文档介绍：指导老师宋进
姓名李赔龙
学号 09721169
专业机械制造及其自动化
类别硕士
日期 2011年01月 10日
目录
1 计算机视觉与图像理解 1
计算机视觉的定义 1
计算机视觉的原理及解析 2
图像理解和自然场景认知 3
2 本文的研究目的,背景和意义 4
研究目的 4
研究背景及技术发展趋势 4
技术发展趋势 6
研究意义 6
理论意义 6
实践意义 7
3 主要研究内容及理论创新 7
DSP嵌入式实验平台的搭建 7
课题解决的核心问题及难点 9
理论创新点 9
4 预期困难及达到结果 10
5 参考文献: 11
嵌入式计算机视觉系统对自然场景理解方法研究
摘要:21世纪随着移动机器人技术的迅猛发展,机器人要想发挥更大的作用,从室内结构化环境走向室外自然环境,机器人导航成为重点要解决的的问题。然而导航本身是一个很庞大的课题,涉及到多种关键技术。机器人能否像人类一样感知环境并作出正确的理解与判断将成为导航技术成败的关键。环境感知是机器人进行决策规划的基础,环境感知能力的强弱直接影响机器人的控制决策能力。如何提高机器人对外界环境的感知理解能力是智能机器人研究中非常重要的课题,本课题从图像理解的角度入手,依托嵌入式DSP系统,研究算法重点解决自然场景的理解与感知问题,为机器人从室内走向室外,为机器人的导航做准备。
关键词:计算机视觉;嵌入式DSP系统;图像理解;
计算机视觉与图像理解
计算机视觉的定义
计算机视觉是一门研究如何使机器“看”的科学,更进一步的说,就是是指用摄影机和电脑代替人眼对目标进行识别、跟踪和测量等机器视觉,并进一步做图形处理,用电脑处理成为更适合人眼观察或传送给仪器检测的图像。作为一个科学学科,计算机视觉研究相关的理论和技术,试图建立能够从图像或者多维数据中获取‘信息’的人工智能系统。这里所指的信息指Shannon定义的,可以用来帮助做一个“决定”的信息。因为感知可以看作是从感官信号中提取信息,所以计算机视觉也可以看作是研究如何使人工系统从图像或多维数据中“感知”的科学。计算机视觉是使用计算机及相关设备对生物视觉的一种模拟。它的主要任务就是通过对采集的图片或视频进行处理以获得相应场景的三维信息,就像人类和许多其他类生物每天所做的那样。计算机视觉既是工程领域,也是科学领域中的一个富有挑战性重要研究领域。计算机视觉是一门综合性的学科,它已经吸引了来自各个学科的研究者参加到对它的研究之中。其中包括计算机科学和工程、信号处理、物理学、应用数学和统计学,神经生理学和认知科学等。
计算机视觉的原理及解析
计算机视觉就是用各种成象系统代替视觉器官作为输入敏感手段,由计算机来代替大脑完成处理和解释。计算机视觉的最终研究目标就是使计算机能象人那样通过视觉观察和理解世界,具有自主适应环境的能力。要经过长期的努力才能达到的目标。因此,在实现最终目标以前,人们努力的中期目标是建立一种视觉系统,这个系统能依据视觉敏感和反馈的某种程度的智能完成一定的任务。例如,计算机视觉的一个重要应用领域就是自主车辆的视觉导航,目前还没有条件实现象人那样能识别和理解任何环境,完成自主导航的系统。因此,目前人们努力的研究目标是实现在高速公路上具有道路跟踪能力,可避免与前方车辆碰撞的视觉辅助驾驶系统。这里要指出的一点是在计算机视觉系统中计算机起代替人脑的作用,但并不意味着计算机必须按人类视觉的方法完成视觉信息的处理。计算机视觉可以而且应该根据计算机系统的特点来进行视觉信息的处理。但是,人类视觉系统是迄今为止,人们所知道的功能最强大和完善的视觉系统。如在以下的章节中会看到的那样,对人类视觉处理机制的研究将给计算机视觉的研究提供启发和指导。因此,用计算机信息处理的方法研究人类视觉的机理,建立人类视觉的计算理论,也是一个非常重要和信人感兴趣的研究领域。putational Vision)。计算视觉可被认为是计算机视觉中的一个研究领域。
视觉是各个应用领域,如制造业、检验、文档分析、医疗诊断,和军事等领域中各种智能/自主系统中不可分割的一部分。由于它的重要性,一些先进国家,例如美国把对计算机视觉的
  
图1 计算机视觉与其他领域的关系
研究列为对经济和科学有广泛影响的科学和工程中的重大基本问题,即所谓的重大挑战(grand challenge)。计算机视觉的挑战是要为计算机和机器人开发具有与人类水平相当的视觉能力。机器视觉需要图象信号,纹理和颜色建模,几何处理和推理,以及物体建模。一个有能力的视觉系统应该把所有这些处理都紧密地集成在一起。作为一门学科,计算机视觉开始于60年代初,