导读：很多朋友问到关于人工智能怎么看图像的相关问题，本文首席CTO笔记就来为大家做个详细解答，供大家参考，希望对大家有所帮助！一起来看看吧！
机器视觉在应用过程中是如何识别图片的？
???人工智能的“慧眼”——机器视觉技术?
?机器视觉在电气工程和工程数学中的应用十分广泛，而这两门课程在大学阶段是有的专业必修课程，机器视觉在应用过程中识别图像，?也就是计算机视觉系统的工作识别图像过程，都要借助大数据的可视化分析和计算机在神经元领域的研究，而机器视觉则运用机器来观察图像?，从而传导计算机识别。那么一起来看看到底是如何识别图片的呢??！
一：?提取图像特征?
???机器视觉系统分为硬件设备和软件算法两部分，一组图片图像进入计算机的机器视觉系统会有计算机的特定器件来进行一些预处理，当然这处理的过程也分为许多步骤，但总的来说需要先通过特征提取来达到第一步的计算机视觉初层的识别效果?。
二：?连接大数据进行对比，再进行计算机网络深度提取?
???计算机系统会通过对提取特征的一些模型预测写出一些编码来形成一些主要的图像识别，进入21世纪，那益于我们互联网的发展和一些数据的信息的提升。机器的一些识别图像的方法也更加简便，但总是要由计算机视觉系统来进行多规模的处理，??????机器自动从一些海量的一些图片中总结出物体的特征，网络系统会进行大幅度的详细识别，然后在总结了一些事物的基本特征以后，就会借助计算机的视觉技术然后进行进一步的神经网络图像识别?，但在这之前，计算机中需要有大量的图片信息匹对输入的图片信息⏰。在电脑系统的视觉第一层管理下，摄取图片最边缘的部分，然后在计算机的神经操作下，神经系统中的深度网络继续提取更加复杂的结构。最后再把整个结构提取，然后再输出对比。但是有一些计算机的输出图像跟你所搜索的图像视觉不一样，这样的技术，在医学生活和军事都有显著的应用???。
三：?仿照眼球识别图像原理，传达图片信息?
???归根结底，我们是通过计算机的网络识别来传达机器视觉的应用，通过深度的计算机网络，来识别一些图像?，在当今时代技术突破下，人脸识别甚至能做到百万分之一的误差。可见技术识别图像的技术已经发展到了一个很高的层次，总的来说我们机器的图像识别和人类的眼球图像识别原理相近。它的发展和研究也是以人类眼球识别图像的方式作为铺垫，而发展技术的进步，会使得机器识别的难度大大降低，从而更多的应用于生活???。
?总的来说，机器视觉在应用过程中识别图像可以分为以下步骤。第一，首先要提取基本的信息特征来在数据库中进行对比，其次要在庞大的大数据库中进行数据的分析?，提取一些特殊的特点，最后要通过对图像分类的重复处理，来找出大数据中与其图像最相近的图像。得益于互联网时代的高速发展??，现在的机器视觉在识别图片的过程中，有的错误率已经降到了百万分之一⏰，在未来的发展中有望达到机器识别图片完全零误差的程度????。
人工智能98%都认错，图像识别AI遇上对抗性图像竟变“瞎子”
在视觉方面，AI和人类的差距有多大？来自UC Berkeley等高校的研究人员创建了一个包含7500个“自然对抗实例”的数据集，在测试了许多机器视觉系统后，发现AI的准确率下降了90%！在某些情况下，软件只能识别2%-3%的图像。这样的AI若用在自动驾驶 汽车 上，后果不敢想象！
近几年来，计算机视觉有了很大的改善，但仍然有可能犯严重的错误。犯错如此之多，以至于有一个研究领域致力于研究AI经常误认的图片，称为“ 对抗性图像 ”。可以把它们看作计算机的光学错觉，当你看到树上有一只猫时，人工智能看到了一只松鼠。
