计算机图形学、数字图像处理、计算机视觉之间的区别与联系 – lauzhishuai – 博客园

来源: 计算机图形学、数字图像处理、计算机视觉之间的区别与联系 – lauzhishuai – 博客园

三者之间既有区别,又有联系,不确切的描述:

计算机图形学≈画图

计算机视觉≈看图

数字图像处理≈看图前沐浴更衣焚香做好各种仪式,然后再看图

计算机图形学(Computer Graphics)讲的是图形,也就是图形的构造方式,是一种从无到有的概念,从数据得到图像。是给定关于景象结构、表面反射特性、光源配置及相机模型的信息,生成图像。

计算机视觉(Computer Vision)是给定图象,从图象提取信息,包括景象的三维结构,运动检测,识别物体等。 

数字图像处理(Digital Image Processing)是对已有的图像进行变换、分析、重构,得到的仍是图像。

模式识别(PR)本质就是分类,根据常识或样本或二者结合进行分类,可以对图像进行分类,从图像得到数据。

Computer Graphics和Computer Vision是同一过程的两个方向。Computer Graphics将抽象的语义信息转化成图像,Computer Vision从图像中提取抽象的语义信息。Image Processing探索的是从一个图像或者一组图像之间的互相转化和关系,与语义信息无关。总之,计算机图形学是计算机视觉的逆问题,两者从最初相互独立的平行发展到最近的融合是一大趋势。图像模式的分类是计算机视觉中的一个重要问题,模式识别中的许多方法可以应用于计算机视觉中。

区别:
Computer Graphics,简称 CG 。输入的是对虚拟场景的描述,通常为多边形数组,而每个多边形由三个顶点组成,每个顶点包括三维坐标、贴图坐标、rgb颜色等。输出的是图像,即二维像素数组。
Computer Vision,简称 CV。输入的是图像或图像序列,通常来自相机或usb摄像头。输出的是对于图像序列对应的真实世界的理解,比如检测人脸、识别车牌。
Digital Image Processing,简称 DIP。输入的是图像,输出的也是图像。Photoshop中对一副图像应用滤镜就是典型的一种图像处理。常见操作有模糊、灰度化、增强对比度等。

联系:
CG 中也会用到 DIP,现今的三维游戏为了增加表现力都会叠加全屏的后期特效,原理就是 DIP,只是将计算量放在了显卡端。
CV 更是大量依赖 DIP 来打杂活,比如对需要识别的照片进行预处理。
最后还要提到近年来的热点——增强现实(AR),它既需要 CG,又需要 CV,当然也不会漏掉 DIP。它用 DIP 进行预处理,用 CV 进行跟踪物体的识别与姿态获取,用 CG 进行虚拟三维物体的叠加。

简单点说:1 计算机视觉,里面人工智能的东西更多一些,不仅仅是图像处理的知识,还涵盖了人工智能,机器学习等领域知识;2,计算机图形学,主要涉及图形成像及游戏类开发,如opengl等,还有就是视频渲染等;3,图像处理,这个主要针对图像图像的基本处理,如图像检索或则图像识别,压缩,复原等等操作。

 

计算机图形学和数字图像处理是比较老的技术。计算机视觉要迟几十年才提出。
计算机图形学和数字图像处理的区别在于图形和图像。
图形是矢量的、纯数字式的。图像常常由来自现实世界的信号产生,有时也包括图形。
而图像和图形都是数据的简单堆积,图像是像素的叠加,图形则是基本图元的叠加。计算机视觉要从图像中整理出一些信息或统计数据,也就是说要对计算机图像作进一步的分析。计算机图形学的研究成果可以用于产生数字图像处理所需要的素材,计算机视觉需要以数字图像处理作为基础。计算机视觉与数字图像处理的这种关系类似于物理学和数学的关系。

另外,如果不是浙江大学的或者中科院计算所的,不建议做计算机图形学这一方向,难度太大(图形比图像虽然表面上只高一维,但实际上工作量大了好多倍;其次,图像,国内外差距目前已经很小,好发重要期刊;图形,除上面两个单位和微软外,国内外差距很大,不好发重要期刊)

数字图像处理主要是对已有的图像,比如说可见光的图像、红外图像、雷达成像进行噪声滤除、边缘检测、图像恢复等处理,就像用ps 处理照片一样的。人脸识别啊、指纹识别啊、运动物体跟踪啊,都属于图像处理。去噪有各种滤波算法;其他的有各种时频变化算法,如傅里叶变化,小波变换等,有很多这方面的书籍。
图形学主要研究如何生成图形的,像用autoCAD作图,就是图形学中算法的应用。各种动漫软件中图形算法的生成等。

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