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影象識別的應用與演算法彙總
- 2023-01-29
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當今時代,科技的發展對現代生活有著決定性的影響。AI的進步如此之快,如果學習腳步慢下來,很可能就被技術淘汰掉,更難說怎麼去預測未來。在眾多AI演算法中,發展最快、最具影響力和吸引力的技術之一就是影象識別。
為什麼要入局影象識別?
透過各種AI獨角獸企業,我們可以發現,影象識別市場潛力巨大,並且已經有了很大的商業價值體現。當真正運用於具體情況時,它在提升企業效益的能力是無可爭議的。讓我們來看看影象識別的幾種應用:
醫療保健
:
影象識別可以實現最近較為火熱的技術-增強現實(AR)。它可在AI應用場景中提供AR技術和相關資料集,如果醫療輔助應用了AI,那麼將擁有一個十分難得的醫療助手。透過它,醫生可以在檢查時獲得患者傷口的實時詳細診斷意見,並能同時大大增加效率和準確率。
圖1 醫療保健
教育
:
影象識別可以幫助有學習困難或身體殘疾的學生,透過他們可以感知的形式獲得他們需要的教育,以幫助有身體上障礙的同學透過不同的形式提取內容。
商業
:
當一個人在商場看到他想買的東西,但是沒法知道從哪裡可以買到更合適的或者相似的,那麼這個人就可以拍一張照片。然後將其上傳到一個某個網站上,透過影象識別技術滿足自己的需求。
圖2 商業購物
企業流程管理
:
影象識別系統還可以在企業運營過程中起到輔助作用。例如,在某人被授予執行某項任務的權利之前,機器可以進行面部識別,這將取代傳統的身份證。
下面介紹影象識別技術
的經典演算法
1、深度優先搜尋
如圖3,給定圖G,初始狀態是所有頂點都沒有被訪問過,選擇圖G任意一個頂點i作為遍歷的初始點。深度優先搜尋遞迴呼叫的步驟是:① 訪問搜尋到的還沒有遍歷過的相鄰點Vi;② 將此頂點標記為已訪問的節點;③ 搜尋頂點還沒有被訪問的鄰居節點,如果該鄰點i有鄰居節點,從這個鄰居開始同樣的訪問和搜尋,重複迴圈,直到所有節點都被訪問。
圖3 深度優先遍歷
2、廣度優先搜尋(BFS)
廣度優先搜尋的實現過程是:從圖中的一個頂點Vi開始,在訪問Vi之後,依次訪問Vi還沒有被訪問的鄰居節點,然後從這些鄰居節點中訪問其餘鄰居節點,重複此迴圈,直到所有節點都被訪問。
3、A*搜尋演算法(A-Star)
A*演算法是一種在圖形平面上尋找多節點路徑的演算法,可以解決最優路徑和一些策略設計問題。演算法過程如下:
如果開啟的表不為空,從表頭獲取一個節點N;如果為空,則演算法失敗。
N節點如果是目標節點,則找到解決方案,如果沒有N節點不是目標節點,那麼繼續搜尋,或在一定情況下,終止演算法。
展開N的所有後繼節點,即可以從N直接相關的子節點,同時計算每個後繼節點的估計值f(n),並進行排序,將最小的放在頭中。以此方式重複該演算法,回到1。
圖4 AI促進生產力
4、Floyd-Warshall演算法
該演算法適用於求解任意兩點間最短路徑,正確處理有向圖最短路徑問題。演算法過程:
建立一組從源頂點Vi到圖中所有頂點的距離S,並指定圖中所有頂點的距離值。所有頂點最初都是i,到源頂點的距離是0。
計算最短路徑並執行(V–1)遍歷。
G中的每條邊:若起點U的距離加上邊的權重W小於V終點的距離,則更新終點V的距離。
如果到V的距離較小,則說明存在迴路。檢查圖中是否存在形成迴路的負加權邊,遍歷圖中所有邊,計算U到V的距離。
圖5 Floyd演算法虛擬碼
影象識別是利用計算機對影象進行處理、分析和理解,從而識別目標和物體的不同模式的技術。比如,人類可以利用影象識別自動垃圾分類,有利於實現資源的迴圈利用,是解決垃圾處理問題的有效途徑。目前,傳統行業的各種分類工作還過於依賴於人工,效率低、成本高,但如果透過研究影象識別演算法的應用,必然能促進各個傳統行業的迭代升級。影象識別技術,對於未來發展具有重要意義,讓我們拭目以待。