研究这些图像是很有必要的。当我们把机器视觉系统放在AI安全摄像头和自动驾驶 汽车 等新技术的核心位置时，我们相信计算机和我们看到的世界是一样的。而对抗性图像证明并非如此。
对抗性图像利用机器学习系统中的弱点
但是，尽管这个领域的很多关注点都集中在那些专门设计用来愚弄AI的图片上（比如谷歌的算法把3D打印的乌龟误认为是一把枪），但这些迷惑性图像也会自然的出现。这类图像更令人担忧，因为它表明，即便不是我们特意制作的，视觉系统也会犯错。
为了证明这一点，来自加州大学伯克利分校、华盛顿大学和芝加哥大学的一组研究人员创建了一个包含7500个“自然对抗实例”（natural adversarial examples）的数据集，他们在这些数据上测试了许多机器视觉系统，发现它们的 准确率下降了90%，在某些情况下，软件只能识别2%-3%的图像。
下面就是一些“自然对抗实例”数据集的例子：
数据有望帮助培养更强大的视觉系统
在论文中，研究人员称这些数据有望帮助培养更强大的视觉系统。他们解释说，这些图像利用了“深层缺陷”，这些缺陷源于该软件“过度依赖颜色，纹理和背景线索”来识别它所看到的东西。
例如，在下面的图像中，AI错误地将左侧的图片当作钉子，这可能是因为图片的木纹背景。在右边的图像中，它们只注意到蜂鸟饲养器，但却错过了没有真正的蜂鸟存在的事实。
下面的四张蜻蜓照片，AI在颜色和纹理上进行分析后，从左到右依次会识别为臭鼬、香蕉、海狮和手套。我们从每张图片中都可以看出AI为什么会犯错误。
AI系统会犯这些错误并不是新闻了。多年来，研究人员一直警告说，利用深度学习创建的视觉系统是“浅薄”和“脆弱”的，它们不会像人一样灵活地理解世界上的一些几乎相同的细微差别。
这些AI系统在成千上万的示例图像上进行了训练，但我们通常不知道图片中的哪些确切元素是AI用于做出判断的。
一些研究表明，考虑到整体形状和内容，算法不是从整体上看图像，而是专注于特定的纹理和细节。本次数据集中给出的结果似乎支持这种解释，例如，在明亮的表面上显示清晰阴影的图片，会被错误地标识为日晷。
AI视觉系统真的没救了？
但这是否意味着这些机器视觉系统没得救了？完全不是。一般这些系统所犯的错误都是小错，比如将排水盖识别为沙井，将货车误认为豪华轿车等。
虽然研究人员说这些“自然对抗性的例子”会骗过各种各样的视觉系统，但这并不意味着可以骗过所有系统。许多机器视觉系统非常专业，比如用于识别医学扫描图像中的疾病的那些专门系统。虽然这些系统有着自己的缺点，可能无法理解这个世界和人类，但这并不影响它们发现并诊断癌症。
机器视觉系统有时可能会很快且有瑕疵，但通常都会产生结果。这样的研究暴露了机器成像研究中的盲点和空白，我们下一步的任务就是如何填补这些盲点了。
人们识别图像是靠形状，那AI是怎么识别图像的？
德国研究团队给出一个原因，这个原因出乎意料：人类会关注图中对象的形状，深度学习计算机系统所用的算法不一样，它会研究对象的纹理。
首先人类向算法展示大量图片，有的图片有猫，有的没有。算法从图片中找到“特定模式”，然后用模式来做出判断，看看面对之前从未见过的图片应该贴怎样的标签。
神经网络架构是根据人类视觉系统开发的，网络各层连接在一起，从图片中提取抽象特点。神经网络系统通过一系列联系得出正确答案，不过整个处理过程十分神秘，人类往往只能在事实形成之后再解释这个神秘的过程。研究人员修改图片，欺骗神经网络，看看会发生什么事。研究人员发现，即使只是小小的修改，系统也会给出完全错误的答案，当修改幅度很大时，系统甚至无法给图片贴标签。还有一些研究人员追溯网络，查看单个神经元会对图像做出怎样的反应，理解系统学到了什么。
