計算機視覺系統框架結構探討

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

隨著科學技術的發展，人工智能已經逐步走進了我們的生活，計算機視覺系統的發展日漸成熟，計算機系統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，計算機視覺系統框架對于計算機視覺的發展有著不可取代的作用，本文綜合分析了計算機視覺系統框架的，對其未來的發展提出了一些新的思路。

計算機；視覺系統；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的發展逐漸出現了三種框架，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。計算機視覺系統是一個極富有挑戰性的領域，增強了視覺效果。

1 計算機視覺系統理論框架

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為信息過程，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進行模擬，分別為理論方面，表示方面和算法方面，創造出了與人類視覺系統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，這充分體現了主動視覺理論框架要求人的視覺與四肢活動相協調，也與三維重建的框架有著明顯的區別，人的視覺具有主觀能動性，人會自己的需要調節視角獲取圖像信息，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和觀察點，使其完成特定視覺目的，調節攝像機的位置，焦距等數據使攝像機對想選擇的特定點進行感知。控制機制分為鎖定和轉移，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，計算機的視覺系統與人類視覺系統的不同之處是在于它根據人的視覺系統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，實現二維向三維的直接跨越，提高了計算機系統的工作效率，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的發展，視覺系統發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，對計算機視覺系統的發展具有重要的推動作用。

2 構建計算機視覺系統框架新思路

計算機視覺系統是計算機與人結合的重要進步，計算機視覺系統框架對于計算機視覺的研究有著指導意義，計算機系統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二維向三維的轉換，三種視覺理論框架有著各自獨特的優勢，同時也存在著一定的缺陷和不足。在其發展的過程中，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，計算機視覺系統框架開始根據新的發展思路進行構建，以滿足時代發展的要求。

2.1 早期處理

由于計算機視覺系統依賴著計算機技術的發展，所以計算機技術的好壞很大程度影響著計算機視覺系統，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作為發展不成熟的領域，它的完善很大程度取決于計算機視覺系統功能，圖像的早期處理是計算機視覺系統的重要組成部分，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，后續步驟是實現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，即可實現對物體進行抽象性表達，計算機視覺系統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的工作效率，完善了計算機視覺系統。

2.3 結合現實實際

人類的視覺系統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新的發展方向，是更加接近于人類視覺系統模擬，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”到計算機視覺系統框架結構當中，真正滿足人工智能的發展需求，可以更好的替代人體來進行視覺活動。使計算機視覺系統更加形象準確的進行視覺信息處理，對計算機視覺系統框架結構的改進與創新具有重要的意義。

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。人工智能是計算機技術一個新的發展應用，計算機視覺系統是一個新的發展方向，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構架。其主要功能是替人類執行和分擔需要發揮視覺功能的工作。提升工作效率，節約了人力資源。使人類看到更加充實的世界，通過三種視覺理論系統的構建，根據計算機視覺系統發展新思路，對計算機視覺系統結構框架進行完善，極大的推動了計算機視覺系統發展。

[1]田思，袁占亭.計算機視覺系統框架的新構思[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