作为视觉理解的重要线索,目标在场景中的语境上下文信息,在智能信息处理研究中具有重要意义,为改善模式识别任务提供了有效思路,尤其是图像中的语义、空间和尺度语境以及视频中时序语境的建模研究一直被重点关注。论文在总结语境信息基本类型和应用方法的基础上,针对传统目标识别方法中语义关系漂移和位置建模偏差的问题,建立日常场景中目标之间的语义、位置尺度先验模型,改善目标识别效果。同时,利用时序语境信息,根据内外侧窗口的前景状态变化关系,判定关注目标进出情况,实现针对关注目标的视频关键帧提取。主要开展了以下工作：(1)介绍语境信息的基本概念和主要研究现状,讨论目标识别中多种语境信息交互方式,并概述目标与场景的语境关系的类型和应用方式,从图像空间约束、视频时空约束和高层语义语境约束三个方面介绍不同语境关系的模型方法；(2)提出基于语义和空间语境建模的多类别目标识别方法,通过隐语义分析建立目标类别间的语义关系,建模目标对的位置尺度约束,综合改善目标识别,在数据集上的实验结果证明了目标之间的相对语境关系的有效性；(3)提出基于关注目标的时序关系视频关键帧提取方法,通过时序窗口记录内外侧区域中的前景像素状态,根据互相关系数分析时序关系,判断进出方向对视频分段,提出进出时刻作为视频关键帧,并结合背景差计算和检测获取关键帧的目标提议,实现视频内容理解。