš„閾值;而用比來鄰域分類法宰割圖象時,則應(yÄ«ng)用附屬度函數(shù),å³ä¾æ“š(jù)最大的附屬度來斷定這個é¡è‰²å±¬äºŽå“ªå€‹é¡ž;閾值å‘é‡æ³•æ˜¯å…ˆåˆ©ç”¨ä¸€çµ„事先肯定的閾值å‘é‡åŽ»æŠŠè‰²é‡‡å€¼æ£åœ¨è‰²é‡‡ç©ºé–“ä¸çš„地ä½åŽ»æ–·å®šå…¶å±¬äºŽå“ªç¨®é¡è‰²ã€‚
æ£åœ¨è‰²é‡‡åˆ†é¡žä¹‹åŽï¼Œå¿…需å°å„個é¡è‰²é¡žçš„é¢åœæ¢è™•ç½®æ‡²ç½°ï¼Œçµ‚極辨è˜é€²(jìn)å ´ä¸Šçš„å„個敵我隊員跟çƒæ£åœ¨å ´ä¸Šçš„地ä½è·Ÿæ¨™(biÄo)的目的角。辨èª(rèn)時,平常的åšæ³•æ˜¯å°åˆ†é¡žåŽçš„åƒç´ åœæ¢ä¸€æ¬¡æŽƒæ,行將相鄰的åŒç¨®é¡è‰²çš„åƒç´ 連æˆè‰²å¡Šã€‚
基于閾值å‘é‡çš„é¡è‰²è¾¨èª(rèn)
一ã€è‰²é‡‡ç©ºé–“å–èˆ
é—œ(guÄn)于采å–基于彩色圖åƒå®°å‰²çš„æ–¹å¼è¾¨èª(rèn)æ–¹é‡æ™‚,起首è¦å–èˆé©åˆçš„é¡è‰²ç©ºé–“,常用的é¡è‰²ç©ºé–“有RGBã€YUVã€HSVã€CMYç‰ã€‚é¡è‰²ç©ºé–“çš„å–èˆé–“接影響到圖象宰割跟方é‡è¾¨èª(rèn)çš„åŽæžœã€‚
RGB——最常用的é¡è‰²ç©ºé–“,æ¤ä¸äº®åº¦å³æ˜¯Rã€Gã€B3個份é‡ä¹‹è·Ÿã€‚RGBé¡è‰²ç©ºé–“是沒有平å‡çš„é¡è‰²ç©ºé–“,兩個é¡è‰²ä¹‹é–“的知覺差別與空間ä¸å…©é»žé–“çš„ææ°è·é›¢ä¸æˆç·šæ€§æ¯”例,并且Rã€Gã€B值之間的相關(guÄn)性很下,å°çµ±(tÇ’ng)一é¡è‰²å±¬æ€§ï¼Œæ£åœ¨åˆ†æ§å‰æ(å…‰æºå“種ã€å¼·åº¦è·Ÿç‰©é«”å射特性)下,RGB值很ç–散,關(guÄn)于辨èª(rèn)æŸç¨®ç‰¹å®šé¡è‰²ï¼Œå¾ˆé›£è‚¯å®šå…¶é–¾å€¼è·Ÿå…¶æ£åœ¨é¡è‰²ç©ºé–“ä¸çš„漫è¡è¦(guÄ«)模。是以平常會å–èˆèƒ½å¾žä¸é›¢æ•£å‡ºäº®åº¦ä»½é‡çš„é¡è‰²ç©ºé–“,æ¤ä¸æœ€ç½•è¦‹çš„是YUVè·ŸHSVé¡è‰²ç©ºé–“。
