该研究聚焦于图像中物体间拓扑关系的识别,即判断物体是接触、重叠、分离还是包含关系,这类能力在GIS、生物医学成像和机器人等领域具有重要应用价值。由于此前缺乏高质量数据集和统一的评估标准,该方向进展有限。为此,作者构建了一个包含超过11000张标注图像的新数据集,涵盖各类基本拓扑关系,并通过分割、轮廓检测和灰度归一化提取特征向量。研究对比了朴素贝叶斯、KNN、随机森林、SVM、人工神经网络等传统模型与VGG16、InceptionResNetV2等深度学习模型,结果显示深度学习方法表现更优,其中VGG16验证准确率达89.55%,显著超越传统方法。该工作表明迁移学习在图像拓扑关系分析中具有强大潜力,并为后续空间推理与拓扑分类研究提供了新的基准。
| 拓扑关系 | 描述空间对象之间如接触、重叠、包含等定性空间关系。 |
| 迁移学习 | 将预训练模型的知识迁移到新任务上,以提升学习效果。 |
| VGG16 | 一种经典的深度卷积神经网络模型,常用于图像分类。 |
| InceptionResNetV2 | 结合Inception模块和残差连接的深度卷积神经网络模型。 |
| 空间推理 | 对空间对象及其关系进行推理和判断的认知过程。 |
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