人工智能中的图形与图像处理技术分析
作者 孙海飙
发表于 2025年9月

【关键词】AI;图形与图像处理技术;领域应用

引言

传统的图形图像处理技术,依赖于预设的算法,并且对人工操作的依赖程度较高。因此,往往会出现处理速度缓慢、精度难以提升等局限性问题。但AI背景下的图形图像处理技术可以突破传统技术的桎梏,利用人类视觉感知及认知过程模拟的方法,完成图像的自动识别、分析和处理,这极大地提升了图像信息的处理效率和精准程度。近年来,深度学习、卷积神经网络等AI技术发展迅速且应用渐趋广泛,尤其是在医学、安防、遥感、交通监控等领域[1],图形与图像处理的技术、理念及方法等得到创新和拓展。这些先进技术一方面能够自动完成图像特征的学习,并以此为基础自主进行特征的分类、识别和分割等操作,从而使得图形与图像的信息数据处理工具更为强大。另一方面,基于人工智能的图形图像处理技术,正在持续吸收其他前沿技术,不断迈向创新与发展。因此,对AI图形与图像处理技术展开深入研究,兼具重要理论价值和实践意义。

一、AI技术概述

(一)AI技术

AI技术是指以计算机系统或机器为载体,模拟人类智能行为,以期完成人类智能任务的技术,涵盖机器学习、自然语言处理(Natural Language Processing,NLP)、计算机视觉等多个维度的内容,其核心目标在于深入探究智能的本质,模拟并扩展人类的智能[2],为现代科技赋能机器,使其具备扎实且先进的感知、理解、推理等能力。机器学习是该领域的一个重要子领域,它通过让计算机从经验中自动学习和提升性能,无需依赖明确的编程指令即可实现学习目标。因此,机器学习的基础在于利用大量数据进行模型训练,使其能够进行识别、预测和分类等任务。常见的机器学习算法包括决策树、支持向量机(Support Vector Machine,SVM)等。深度学习相较于机器学习更具复杂性,旨在打造人工神经网络结构,通过多层神经网络模拟人类大脑神经元之间的连接方式,进而模拟人类大脑,形成更庞大且完善的数据处理系统,在图像语音等的识别、NLP等方面极富优势。

NLP也是AI领域的一个重要分支,致力于研究如何让计算机理解、生成以及翻译、呈示人类语言,其目标是将计算机与人类语言衔接起来,使其能够真正“理解”语言,明晰其复杂性,并将其转化为用户信息,为人们所用,实现语言的语法、语义和上下文等的多领域应用。例如,基于人类语言打造的智能客服、语音助手等,都得益于NLP技术。计算机视觉强调计算机理解、解释图像视频内容等,利用图像处理技术、深度学习算法等进行物体、特征等的识别,在自动驾驶、安防监控方面应用广泛。例如,汽车自动驾驶系统就利用计算机视觉技术“看”周围环境,并以此灵活调整行驶方案。语音识别技术让计算机基于人类语音进行文字转换,做出相应的处理和响应。语音合成技术则以语音输出转化文字,二者结合后广泛应用于智能助手、智能家居控制等情境。

(二)AI的挑战与未来

尽管当前AI技术的应用渐趋广泛,也在多个领域得到了显著的创新与发展,但迄今为止,其仍面临数据隐私安全、科技伦理问题、技术透明性等方面的挑战。此外,AI的不断普及应用,还会对就业市场造成极大冲击,致使社会整体的职业结构发生颠覆与调整。因此,在发展过程中,AI需要不断正视所遇到的问题,勇敢面对各种挑战,只有这样,才能真正发挥其潜力,为人类社会的进步带来更多福祉。当然,未来的AI必将进一步迈向智能化,从而推动社会的持续发展。

二、基于AI的图形与图像处理技术

(一)数据收集与预处理

图像识别依赖海量的图像数据与积累作为基础,而这些数据的来源颇为广泛,来自诸如医学影像设备、摄像头等专业技术设备。所收集的图像数据常包含噪声、异常值等问题,因此,进行图像预处理显得尤为重要,通过去噪、裁剪等操作,能够最大限度地保障数据的数量、精准度及其传输价值。

当然,数据收集通常涵盖多个方面,包括公开数据集(如ImageNet数据集、COCO数据集、MNIST数据集等)、自定义数据集(根据用户需求采集并构建的数据集)以及数据增强(如缩放、裁剪等,以确保数据的多样性,避免过拟合)。

本文刊登于《消费电子》2025年18期
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