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| 人眼识别的几点想法（三） | |||||
作者：admin 文章来源：本站原创 点击数： 更新时间：2004-7-27  |
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前面我们说了大脑的三种操作：存储、传递信息、建立反射（映射）。还有一个操作功能就是比较。大脑的全部操作功能就是这四种，比计算机ＣＰＵ的功能少多了。然而对于大脑来说，这些操作也足够了。计算机完成这四种操作简直是小菜一碟。完全不象人们估计得那么困难。我们不说嘴了，看看计算机怎样能模拟人眼吧！ １、基本模版的建立。假定我们已经得到当前图象的线条图（由于目前的各种算法在提取线条图方面还有困难，特别是克服不了光线信噪干扰，我们另做讨论）。那么如何使电脑取得基本线条图呢？有两条路，一条是学习，一条是输入。 学习这个概念，有很多不同的含义，单纯记忆是一种学习，单纯模仿也是一种学习，在活动中增长经验还是一种学习，通过对环境的认识，产生自己的知识更是一种学习。很多人都在说“我的”算法、“我的”程序如何能学习，但是他并没有说明他搞得是哪一种学习？实际上单纯记忆的学习很简单，用几百字节的机码程序就可以实现。 我们这里的学习很简单，就是一种记忆。基本线条图的学习，是靠某个简单的线条图的大量出现，大脑把它记忆为基本模版。比如圆，这个线条图里也有圆，那个线条图里也有圆，就把圆记忆为基本模版。完成这样的工作必须要求传送到大脑的线条图越简洁越好。用现在计算机识别中提取的复杂图象信息，你怎么也“看”不出很多图中有圆。而在线条图上，就可以看出圆来。“看”出一些图中有圆的操作也很简单，就是用比较操作，把两个图的各个部分比较，找出一致的地方。这里没有深奥的数学或生物学道理，计算机实现起来应该不会很困难。 另一条路更简单，干脆由人编好线条图输入到计算机中。 ２、基本模版概念的建立。我们说过，人眼识别中概念的参与起很大作用。为了模仿这一点，我们就要在电脑中建立与基本模板对应的概念。 用人的交流语言的建立概念比较麻烦，模仿人脑使用内部语言的方式，可以为每个基本模版创造一个内码，作为基本模板的概念。最简单的内码是把基本模板的产生顺序数赋予它。为了能够用交流语言表达给人，每个内码由要与相应的词汇对应，必要时调出交流语言，表达给人。 内码应该有相应的数据库保存，并且和基本模版保持互相调用的关系。这一点对于计算机来说，也不是什么困难的工作。 ３、拼图模版的建立。下面的工作就是在基本线条图的基础上建立拼图模版。这里还需要一些描述基本模版间关系的内码，它要表示基本模版组成拼图时的方位、大小、连接情况等。这些内码也要与相应的交流语言符号对应，以便必要时用交流语言表达。比如一个人形的拼图模版的内容用交流语言表达，就是人头在上，下面有身子，身子上方左右有胳臂，身子下方是两条腿。 拼图模版的产生也有学习和输入两种方式。由人向计算机输入大量这种模版，人的工作量大，使用也不方便。还是计算机自己学习好。这里的学习仍然是以记忆为主的学习。学习过程中比较操作仍然是核心。在一幅实际线条图上，计算机用模版比较，找到相匹配的部分。如果大小不一样就进行放大缩小的操作，直到确定一个基本模板在实际图型上的位置，然后是找另外基本图的相对位置，找的过程记录下两个基本模版的位置。最后一个实际线条图被用内码表示的拼图模版代替。 拼图模班建立后，同样也要为他们建立对应的内码，并建立与交流语言的对应关系。这样就完成了模板的识记过程。以后根据情况，两种模版都会有补充，但基本模版数量不能太多，多了就不是基本了。拼图模版不要太复杂，太复杂了，就代替更高层次的识记了。 人在幼儿时期由于基本模版和拼图模版还没有建立完整，他对复杂形象的识别能力就很差。现在电视机多了，你认真观察，会发现一岁左右的幼儿不喜欢动画片，而喜欢天气预报和广告。在播大孩子喜欢的动画片时，他们毫不在意。到天气预报和广告出现时，他们定睛观看。这两个节目相同图象重复率高，画面较简单，便于幼儿识别。对动画片，这时他们还无法识别，更无法理解。稍大一些孩子，喜欢看动画片而不常看真实人物片，也是因为片中的图象比较容易识别，内容也好理解。 ４、高层图形的识记。更复杂的线条图形，由高层识记过程完成。他们也是用内码描述的拼图，不过描述他们的不是基本模版，而是拼图模版。高层图形的产生与描述方式与拼图模版类似。只是它们的内容要复杂的多。它们是识别和再识的依据。比如，它可以描述出一个人（一个拼图模版）站在马路上，周围有很多行人（一些拼图模版）和车辆（一些拼图模版）的复杂图景。 高层拼图一般不再建立内码，实际上你也不会为记忆中的图景命名，例如把前面人在马路上的图景叫做“人在马路图”。但高层拼图还要建立与交流语言的对应关系，一个人是靠语言表达回忆这些高层图形的。比如，你可以用语言生动地表达你在马路上的情景。 由于建立高层拼图的工作过程与拼图模版类似，不再多说。 ５、识别特征和识别模版。以上两种模版和高层拼图，都代表一般情况下的图形。它们相当于我们描绘一个人时说的，大眼睛、高鼻梁、长方脸、大高个，有点胖。至于一个具体人，还有它具体的识别特征。要想快速识别，还要为具体对象建立具体的识别特征。 每个具体的识别对象，都有它的具体识别模版。这种具体识别模版包括两个部分：高层拼图和识别特征。这里关键是特征的提取。完成特征提取的还是个识记过程。 特征的提取是一个多次完成的过程。比如对象是某个人，他出现几次后，他经常出现的部分，就会被作为特征单独保留，附属在高层拼图旁。但是以后发现这个特征不见了，这个特征就被放弃，另确立特征。直到稳定的特征被找到，特征提取工作完成。 计算机完成特征提取，也主要靠比较和记忆操作完成。把实际线条图于高层拼图比较，就会发现不同之处，先把它作为特征保存，然后就进入淘汰和再提取过程，直到最后确定特征。用程序实现这些并不难。 这里出现一个时间问题，这样做好象需要太多的时间。其实识记过程的“长”，就是为识别过程的“短”打基础的。特征提取好了，在识别时，有时还没有做与模版匹配的工作，识别已经完成。 |
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