我知道你在哪儿拍的照片

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卡耐基-梅隆大学的研究者发明出一种新的计算机分析照片的方法,利用这种方法可以确定一张照片的拍摄地点。通过对Flickr在线图片库中数以亿计的全球定位图片进行搜索,这一奢想终于成为可能。

这种图片定位算法是由计算机科学专业毕业生詹姆斯・海斯和计算机科学与机器人技术助理教授阿列克谢・埃弗罗斯共同研究出来的。这种运算方法并不通过扫描照片获取诸如衣服类型、街头路牌的语言以及植被类型等地理位置的线索,而是通过分析照片的构成,记录各种纹理和色彩的分布形式,照片中线条的数量和方向。然后在Flickr网上搜索外观相似的照片。

“我们不是要电脑告诉我们照片都描述了什么而是去寻找与这张照片相似的其它照片。”埃弗罗斯说。“结果证明这种方法非常有效,这真让人吃惊。谁能猜到,照片的相似性竟然与地理上的接近度有如此紧密的关联?”

海斯与埃弗罗斯在试验中发现,在200多张图片中,有16%的图片在地理位置上可以精确定位到200千米以内。通过这种算法,即使不能确定具体的位置,也能缩小可能的范围,例如确定照片的现场是沙滩还是沙漠。

“看起来在视觉世界里各种场景并不像想象中的那样模棱两可,找出照片拍摄的地理位置是一个很难但可行的电脑图像处理技术。从照片中猜测地理信息是一种困难的但可行的电脑视觉问题。”海斯说。

确定照片的拍摄地点可以提高图片的搜索技巧,使得照片不那么依赖图片说明或相关的文字。一个能够确定照片拍摄地点的电脑系统可以帮助我们找出某一次具体行程中拍摄的家庭照片。确定照片的拍摄地点也使得以天气,人口密度、植被、地形、土地等地理信息来建立图片库成为可能。

识别拍摄地点还有助于完成目标识别等计算机视觉任务。如果电脑识别出了一张照片可能是在日本拍摄的,那么电脑就能判断图中的出租车是不是日本出租车。

海斯说,很多在线图片都有某种地理标签,但是人们的描述经常是错误的,或过于宽泛,如一张美国大峡谷的照片标记为“美国”。越来越多的在线图片有了GPS定位标签,明确的标示出它们拍摄地点。相比之下,很多圈片地点标识模糊,即使都是房间、人物或诸如生日派对之类的照片,却无法用来确定其地理位置。而利用照片的地理关键词和GPS坐标,海斯和埃弗里斯发现六百多万张图片是有用的,精确定位的。

图片定位算法可以很容易地定位诸如巴黎圣母院等地标建筑的照片。更让人惊讶的是,它还可以分辨出巴塞罗纳的一条小街道是一个典型的地中海村落,而不是美国小巷。

不过也会出现一些奇怪的匹配。在建筑形式上独一无二的悉尼歌剧院在电脑来看似乎非常像密西西比的一个酒店,也同样像是伦敦的一座桥。黄昏时分拍摄的艾菲尔铁塔与其他艾菲尔铁塔的照片是匹配的,但也与同样在黄昏拍摄的旧金山的科伊特塔或者纽约的自由女神像匹配。

海斯解释说,出现这种混淆的一个原因就是这种算法与其说是专为识别具体物体而设计的,还不如说是用来识别地理位置的。例如,一张犹他州纪念碑谷的照片就成功地让全球定位算法重新找回了很多纪念碑谷或美国西南部的照片,而不是具体的岩石形成的照片。