德国图宾根大学科学家Geirhos领导的团队采用独特方法进行研究。去年，团队发表报告称，他们用特殊噪点干扰图像，给图像降级，然后用图像训练神经网络，研究发现，如果将新图像交给系统处理，这些图像被人扭曲过（相同的扭曲），在识别扭曲图像时，系统的表现比人好。不过如果图像扭曲的方式稍有不同，神经网络就无能为力了，即使在人眼看来图像的扭曲方式并无不同，算法也会犯错。当你在很长的时间段内添加许多噪点，图中对象的形状基本不会受到影响；不过即使只是添加少量噪点，局部位置的架构也会快速扭曲。研究人员想出一个妙招，对人类、深度学习系统处理图片的方式进行测试。
算法将图像分成为小块，接下来，它不会将信息逐步融合，变成抽象高级特征，而是给每一小块下一个决定，比如这块包含自行车、那块包含鸟。再接下来，算法将决定集合起来，判断图中是什么，比如有更多小块包含自行车线索，所以图中对象是自行车。算法不会考虑小块之间的空间关系。结果证明，在识别对象时系统的精准度很高。
人工智能医学影像能识别哪些图像类型
随着医学影像智能化诊断的快速发展，为了满足愈加复杂的医学图像分析和处理要求，人工智能方法成为近年来医学图像处理技术发展的一个研究热点。本文对近五年来人工智能方法在医学图像处理领域应用的新进展进行综述。方法：将应用在医学图像处理领域主要的几种人工智能方法进行了分类总结，讨论了这些方法在医学图像处理各分支领域的应用，分析比较了不同方法间的优缺点。结果：人工智能方法应用主要在医学图像分割、图像配准、图像融合、图像压缩、图像重建等领域；包括蚁群算法、模糊集合、人工神经网络、粒子群算法、遗传算法、进化计算、人工免疫算法、粒计算和多Agent技术等；涉及MR图像、超声图像、PET图像、CT图像和医学红外图像等多种医学图像。结论：由于医学影像图像对比度较低，不同组织的特征可变性较大，不同组织间边界模糊、血管和神经等微细结构分布复杂，尚无通用方法对任意医学图像都能取得绝对理想的处理效果。改进的人工智能方法与传统图像处理方法的结合，在功能上相互取长补短，将是医学图像处理技术重要的发展趋势。关键词：医学影像；医学图像处理；人工智能
AI是如何“看懂”这个世界的？
走进一家 科技 展馆，AI导览机器人向你行“注目礼”；肚子饿了走进无人超市，AI售货员亲切地提醒你是否需要购物袋；不想开车了，叫一辆无人车，让“老司机”载你出行……AI正在为我们打开一个新“视”界，然而疑惑的是，AI的“眼睛”在哪儿？它是如何一步步“看懂”这个世界的呢？
对于人类而言，“看”几乎是与生俱来的能力——出生几个月的婴儿看到父母的脸会露出笑容，暗淡的灯光下我们仍能认出几十米之外的朋友。眼睛赋予我们仅凭极少的细节就能认出彼此的能力，然而这项对于人类来说“轻而易举”的能力，对计算机来说确实举步维艰。
因为对于人类来说，“看见”的过程，往往只在零点几秒内发生，而且几乎是完全下意识的行为，也很少会出差错（比如当我们人类看到一只猫和一只狗时，尽管它们的体型很类似，但我们还是马上能够区分它们分别是猫和狗），而对计算机而言，图像仅仅是一串数据。
近几年AI技术的迅猛发展，使得“计算机视觉”成为最热的人工智能子领域之一。而计算机视觉的目标是：复制人类视觉的强大能力。
我们的大脑中有非常多的视网膜神经细胞，有超过40亿以上的神经元会处理我们的视觉信息，视觉占据着人对外界70%的感知能力，所以“看”是我们理解这个世界最重要的部分。
人类的大脑能完美地处理好这一系列的视觉信息，以此帮助我们理解世界、做出判断。当你看见一张狗的图片，你能轻松地知道这只狗的毛发、品种，甚至能大概知道它的身高体重。无论这张图片是否模糊、有噪点，或者条纹，但是AI就会“犯傻”了。
