计算机视觉数学入门-贝叶斯建模与推断

估计是计算机视觉中常见的问题,如已知一些测量量(图像、特征位置等),估计出一些未知的结构或参数(摄像机位置、物体形状等)的值,这类问题称为“逆问题”。计算机图形学就是一个典型的正向建模问题(已知一些物体、摄像机、光照,模拟出这些条件下产生的图像),计算机视觉则通常是它的逆问题。

对于求解逆问题,我们很多时候可以得到数学的解析解,但是事实是,观测不可能是完全无噪声的,一般而言,除非我们对可能的误差来源建立了模型,并且设计了一个在这些假设的误差影响下也能工作的足够好的算法,否则我们无法确定我们得到的是否是一个合理的算法。

B.1 估计理论

最简单的假设条件:

  1. 每个噪声因素ni都是一个零均值的正态(高斯)随机变量
  2. 噪声向量ni是相互独立的

多高斯噪声变量的似然度
在给定x特定值的情况下观察到测量结果{yi}的似然度可以写为


image.png

通常,使用似然度的负对数会更方便一点,可将其看作一种能量

B. 2 最大似然估计与最小二乘
当得到似然度和对数似然度函数后,

B. 3 鲁棒统计学
在大部分情况下,测量要受到更大的外点(异常点)的污染。
这种情况下,使用长尾部的污染误差模型会更合理,为了反映出现严重错误的似然度的增大,要对惩罚函数的余项使用一个鲁棒损失函数p(r)

B. 4 先验模型与贝叶斯推断
可以假设先验分布模型去简化求解最大似然估计的方法,

B. 5 马尔科夫随机场
马尔科夫随机场是最流行的使用于网格状、类似于图像的数据的先验模型。
B 5.1 梯度下降于模拟退火

B 5.2 动态规划
动态规划是一种适用于任何具有树状结构的图模型的高效推断算法,即没有任何环的图模型。

B 5.3 置信传播

B 5.4 图割

B 5.5 线性规划

B. 6 不确定性估计

PS:这部分知识总结的不到位,以后再来继续总结

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