如何識別花的種類

驚蟄已過,一聲春雷,大地開始解凍。

條件允許的話,出去曬曬太陽,看看風景,賞賞花。

也可以在央視直播雲賞花,十多個機位展示了全國各地不同地區的美麗風景。

形色

看到好看的花,但是叫不上名字怎麼辦?

這裏推薦一下「形色」,一款小衆的識花應用,帶你遇見全世界的植物。

通過拍照上傳植物圖片,應用 1 秒給出花名和比對圖,更有花語詩詞、植物趣聞等豐富內容,漲知識。

客戶端的功能更加豐富些,除了能夠識別植物外,還有養花技巧、社區等等。

不過更推薦使用小程序,功能更加純粹,不佔內存。


識花的原理

機器爲什麼能夠識別出圖片中花的種類?

要知道機器如何識別,可以先想想人類如何去認識花朵。

我們根據花瓣花蕊的外形、顏色,以及其他的一些特徵,通過這些特徵去腦海搜尋對應花的名詞。

但往往我們的記憶並不深刻,或者說會因爲視覺上的偏差導致混淆。

同樣的,機器識別花朵也需要提取特徵,然後將這些特徵去和已經被打上標籤的花朵特徵進行匹配,如果達到一定的相似度,就可將兩種花歸爲一類。

這個提取特徵的過程,也是機器學習的過程,如果數據量足夠大,匹配的結果會更加的準確。

機器是如何提取圖片上花的特徵的?

首先要知道,圖片本質就是像素值的矩陣。如果是普通的灰度圖,可以使用簡單的二維矩陣表示,矩陣中的值爲表示灰色的程度。例如下面的這張 8

如果是彩色的圖片,那麼需要使用更高維的矩陣去表示。

因此,可以通過提取矩陣的特徵來表示圖片的特徵。

卷積是常用地矩陣特徵提取方式,具體看下面的動畫。

上面就是一個卷積的過程。黃色的矩陣叫做“濾波器(filter)”或者“核(kernel)”,通過在圖像上滑動濾波器並計算點乘得到矩陣叫做“特徵圖(Feature Map)”

例如這張8,通過兩次卷積操作,最後識別出符合 8 的特徵。(池化和全連接此處不做贅述)

所以,機器經過這樣的一系列操作,提取特徵然後對花進行識別分類。當然,這中間機器的學習是一個非常複雜的過程,有許多地方是可以優化,同時更多的數據量也可以提高識別度精度。

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