計(jì)算機(jī)在看圖的時(shí)候，它在看什么？

圖像識(shí)別技術(shù)是指對(duì)圖像進(jìn)行處理，識(shí)別各種不同模式的目標(biāo)和對(duì)象的技術(shù)。

隨著數(shù)字化浪潮的到來(lái)，越來(lái)越多的數(shù)據(jù)以圖片為載體存在。面對(duì)海量的數(shù)據(jù)，就要求我們具備能快速?gòu)闹刑崛⌒畔⒌哪芰Α?/p>

圖像識(shí)別就是我們需要的技術(shù)，它就像給計(jì)算機(jī)裝上了眼睛，可以和人類一樣從圖像中快速獲取信息，給數(shù)字化智能化提供更多的可能性。目前圖像識(shí)別技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，比如人臉識(shí)別、自動(dòng)駕駛。這些看似高大上標(biāo)簽背后的邏輯其實(shí)并不難。

當(dāng)我們?nèi)祟愑醚劬匆粯訓(xùn)|西的時(shí)候，會(huì)先在大腦的記憶中搜索匹配，完成識(shí)別。當(dāng)計(jì)算機(jī)識(shí)別一張圖片也是類似的過(guò)程，它會(huì)提取圖片中主要特征，與程序中的規(guī)則進(jìn)行比較。這些特征和規(guī)則可以來(lái)自預(yù)設(shè)，也可以通過(guò)學(xué)習(xí)獲得。前者就是單純的圖像處理識(shí)別，后者通常應(yīng)用于人工智能中。可能很多朋友看到人工智能這幾個(gè)詞就感到非（失）常（去）有（興）趣，其實(shí)就用簡(jiǎn)單的圖像處理已經(jīng)能解決很多問(wèn)題了。

計(jì)算機(jī)“看”一張圖片時(shí)，它究竟在看什么呢？

當(dāng)一張圖片被無(wú)限放大的時(shí)候，可以發(fā)現(xiàn)它是由一個(gè)個(gè)像素點(diǎn)組成的。對(duì)計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，每張圖片就是不同像素值的排列組合。如果我們用不同的數(shù)字代表不同的顏色，圖像就可以表示為一個(gè)矩陣。當(dāng)計(jì)算機(jī)去“看”一張圖片的時(shí)候，其實(shí)就是對(duì)矩陣中的數(shù)字進(jìn)行運(yùn)算，找到一些特征值。其中，顏色特征和輪廓特征是比較基礎(chǔ)和常用的兩種。

顏色

圖片中每一個(gè)像素值代表的就是一種顏色。不同類型格式的圖片采用的顏色模式不同，比如RGB、HSV、HSL等。其中最常用的像素顏色描述方式就是RGB（紅、綠、藍(lán)）空間，通過(guò)這三原色的組合能描述任何顏色。顏色相關(guān)的處理中，可以直接通過(guò)像素值進(jìn)行圖像分割，提取目標(biāo)信息。也可以進(jìn)行直方圖（顏色分布）等統(tǒng)計(jì)分析，提取關(guān)鍵信息。

輪廓

輪廓是圖像很重要的一個(gè)外部特征。對(duì)于人來(lái)說(shuō)，很容易能夠區(qū)分物體的邊界，也就是那些顏色發(fā)生明顯變化的地方。這一點(diǎn)對(duì)于機(jī)算機(jī)也是一樣，它也是根據(jù)像素值的變化率（梯度）來(lái)找出邊緣。在這一步中，一般會(huì)將三通道的RGB圖片轉(zhuǎn)為單通道的灰度圖，僅保留一個(gè)通道。通過(guò)輪廓識(shí)別算法獲得了圖形的邊緣輪廓之后，就可以進(jìn)行定位或匹配，或者更進(jìn)一步的應(yīng)用。

我們掌握了以上兩點(diǎn)其實(shí)已經(jīng)可以解決很多問(wèn)題了，不信？你看看這個(gè)案例！

在設(shè)計(jì)測(cè)試PCB過(guò)程中的某個(gè)環(huán)節(jié)，工程師需要從以下這樣的圖片中提取特定顏色連接線的連接關(guān)系。這本是一個(gè)非常枯燥且容易出錯(cuò)的工作，要找到指定顏色的所有線段，還有列出它們連接關(guān)系。利用圖像識(shí)別技術(shù)就可以輕松完成這個(gè)工作，用到的就是顏色和輪廓特征。例如其中針對(duì)連接線的操作：

利用顏色特征將指定顏色像素從圖片中分割出來(lái)

灰度化：減少信息量

獲取圖形邊緣輪廓信息

除了以上這些，還有其他圖片處理及特征提取的方法，需要根據(jù)具體的處理需求選擇。現(xiàn)有的一些圖像算法庫(kù)也都提供了很好的支持。

這樣一個(gè)小功能可以替代原本枯燥耗時(shí)的工作，大大提高了工作效率。通過(guò)這些數(shù)字化智能化的手段對(duì)價(jià)值流的可能環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，也能讓工程師把更多的時(shí)間投入到核心設(shè)計(jì)工作中。對(duì)于開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，也得到了互相學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，能更好地理解業(yè)務(wù)中的需求。