为什么会这样呢？
因为重塑人类的视觉并不只单单是一个困难的课题，而是一系列、环环相扣的过程。
研究认为，人看的是相对高层的语义信息，比如目标的形状等；计算机看的则是相对底层的细节信息，比如纹理。也就是说，一只“披着羊皮的狼”，人类与AI的意见并不相同。
AI的神经网络架构就是根据人的视觉系统开发的。德国图宾根大学科学家团队做了一组这样的实验：他们用特殊的方法对图片像素进行“干扰处理”，让像素降低，再用这个图像训练神经网络，在后续识别这些被“人为扭曲干扰”的图像时，系统的表现比人好，但是如果图像扭曲的方式稍有不同（在人眼看起来扭曲方式并无不同），算法就完全无能为力了。
到底是发生了什么变化？即便是加入极其少量的噪点，为何还是会发生如此大的变化？
答案就是纹理。当在图像中加入噪点，图中对象的形状不会受到影响，但是局部的架构会快速扭曲。
多伦多约克大学计算机视觉科学家JohnTsotsos指出，“线段组按相同的方式排列，这就是纹理”。
这也说明，人类与机器的“看”有明显区别。当然，随着技术的发展，算法会越来越精准，AI正在向人类视觉逐步靠近。
1.算法模型是AI的“大脑”
如果说人类通过“智慧的大脑”来认识世界，那么算法模型就是AI的“大脑”。
AI目标是创造设计出具有高级智能的机器，其中的算法和技术部分借鉴了当下对人脑的研究成果。很多当下流行的AI系统使用的人工神经网络，就是模拟人脑的神经网络，建立简单模型，按照不同的连接方式组成的网络。
机器正是通过复杂的算法和数据来构建模型，从而获得感知和判断的能力。
这些网络跟人脑一样可以进行学习，比如学习模式识别、翻译语言、学习简单的逻辑推理，甚至创建图像或者形成新设计。
其中，模式识别是一项特别重要的功能。因为人类的“识别”依赖于自身以往的经验和知识，一旦面对数以万计的陌生面孔，就很难进行识别了。而AI的“杀手锏”就是处理海量数据，这些神经网络具有数百万单位和数十亿的连接。
2.AI如何高度“复制”人的眼睛？
神经网络是图像处理的“得力助手”。作为计算机视觉核心问题之一的图像分类，即给输入图像分配标签的任务，这个过程往往与机器学习和深度学习不可分割。简单来说，神经网络是最早出现，也是最简单的一种深度学习模型。
深度学习的许多研究成果，都离不开对大脑认知原理的研究，尤其是视觉原理的研究。诺贝尔医学奖获得者DavidHubel和TorstenWiesel发现人类视觉皮层结构是分级的。
比如，人在看一只气球时，大脑的运作过程是：“气球”进入视线（信号摄入）——大脑皮层某些细胞发现“气球”的边缘和方向（初步处理）——判定“气球”是圆形（抽象）——确定该物体是“气球”（进一步抽象）。
那么，可不可以利用人类大脑的这个特点，构建一个类似的多层神经网络，低层的识别图像的初级特征，若干底层特征组成更上一层特征，最终通过多个层级的组合，最终在顶层做出分类呢？
答案当然是肯定的。这也就是深度学习系统中最重要的一个算法——卷积神经网络（CNN）的灵感来源。
CNN具有输入层、输出层和各种隐藏层。其中一些层是卷积的，它将结果经过分析，再传递给连续的层。这过程模拟了人类视觉皮层中的一些动作。
由于这种特点，CNN十分擅长处理图像。同样，视频是图像的叠加，因此同样擅长处理视频内容。生活中比较常见的自动驾驶、人脸识别、美图秀秀以及视频加工等都用到了CNN。
