数字图像处理，计算机视觉，计算机图形学，计算摄影

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2023-07-04 12:38 10阅读 0赞

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先上图，下图通过输入输出来区分不同学科。

![https://www.geeksforgeeks.org/digital-image-processing-basics/][https_www.geeksforgeeks.org_digital-image-processing-basics]

**计算机视觉**（**Computer Vision**, **CV**），输入为图像或图像序列，输出为某种信息或描述，**目的在于理解图像，获得语义信息**。比如目标识别任务，输入一张图片，输出图中有哪些物体、都在什么位置，典型任务包括检测、识别、分割、定位、追踪、动作识别、OCR等，详见[wiki-Computer vision][]。

**数字图像处理**（**Digital Image Processing**, **DIP**），输入为图像，输出也是图像，**目的在于转换图像**。智能手机照相APP中的各种滤镜以及Photoshop中的各种图像操作使用的就是数字图像处理技术，包括增强、去噪、对比度拉伸、缩放、几何变换、灰度化、二值化等，详见[wiki-Digital image processing][]。需要注意的是，**DIP一般是通过逐像素操作对输入图像进行变换**，“以图搜图”表面上看输入输出均为图像，其意图是找到和图片内容相似的其他图片，在技术实现上其实是预先对图像库提取好特征（描述），然后对输入图像提取特征，将其与库中的特征计算相似度并排序，将相似度高的排在前面，所以“以图搜图”实际上是计算机视觉的应用。

**计算机图形学**（**Computer Graphics**, **CG**），输入为某种描述（语义信息），比如点集、颜色等，输出为生成的图像（虚拟场景），**目的在于生成图像**，涵盖建模、渲染、动画、人机交互等内容，在游戏、动画、3D电影中应用广泛，详见[什么是计算机图形学?][Link 2]。

![https://www.researchgate.net/publication/235339437\_Archeological\_Treasures\_Protection\_based\_on\_early\_Forest\_Wildfire\_Multi\_Band\_Imaging\_Detection\_System][https_www.researchgate.net_publication_235339437_Archeological_Treasures_Protection_based_on_early_Forest_Wildfire_Multi_Band_Imaging_Detection_System]

随着研究的深入，三个学科在很多地方不断交叉融合。**图像处理常作为计算机视觉pipeline中的预处理环节，最新版Photoshop中也加入了很多基于图片内容识别技术的黑科技用于图像处理，图形学渲染成像时也常会使用图像处理技术来获得更好的成像效果。**

![https://devopedia.org/computer-vision][https_devopedia.org_computer-vision]

此外，**虚拟现实**（**Virtual Reality**, **VR**）和**增强现实**（**Augmented Reality**, **AR**）需要同时用到DIP、CV和CG技术，需要**识别现实影像**同时**生成虚拟影像**。

![http://dcs-en.site.nthu.edu.tw/p/16-1010-124630.php][http_dcs-en.site.nthu.edu.tw_p_16-1010-124630.php]

还有一个新兴学科叫**计算摄影**（**Computational Photography**），

> 计算摄影学(Computational Photography)是一门将计算机视觉、数字信号处理、图形学等深度交叉的新兴学科，旨在结合计算、数字传感器、光学系统和智能光照等技术，从成像机理上来改进传统相机，并**将硬件设计与软件计算能力有机结合**，突破经典成像模型和数字相机的局限性，增强或者扩展传统数字相机的数据采集能力，全方位地捕捉真实世界的场景信息。
> 
> —— from https://www.innovation4.cn/toutiao/100917-9701010937/

与前面学科不同的地方在于，**计算摄影希望通过软硬件相结合的方法来改善成像效果**，最近各大智能手机比拼的摄像效果，背后比的就是计算摄影技术，像超清夜景、AI降噪、全景拼接、防抖等等，还有大家熟悉的HDR模式也是一种早期的计算摄影技术，其获取不同曝光时长的图像祯，综合各自的最佳细节来合成最终图像。

![http://cphoto.fit.vutbr.cz/][http_cphoto.fit.vutbr.cz]

# 参考 #

*  [Digital Image Processing Basics][]
 *  [Area][]
 *  [Computer Vision][]
 *  [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？][Link 3]
 *  [什么是计算机图形学?][Link 2]
 *  [phone、华为、Google的相机，已经离不开“计算摄影”][phone_Google]

[Link 1]: https://www.cnblogs.com/shine-lee/
[CSDN]: https://blog.csdn.net/blogshinelee
[blog]: https://blog.shinelee.me/
[https_www.geeksforgeeks.org_digital-image-processing-basics]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9zMi5heDF4LmNvbS8yMDIwLzAxLzMwLzExbjE3Ri5wbmc?x-oss-process=image/format,png
[wiki-Computer vision]: https://wiki2.org/en/Computer_vision
[wiki-Digital image processing]: https://wiki2.org/en/Image_processing
[Link 2]: http://staff.ustc.edu.cn/~lgliu/Resources/CG/What_is_CG.htm
[https_www.researchgate.net_publication_235339437_Archeological_Treasures_Protection_based_on_early_Forest_Wildfire_Multi_Band_Imaging_Detection_System]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9zMi5heDF4LmNvbS8yMDIwLzAxLzMwLzExbkd0Si5wbmc?x-oss-process=image/format,png
[https_devopedia.org_computer-vision]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9zMi5heDF4LmNvbS8yMDIwLzAxLzMxLzEzMHg3Ri5wbmc?x-oss-process=image/format,png
[http_dcs-en.site.nthu.edu.tw_p_16-1010-124630.php]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200210222821800.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ZpcmVseA==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[http_cphoto.fit.vutbr.cz]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200210222915173.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ZpcmVseA==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[Digital Image Processing Basics]: https://www.geeksforgeeks.org/digital-image-processing-basics/
[Area]: http://dcs-en.site.nthu.edu.tw/p/16-1010-124630.php
[Computer Vision]: https://devopedia.org/computer-vision
[Link 3]: https://www.zhihu.com/question/20672053
[phone_Google]: https://baijiahao.baidu.com/s?id=1647015353768847921&wfr=spider&for=pc