我們來解構機器視覺的運作過程會涉及到哪些方面的知識。
首先,獲取圖像的過程涉及到使用攝像機來對自然環境進行成像,這其中就關係到光學成像和電路知識;
其次,處理和分析圖像的過程直接涉及數字圖像處理的知識,但從廣義來講,數字圖像也是一種信號,處理數字圖像也就是處理數字信息,且處理的過程中必然逃不掉數學的應用,因此就涉及數學和信號處理的知識;
再次,理解圖像涉及機器學習、智能算法等知識。(圖像處理中不一定會包含圖像理解的部分)
我們還需要再深入地思考一個問題,光學成像、電路知識、信號處理、數字圖像處理、機器學習、智能算法等等,它們是否有一個共同的基礎呢?對,這個基礎就是數學!由此可見,數學在圖像處理中的重要地位了吧。其實,不僅是在圖像處理技術中,在衆多其它學科中,例如經濟學、管理學、計算機等學科中,數學同樣佔據最重要的基石的位置。可以不誇張地講,一切自然科學都是以數學爲基礎。
總結一下,圖像處理技術的基礎包括以下幾類學科:
(1) 數學和物理學,數學(當然包括幾何學)和物理幾乎從來不會分家,數學是一切自然科學的基礎;
(2) 信號處理,數字圖像當然是一種信號;
(3) 數字圖像處理,直接與圖像處理技術相關,但思考問題不要只使用直接式的思路;
(4) 光學,關係到攝像機的感光過程,“實相”的物與“虛相”的像之間紐帶之一;
(5) 電學,關係到攝像機的光電轉換過程,“實相”的物與“虛相”的像之間紐帶之二;
(6) 軟件編程,實現、驗證和優化圖像處理技術;