经典的图像分类算法就是基于强大的CNN设计的。例如，一只猫的图像，对计算机来说，只是一串数据，这时候，神经网络第一层会通过特征来检测出动物的轮廓，第二层将这些轮廓组合再次检测形成一些简单形状，例如动物的耳朵、眼睛等，第三层检测这些简单形状所构成的动物身体部位，如腿、头等，最后一层检测这些部位的组合，从而形成一只完整的猫。
由此可见，每一层神经网络都会对图像进行特征检测、分析、判断，再将结果传递给下一层神经网络。实际上，比这个案例中使用神经网络的层次深度更复杂的情况，在生活中更多。
为了更好地训练AI，就需要大量的被标记的图像数据。神经网络会学习将每个图像与标签对应、联系起来，还可以将之前未见过的图像与标签进行配对。
这样，AI系统就能够梳理各种图像、识别图像中的元素，不再需要人工标记输入，让神经网络自我学习。
对于AI系统而言，处理好视觉感知如同眼睛对于人类而言是一样重要的。也正是因为视觉感知对AI的重要性，计算机视觉（CV）成为了一门研究如何使机器“看”的科学。
但是很多人容易将计算机视觉与机器视觉（MV）混淆，尽管他们有共同点，但仍有差异。
相较于机器视觉侧重于量的分析，计算机视觉主要是对质的分析，比如分类识别，这是一个苹果那是一条狗；或者做身份确认，比如人脸识别，车牌识别；或者做行为分析，比如人员入侵，徘徊，人群聚集等。
计算机视觉并不仅仅停留在浅层的感知层面，大量高级智能与视觉密不可分。如果计算机能真正理解图像中的场景，真正的智能也将不再遥远。可以说，计算机视觉本身蕴含更深远的通用智能的问题。
随着技术的不断成熟，计算机视觉的应用场景愈加广泛，从消费者到企业，计算机视觉技术在各大领域都有着一席之地。如面向消费者市场的AR/VR、机器人、无人驾驶、自动驾驶 汽车 等，面向企业市场的医疗图像分析、视频监控、房地产开发优化、广告插入等。
在这些已经落地的应用案例中，无法忽视的问题是很多项目都处于小范围的试用阶段。相关理论的不完善使得这些先行者与创新者遇到不少挑战。如缺少可用于AI模型训练的大规模数据集，以及动态图像识别、实时视频分析等技术瓶颈有待突破。
目前AI对图像的处理不仅限于进行图像分类，常见的还有AI对老旧、破损图像的修复。我们在观看一些经典的、年代久远的老电影时，往往对其“高糊画质”难以接受。
用传统的方式对这些低画质的电影进行修复，速度慢就不提，而如果遇到图像缺失部分很大的情况，传统方法也无力回天。
但是AI的效率就高了，能够通过机器学习和模型训练来填充细节，提高画质，再利用神经网络上色，最后进行转录和人脸识别，半天就完成了。对于原图像缺失的部分，AI还能“开动大脑”，发挥自己的“想象力”，对缺失部分进行补充。
AI为何能拥有这么高的“想象力”？其根本原因在于其学习能力。基于生成对抗网络（GAN）的深度学习算法，证明了计算机视觉任务在图像恢复方面具有巨大的潜力。
GAN是基于CNN的一种模型，其特点在于它的训练处于一种对抗博弈的状态中。
我们常用“球员与裁判”的比喻来解释GAN的基本原理。
在足球运动中，某些球员经常“假摔”来迷惑裁判，使得自己的进攻或者防守动作是合规的，而裁判，负责找出这些“假摔”的球员的犯规动作，做出相应惩罚。
在球员与裁判的不断对抗中，球员“假摔”的水平越来越高，裁判识别“假摔”的水平也越来越高。
终于有一天，球员“假摔”的水平已经“炉火纯青”，成功的骗过了裁判，裁判已经无法识别出该球员是“假摔”还是“真摔”，这说明该球员的水平已经实现了以假乱真。就是通过这样不断地尝试和识别，球员欺骗过了裁判，目的达到。这就是GAN的基本原理。
GAN的主要结构包括一个生成器（G）和一个判别器（D），上面的例子中，球员=生成器，裁判=判别器。生成器可以是任意可以输出图片的模型。同理，判别器与生成器一样，可以是任意的判别器模型。
