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发信人: jupiter (灌吧), 信区: Multimedia
标 题: 计算机视觉(1)
发信站: BBS 荔园晨风站 (Fri Aug 11 14:43:37 2000), 转信
人类正在进入信息时代，计算机将越来越广泛地进入几乎所有领域。一方面是更多
未经计算机专业训练的人也需要应用计算机，而另一方面是计算机的功能越来越强
，使用方
法越来越复杂。这就使人在进行交谈和通讯时的灵活性与目前在使用计算机时所要
求的严格和死板之间产生了尖
锐的矛盾。人可通过视觉和听觉，语言与外界交换信息，并且可用不同的方式表示
相同的含义，而目前的计算机却要求严格按照各种程序语言来编写程序，只有这样
计算机才能运
行。为使更多的人能使用复杂的计算机，必须改变过去的那种让人来适应计算机，
来死记硬背计算机的使用规则
的情况。而是反过来让计算机来适应人的习惯和要求，以人所习惯的方式与人进行
信息交换，也就是让计算机具有视觉、听觉和说话等能力。这时计算机必须具有逻
辑推理和决策
的能力。具有上述能力的计算机就是智能计算机。
智能计算机不但使计算机更便于为人们所使用，同时如果用这样的计算机来控制各
种自动化装置特别是智能机器人，就可以使这些自动化系统和智能机器人具有适应
环境，和
自主作出决策的能力。这就可以在各种场合取代人的繁重工作，或代替人到各种危
险和恶劣环境中完成任务。
计算机视觉就是用各种成象系统代替视觉器官作为输入敏感手段，由计算机来
代替大脑完成处理和解释。计算机视觉的最终研究目标就是使计算机能象人那样通
过视觉观察和
理解世界，具有自主适应环境的能力。要经过长期的努力才能达到的目标。因此，
在实现最终目标以前，人们努
力的中期目标是建立一种视觉系统，这个系统能依据视觉敏感和反馈的某种程度的
智能完成一定的任务。例如，计算机视觉的一个重要应用领域就是自主车辆的视觉
导航，目前还
没有条件实现象人那样能识别和理解任何环境，完成自主导航的系统。因此，目前
人们努力的研究目标是实现在
高速公路上具有道路跟踪能力，可避免与前方车辆碰撞的视觉辅助驾驶系统。这里
要指出的一点是在计算机视觉系统中计算机起代替人脑的作用，但并不意味着计算
机必须按人类
视觉的方法完成视觉信息的处理。计算机视觉可以而且应该根据计算机系统的特点
来进行视觉信息的处理。但是，人类视系统是迄今为止，人们所知道的功能最强大
和完善的视觉系统。如在以下
的章节中会看到的那样，对人类视觉处理机制的研究将给计算机视觉的研究提供启
发和指导。因
此，用计算机信息处理的方法研究人类视觉的机理，建立人类视觉的计算理论，也
是一个非常重要和信人感兴趣
的研究领域。这方面的研究被称为计算视觉（Computational Vision）。计算视觉
可被认为是计算机视觉中的一个研究领域。
有不少学科的研究目标与计算机视觉相近或与此有关。这些学科中包括图象处
理、模式识别或图象识别、景物分析、图象理解等。由于历史发展或领域本身的特
点这些学科互
有差别，但又有某种程度的相互重迭。为了清晰起见，我们把这些与计算机视觉有
关的学科研究目标和方法的角度加以归纳。 1. 图象处理
图象处理技术把输入图象转换成具有所希望特性的另一幅图象。例如，可通过
处理使输出图象有较高的信-噪比，或通过增强处理突出图象的细节，以便于操作
员的检验。在
计算机视觉研究中经常利用图象处理技术进行预处理和特征抽取2. 模式识别（图象
识别） 模式识别技术根据从图象抽取的统计特性或结构信
息，把图象分成予定的类别。例如
，文字识别或指纹识别。在计算机视觉中模式识别技术经常用于对图象中的某些部
分，例如分割区域的识别和分类。 3. 图象理解（景物分析）
给定一幅图象，图象理解程序不仅描述图象本身，而且描述和解释图象所代表
的景物，以便对图象代表的内容作出决定。在人工智能视觉研究的初期经常使用景
物分析这个术
语，以强调二维图象与三维景物之间的区别。图象理解除了需要复杂的图象处理以
外还需要具有关于景物成象的物理规律的知识以及与景物内容有关的知识。
在建立计算机视觉系统时需要用到上述学科中的有关技术，但计算机视觉研究
的内容要比这些学科更为广泛。计算机视觉的研究与人类视觉的研究密切相关（见
1.3.5中的论
述）。为实现建立与人的视觉系统相类似的通用计算机视觉系统的目标需要建立人
类视觉的计算机理论。
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