本文選題：物體分割　切入點：物體識別　出處：《南京大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：靜態(tài)圖片中物體的分割和識別是計算機視覺任務(wù)中兩個非常重要的話題,二者之間緊密聯(lián)系,彼此可以相互利用。然而對靜態(tài)圖片進(jìn)行像素級的分割是一件很有難度的任務(wù),這是因為現(xiàn)實中拍攝的照片往往受到光照和噪聲的影響,除此以外,圖片的背景有時也會很復(fù)雜,可能會和要分割的物體在顏色和紋理上相似。另一方面,對于靜態(tài)圖片的物體識別,目前很多方法都是基于滑動窗口+物體特征+分類器這種組合,該方法主要的缺點在于需要不斷通過滑動窗口來掃描整張圖片,然后對每一個窗口進(jìn)行分類,所以會導(dǎo)致速度很慢。為了解決這些問題,我們先后設(shè)計了幾種能夠?qū)o態(tài)圖片中物體進(jìn)行分割和識別的解決方案并進(jìn)行了實驗和對比分析。我們首先提出一個交互的分割方法,該方法基于Adaboost的分類思想,把超像素作為被處理的單元進(jìn)行分類,而不再是單個像素,用戶只需要提供少量的樣本種子點即可。在該方法的基礎(chǔ)上,我們結(jié)合了人體的姿勢信息,從而可以對靜態(tài)圖片中的人體進(jìn)行自動化分割,它可以對圖片中人體的任意姿勢進(jìn)行分割,相較于一些需要通過人臉來定位人體位置再進(jìn)行人體分割的方法,我們的方法不僅可以處理人體正面,也可以處理側(cè)面和背面。此外,我們還利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行物體分割,該框架由兩個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組成,其中定位網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)定位圖片中物體的位置,分割網(wǎng)絡(luò)則負(fù)責(zé)對圖片進(jìn)行分割。對于以上得到的分割結(jié)果,往往會比較粗糙,我們使用了兩種方法來進(jìn)行優(yōu)化,分別是高斯背景建模和bayse matting,其中我們對bayse matting算法進(jìn)行了改進(jìn)。對于物體識別任務(wù),我們借鑒了基于區(qū)域的物體識別方法,即利用圖割先對圖片分割成多個區(qū)域,然后不斷合并相似的區(qū)域,最后對得到的每一個區(qū)域進(jìn)行分類。對于單個區(qū)域內(nèi)的物體分類,我們分別使用HOG和CNN兩種方式進(jìn)行特征提取,再用SVM來進(jìn)行訓(xùn)練,后者達(dá)到了更好的效果。但CNN提取特征的方式需要對每個區(qū)域進(jìn)行一次卷積過程,所以很耗費時間,因此我們又參考了 FastRCNN的方法,在卷積層后面加入一個池化層,從而只需對整張圖片進(jìn)行一次卷積過程,該方法大大縮短了運行時間。最后我們在多個廣泛使用的數(shù)據(jù)集上完成了物體分割和識別的多項實驗,我們的方法在準(zhǔn)確率和性能上都取得了不錯的效果。
[Abstract]:The segmentation and recognition of objects in static images are two very important topics in the task of computer vision. They are closely related and can be used each other.However, it is a difficult task to segment static images at the pixel level, because the pictures taken in reality are often affected by illumination and noise. Besides, the background of the images is sometimes very complex.May be similar to the object to be segmented in color and texture.On the other hand, for the object recognition of static images, many methods are based on the combination of sliding window object feature classifier. The main disadvantage of this method is the need to scan the whole picture through sliding window.Each window is then sorted, so the speed is slow.In order to solve these problems, we have designed several solutions for segmentation and recognition of objects in static images, and carried out experiments and comparative analysis.We first propose an interactive segmentation method, which is based on the idea of Adaboost, and classifies super-pixels as processed units instead of single pixels. Users only need to provide a small number of sample seed points.On the basis of this method, we combine the posture information of human body, so we can automatically segment the human body in the static picture, and it can segment any pose of the human body in the picture.Compared with some methods which need to locate the position of human body by human face, our method can not only deal with the front of the human body, but also deal with the side and back.In addition, we use convolution neural network to segment objects. The framework consists of two neural networks, in which the location network is responsible for locating the position of the object in the picture, and the segmentation network is responsible for the image segmentation.For the above segmentation results, often rough, we use two methods to optimize, namely Gao Si background modeling and bayse matting, in which we improve the bayse matting algorithm.For the object recognition task, we draw lessons from the area-based object recognition method, that is, the image is divided into several regions by graph cutting, and then the similar regions are continuously merged, and finally each region is classified.For the classification of objects in a single region, we use HOG and CNN for feature extraction, and then use SVM for training, the latter achieves better results.But the way CNN extracts features requires a convolution process for each region, so it's time-consuming, so we refer to the FastRCNN method and add a pool layer after the convolution layer.Thus, only one convolution process is needed for the whole picture, and the running time is greatly reduced.Finally, we have completed many experiments of object segmentation and recognition on a number of widely used datasets, and our method has achieved good results in accuracy and performance.
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP391.41

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本文編號：1724998