图像分析

姓名：彭帅                     学号：17021210850

【嵌牛导读】：图像分析是模式识别和人工智能方法对物景进行分析、描述、分类和解释的技术，又称景物分析或图像理解。

【嵌牛鼻子】：图像分析

【嵌牛提问】：图像分析基本知识

【嵌牛正文】：

        图像分析是利用数学模型并结合图像处理的技术来分析底层特征和上层结构，从而提取具有一定智能性的信息。而图像中最为明显的特征便是颜色，因此，颜色空间在图像分析中占据重要的地位，颜色空间也称彩色模型(又称彩色空间或彩色系统）它的用途是在某些标准下用通常可接受的方式对彩色加以说明。本质上，彩色模型是坐标系统和子空间的阐述。位于系统的每种颜色都有单个点表示。采用的大多数颜色模型都是面向硬件或面向应用的。颜色空间从提出到现在已经有上百种，大部分只是局部的改变或专用于某一领域。我们希望通过研究颜色空间之间的转换以进一步了解颜色空间与图像分析之间的联系。

图像分析简介

图像分析是模式识别和人工智能方法对物景进行分析、描述、分类和解释的技术，又称景物分析或图像理解。20世纪60年代以来，在图像分析方面已有许多研究成果，从针对具体问题和应用的图像分析技术逐渐向建立一般理论的方向发展。图像分析同图像处理、计算机图形学等研究内容密切相关，而且相互交叉重叠。但图像处理主要研究图像传输、存储、增强和复原；计算机图形学主要研究点、线、面和体的表示方法以及视觉信息的显示方法；图像分析则着重于构造图像的描述方法，更多地是用符号表示各种图像,而不是对图像本身进行运算,并利用各种有关知识进行推理。图像分析与关于人的视觉的研究也有密切关系，对人的视觉机制中的某些可辨认模块的研究可促进计算机视觉能力的提高。

图像分析基本上有四个过程。1.传感器输入：把实际物景转换为适合计算机处理的表达形式，对于三维物景也是把它转换成二维平面图像进行处理和分析。2.分割：从物景图像中分解出物体和它的组成部分。组成部分又由图像基元构成。把物景分解成这样一种分级构造，需要应用关于物景中对象的知识。一般可以把分割看成是一个决策过程，它的算法可分为像点技术和区域技术两类。像点技术是用阈值方法对各个像点进行分类，例如通过像点灰度和阈值的比较求出文字图像中的笔划。区域技术是利用纹理、局部地区灰度对比度等特征检出边界、线条、区域等，并用区域生长、合并、分解等技术求出图像的各个组成成分。此外,为了进一步考察图像整体在分割中的作用,还研究出松弛技术等方法。3.识别：对图像中分割出来的物体给以相应的名称，如自然物景中的道路、桥梁、建筑物或工业自动装配线上的各种机器零件等。一般可以根据形状和灰度信息用决策理论和结构方法进行分类，也可以构造一系列已知物体的图像模型，把要识别的对象与各个图像模型进行匹配和比较。4.解释：用启发式方法或人机交互技术结合识别方法建立物景的分级构造，说明物景中有些什么物体，物体之间存在什么关系。在三维物景的情况下，可以利用物景的各种已知信息和物景中各个对象相互间的制约关系的知识。例如，从二维图像中的灰度阴影、纹理变化、表面轮廓线形状等推断出三维物景的表面走向；也可根据测距资料，或从几个不同角度的二维图像进行景深的计算，得出三维物景的描述和解释。

针对具体对象的图像分析技术，已经应用在工业、检测、遥感、计算机、军事等技术中。1.工业自动化方面：如机器手抓取物体，自动操纵线焊机和切削刀具，与制造超大规模集成电路有关的工艺如引线焊接、片子对准和封装，对于油井现场或地震资料的大量数据进行监测和筛选，对自动装配和修理提供视觉反馈。2.检测方面：有检查印刷电路板上的尖角、短路和联接不良，检验铸件中的杂质和裂缝，筛选医学图像和断层图像，常规筛选工厂产品。3.遥感方面：有制图学、交通监控、资源管理、矿物勘探。4.计算机应用方面：有信息系统管理，文件阅读机，建筑和机械工程的计算机辅助设计。5.军事方面：有跟踪运动物体、自动导航、目标搜索和测距等。

颜色空间概述

颜色空间是定义、创建和观察颜色的方法。对颜色的研究和应用产生了许多不同的颜色空间，包括色度学的CIE-RGB真实三原色系统和CIE-XYZ虚拟三原色系统，三分量归一化后用两个分量表示的色度图CIE-xyz和NCCrgb，用亮度和双色差表示的颜色空间CIE Lab和CIE Luv等；电视工业用的YIQ、YUV、YCbCr和YES；面向色调的由颜色心理三属性表示的颜色空间HSI、HSV、HSL、HSB、TSL以及MPEG7中采用的HMMD。另外还有一些针对某些类型的图像应用通过统计或物理分析，由RGB线性或非线性导出的颜色空间，比如用在肤色检测的颜色空间YU′V′和LUX、彩色不变特征、具有亮度适应能力的H-SV-V颜色空间等。

常用的颜色空间有：RGB、YCbCr、HSV、CIE Lab、CIE Luv、CMY、KL、YIQ、YUV、YES、Farnsworth’s UCS等。根据由RGB空间线性或非线性变换得到，可分为两类：线性变换空间和非线性变换空间。其中线性变换空间包括：YES、YIQ、YUV、YCbCr、KL等；非线性变换空间包括：归一化rgb、GLHS（HSV、HSL、HSB）、CIE Lab、CIE Luv、TSL和Farnsworth’s UCS等。