HSV——瀕臨人眼感知色采的方法,H為色調(dià o)(Hue),S為色飽和度(Saturation),V為亮度(Value)。色調(dià o)H能精確天å應(yÄ«ng)é¡è‰²å“種,å°å¤–界光照å‰æ變更æ•æ„Ÿåº¦ä½Žï¼Œå¯æ˜¯Hè·ŸSå‡ç‚ºRã€Gã€Bçš„éžç·šæ€§è®Šæ›´ï¼Œå˜åœ¨å¥‡æ€ªé¢ï¼Œæ£åœ¨å¥‡æ€ªé¢å››å‘¨å³ä¾¿Rã€Gã€B的值有很å°è®Šæ›´ä¹Ÿæƒ¹èµ·è®Šæ›´å€¼æœ‰å¾ˆå¤§çš„跳動。
YUV——RGBé¡è‰²ç©ºé–“線性變更為亮度色采空間。是為了辦ç†é»‘色電視機與詬誶電視機的兼容å•é¡Œè€Œæ出的。Y默示亮度(Luminance),UV用來默示色差(Chrominance)。YUV表示法的é‡è¦æ€§æ˜¯å®ƒçš„亮度旌旗燈號(Y)跟色度旌旗燈號(Uã€V)是彼æ¤è‡ªåŠ›çš„。所謂色差是指基色旌旗燈號ä¸çš„3個份é‡æ—Œæ——燈號(å³Rã€Gã€B)與亮度旌旗燈號之差。
YUVæ ¼å±€èˆ‡RGBå˜åœ¨ä»¥ä¸‹é—œ(guÄn)è¯(lián):
å…©ã€é–¾å€¼è‚¯å®šè·Ÿè‰²é‡‡æ–·å®š
æ£åœ¨è‚¯å®šé–¾å€¼æ™‚,起首經(jÄ«ng)ç”±éŽç¨‹æ”¶ç¾…樣本åœæ¢é›ç…‰ï¼Œå¾žè€Œå¤±æŽ‰é (yù)約的幾種é¡è‰²æ£åœ¨YUV空間的份é‡çš„高低閾值,如圖2所示。
當(dÄng)一個待剖斷的åƒç´ æ£åœ¨è‰²é‡‡ç©ºé–“ä¸çš„地ä½é™æ£åœ¨é€™å€‹é•·æ–¹é«”ä¸æ™‚,便èª(rèn)為該åƒç´ 屬于è¦æ‰¾çš„é¡è‰²ï¼Œå¾žè€Œå¯¦ç¾(xià n)å°åœ–象é¡è‰²çš„辨èª(rèn)。æ£åœ¨Y空間ä¸ï¼ŒY值默示亮度,果它的變化很大,以是åªæ€é‡äº†Uè·ŸV的值,æ£åœ¨åœæ¢é¡è‰²æ–·å®šæ™‚,起首離別樹立Uã€V的閾值å‘é‡ã€‚
æ£åœ¨é¡è‰²è¾¨èª(rèn)åŽåœæ¢åœ–象宰割,æ£åœ¨åœ–象宰割ä¸é‡‡å–了種å添補算法,其全部種å的添補是跟åƒç´ 點的é¡è‰²åŒæ™‚åœæ¢çš„,一起é ä¸æ˜¯å°ä¸€åˆ‡çš„åƒç´ åœæ¢è™•ç½®æ‡²ç½°ï¼Œè€Œæ˜¯åˆ†å¡Šåœæ¢çš„。當(dÄng)ä¸å¿ƒé»žæ˜¯æ‰€è¦è¾¨èª(rèn)çš„é¡è‰²æ™‚,便以這個點為種åå‘四處分散,并剖斷周åœåƒç´ 點的é¡è‰²ï¼Œç›´åˆ°å¡«æ»¿å…¨éƒ¨å¡Šã€‚
智能分æ€æ©Ÿå™¨äººçš„功能高速分æ€æ©Ÿå™¨äººç¶è·(hù)ä¿é¤Š(yÇŽng)å¿«éžåˆ†æ€æ©Ÿå™¨äººçµ(jié)構(gòu)組æˆ