计算机视觉_计算机视觉简介

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智能视频监控系统的理论基础是计算机视觉(Computer Vision)，又称为机 器视觉，它是由人类设计、在计算机环境下实现，通过模拟人的视觉系统来实 现人眼的视觉功能¨J。计算机视觉的核心思想是用摄像机和计算机来代替人眼，使其具有“看”的功能，对目标进行检测、提取、识别、跟踪和测量等，从而 实现利用计算机代替人对客观三维世界进行判断与识别。最常用的包括对文字 识别、车牌识别、图像模式识别以及对于物体三维表面形状、距离、速度的感 知等等。概括来说，物体识别、物体定位、物体三维形状恢复以及运动分析，这四大部分构成了计算机视觉的主要研究内容。视觉感知系统是人体接受外部 信息的最重要渠道，其提供的信息具有独特的空间结构特性，这是其他感官渠 道所不具备的重要属性，因此不能够被代替。研究机器视觉的目的不仅在于实 现对人类视觉的模拟，如何使其更好的延伸，使其能够代替甚至超越人眼需要 进一步的研究。如何更好、更精确的理解视觉信息，便于计算机的理解与描述，一直是计算机视觉科学研究中的重要课题。

计算机技术的飞速发展为人类社会生活带来了天翻地覆的变化，机器代替

人类去完成一些简单而重复的工作，逐渐在日常生活中发挥越来越重要的作用。随着技术的不断发展与需求的不断增长，人们逐渐希望利用计算智能(也即是 人工智能)代替人体去感知、理解和解释外界环境并作出相应的反应，使其能 够更多的服务于人。因此，计算机视觉虽然是一个新兴的研究领域，但其却在 近几十年内得到了迅猛的发展，其在计算机科学领域中也占据了不可或缺的一 部分。在当今社会，很多领域都涉及到计算机视觉技术的应用，可以预见，随 着研究的不断推进以及技术的不断进步，计算机视觉会逐渐代替人类去感知世 界，尤其是由于人类本身的限制而无法观测的场合，例如危险场景观测、不可 见物体的感知以及精确测量等等。由此可见，随着科学技术的高速发展，计算 机视觉的潜力和优越性必将越来越被人们认识并应用到生产生活中。

早在上世纪60年代，人工智能领域内的一些专家就提出了“计算机有能力 ‘看’并非是一个高不可及的目标”这一论点，然而，很多最初认为很简单的 问题，即使在五十年后的今天仍然未能完全解决【2J。计算机视觉是一个多学科 交叉的研究领域，这也是其研究难点所在，它所涉及的领域包括：计算机科学 与图形学、图像处理技术与模式识别、人工神经网络、心理学与生理学等，甚 至需要更高深的物理和数学理论基础，例如成像原理以及繁复的数学计算等等。可见，计算机视觉技术的研究是极其复杂的。随着许多学者的倾力研究，主动