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计算机视觉,计算机图形学和数字图像处理,三者之间的联系和区别是什么?

 pgl147258 2015-04-14

【张静vinjn的回答(48票)】:

先说区别:

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、摄像头或视频文件。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。

再说联系:

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。

【刘留的回答(33票)】:

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。

【李土的回答(5票)】:

关于 @刘留 “Computer Graphics和Computer Vision是同一过程的两个方向。”有个经典的说法:

X表示真实世界,真实世界经过一个变换F,得到它的一副图像Y,也就是Y=F(X)。F包含了物体对光的反射和相机、人眼对光的感知。

图形学就是一个模拟F的过程,给定一个物体X,研究出最好的F使得F(X)像真的一样。难点在于F非常复杂,且模拟起来计算量很大。

计算机视觉就是一个寻找F^(-1)的过程,有了F^(-1),给我一个图像Y,我的计算机就能理解出X。难点在于,F^(-1)更加复杂,而且二位图像中无法保留三维世界的全部信息(好比说F不是单射),因此是一个所谓不适定问题(ill-posed problem)。

【徐振震的回答(3票)】:

举例来说:iPhone5S的指纹识别

1. 图像处理:首先采集图像,对图像进行预处理(如灰度化、平滑、增强等)

2. 图像分割:将指纹线从图像中分割出来(注意这时还是数字图像)

3. 计算机视觉:将分割出来的指纹转换为语义信息(如几何信息

【角点、曲线等】,统计信息)

4. 计算机图形学:将几何信息通过计算机绘图绘制出来,即我们看到的显示在手机中的指纹线。

--通常1和2都被称为图像处理。

PS:向土豪金致敬哈哈

【胡知知的回答(1票)】:

计算机视觉(Computer Vision),计算机图形学(Computer Graphics)和数字图像(Image Processing)

从学科分类:

Computer Science/ Artificial Intelligence/ Computer Vision

Computer Science/ Computer Graphics and Visualization

Electrical Engineering/ Signal Processing/ Digital Signal Processing/ Digital Image Processing

举例:

Computer Vision: 照相机笑脸识别

Computer Graphics: 3D游戏电影制作

Image Processing: PhotoShop 以及App中的各种照片滤镜特效

【RossLi的回答(0票)】:

CV是从图中提取信息,CG是把信息用图的方式呈现,IP可以看成CV的底层或基础。

【贾永磊的回答(0票)】:

简单点说吧,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。以上只是本人字面理解

【王文涛的回答(0票)】:

计算机视觉本质上是模式识别 是人工智能的东西,这方面我不太了解,我更多说说图形学。

计算机图形的主要目的是用计算机生成具有三维真实感的画面,应用举例来说比如皮克斯的三维动画。

图形学要解决的问题主要包括,建模,渲染,以及某些物理模拟。 建模就是用曲面生成现实世界物体的模型,比如三角面片或者四边形网格,或者是用粒子来模拟流水火焰。

渲染是对模型和场景上色的过程,这也是最耗时的一个步奏,基本上渲染可以分为物理真实的(physically based)和NPR(非照片级真实的)两类,physically based 渲染往往需要大量时间,算法有 path tracing; radiosity等等。本质上都是Monte-carlo方法和有限元法在计算机领域的应用。 而游戏里的渲染基本上做不到physically-based 往往是接近这个效果,游戏里的渲染很多采用基于屏幕空间的延迟渲染来实现。

物理模拟也有很多方面,最复杂的当然是流体的模拟,比如火焰,爆炸等等

【周清峰的回答(0票)】:

数字图像处理是另二者的基础和工具,常用于对图像的优化和转换。

计算机图形学是一门将数字模型渲染成现实生活中的影像的学科。

计算机视觉是图形学的一个逆向过程,例如图像识别,更有甚者借助相片还原一个3维场景。

三者的提出有先后,计算机视觉是一门新技术,尚未成熟,并且常需借助机器学习、模式识别、仿生等前沿技术,可谓三者之集大成者。

【zhaoJack的回答(0票)】:

这是个一个层层递进的结构,他们的关系相当于木头,房子,和南京路步行街的关系。

计算机图形研究的是基本的图元, 点,线,三角形。不管多么复杂的图像结构,都是由基本图元构成的,gpu画图的时候也是以三角形为单位渲染。

有了图形就可以构成图像,而对图像做进一步处理,比如建模,仿真,就是所谓的计算机视觉。

【陈喜乐的回答(0票)】:

同意 @刘留 的回答,做一个补充:

Computer Graphics 是 3D-->2D

Computer Vision 是 2D-->3D

Image Processing 是 2D-->2D

其中 Image Processing 算是Computer Vision 的基础。

【王海鹏的回答(0票)】:

貌似,大部分搞计算机图形的,同时精通计算机视觉,反过来却不成立。数字图象处理属于计算机视觉的一个分支而已,不过大部分工作都交给了OpenCV来做啦。

【bombless的回答(4票)】:

计算机图形学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。

计算机图形学数字图像处理的区别在于图形图像

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

图像图形都是数据的简单堆积,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。

以上是它们的区别,下面来说联系:

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。计算机视觉数字图像处理的这种关系类似于物理学数学的关系。

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抛砖啦,等更好的完整答案。

原文地址:知乎

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