以图片生成为例，G随机生成一张图片x，需要D来判别是不是真实的图片，D（x）代表真实图片的概率，如果D（x）为1，表示100%为真实，如果D（x）为0，则表示为假图。在理想状态下，D无法判别G生成的图片是否为真实的，
D（x）则为0.5，那么，我们的目的就达到了：得到了生成式模型G，就可以用它来生成图片。
因此，在训练过程中，G的目标就是尽量生成真实的图片去欺骗判别网络D。
而D的目标就是尽量把G生成的图片和真实的图片分别开来。这就是一个“博弈”的过程。这样，不仅可以上色，还可以将普通电影提升为高清电影。
AI在学会这个技巧之后，不需要原始照片对照也能准确地修复、重建低分辨率图像。给图像“上色”之前，AI会对图像进行分析，区分出标志性的物体，如人脸、 汽车 和天空等，结合色彩信息进行彩色化。
其实，这个过程就相当于训练一段程序，让它对低质量的图像进行“想象”，并非完全能实现100%的图像恢复。相较于CNN，GAN采用的是一种无监督的学习方式训练。
值得一提的是，GAN的作用不仅限于老照片上色，他在各种涉及图像风格转换的任务中都有用武之地。如自动生成动漫角色并上色、让马变成斑马、生成人脸、作曲等。总之，GAN在图像生成、处理修复领域的应用十分广泛。
五、解释性、鲁棒性，安全性的提升，让AI更了解世界
AI席卷百业，作为AI时代的主要入口之一，计算机视觉正成为AI落地规模最大、应用最广的领域。官方数据显示，2016年，我国计算机视觉市场规模仅11.4亿元，到2019年，中国计算机视觉行业市场规模增长至219.6亿元。
到2025年，全球计算机视觉市场规模，将从2016年的11亿美元增长到262亿美元。
对计算机视觉技术的研究在学术界与工业界已经掀起了热潮，在未来，随着算法的改进、硬件的升级、以及5G与物联网技术带来的高速网络与海量数据，计算机视觉技术必然会有更大的想象空间。曾经,人类用眼睛“记录”了波澜壮阔的 历史 ，未来，AI能够真正的像人类一样去“观察”世界吗？
遗憾的是，从目前来看，即便我们已经创造了许多在单个项目上已经超越人类的高级AI，但是这些机器仍然能力有限，它还无法成为人类的替代品，无法像人类一样去观察与思考，有自我意识的AI还不会很快出现，AI很难真正像人类一样去“看”世界万物。
即便如此，我们也不能否认AI的解释性、鲁棒性，安全性等正在不断提升，AI将在越来越“了解”这个丰富多彩的世界的同时，帮助我们的更高效、智能的完成更多工作，人类与AI将一起创造更多彩、更智慧的世界。
【参考资料】
[2]MomozhongAI赋能视觉技术，五大应用市场机遇多，
[3]杨铮图像标签的算法原理和应用，
[4]机器之心计算机视觉，
[5]人工智能知识库一文看懂计算机视觉-CV（基本原理+2大挑战+8大任务+4个应用）
[6]许春景计算机视觉：机器如何看懂世界？
[7]微软亚洲研究院计算机视觉：让冰冷的机器看懂这个多彩的世界，
[8]周小松2020年中国计算机视觉行业市场现状及发展前景分析人工智能引爆计算机视觉
[9]元峰深度学习在计算机视觉领域的前沿进展
[10]人工智能进化论十分钟了解人工智能AI的基础运作原理
[11]萝卜兔神奇的图像修复大法，AI想象力的开启
[12]Double_V_GAN原理，优缺点、应用总结
[13] 博客园 卷积神经网络预备知识
结语：以上就是首席CTO笔记为大家整理的关于人工智能怎么看图像的全部内容了，感谢您花时间阅读本站内容，希望对您有所帮助，更多关于人工智能怎么看图像的相关内容别忘了在本站进行查找喔。