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與機(jī)器視覺有關(guān)的學(xué)科有許多．本節(jié)主要討論一些與機(jī)器視覺密切相關(guān)的領(lǐng)域．關(guān)于機(jī)器視覺與其它學(xué)科的關(guān)系，我們不作詳盡的討論．
圖像處理是一個(gè)發(fā)展比較成熟的領(lǐng)域．圖像處理技術(shù)通常是把一幅圖像變換成另外一幅圖像，也就是說，圖像處理系統(tǒng)的輸入是圖像，輸出仍然是圖像，信息恢復(fù)任務(wù)則留給人來完成．圖像處理包括圖像增強(qiáng)、圖像壓縮和模糊校正與非聚焦圖像等課題．機(jī)器視覺系統(tǒng)把圖像作為輸入，產(chǎn)生的輸出為另一種形式，比如圖像中物體輪廓的表示．因此，機(jī)器視覺的重點(diǎn)是在人的最小干預(yù)下，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)恢復(fù)場景信息．圖像處理算法在機(jī)器視覺系統(tǒng)的早期階段起著很大的作用，它們通常被用來增強(qiáng)特定信息并抑制噪聲．
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是通過幾何基元，如線、圓和自由曲面，來生成圖像，它在可視化（Visualization）和虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality）中起著很重要的作用．機(jī)器視覺正好是解決相反的問題，即從圖像中估計(jì)幾何基元和其它特征．因此，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)屬于圖像綜合，機(jī)器視覺屬于圖像分析．這兩個(gè)領(lǐng)域在其發(fā)展的早期階段是沒有什么聯(lián)系的，但是近十幾年來發(fā)展的越來越相近了．機(jī)器視覺使用了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的曲線和曲面表示方法以及其它的一些技術(shù)，而計(jì)算機(jī)圖形學(xué)也使用機(jī)器視覺技術(shù)，以便在計(jì)算機(jī)中建立逼真的圖像模型．可視化和虛擬現(xiàn)實(shí)把這兩個(gè)領(lǐng)域緊密地聯(lián)系在一起．
模式識(shí)別主要用于識(shí)別各種符號(hào)、圖畫等平面圖形．模式一般指一類事物區(qū)別于其它事物所具有的共同特征。模式識(shí)別方法主要有統(tǒng)計(jì)方法和句法方法兩種，統(tǒng)計(jì)方法是指從模式抽取一組特征值，并以劃分特征空間的方法來識(shí)別每一個(gè)模式。句法方法是指利用一組簡單的子模式（模式基元）通過文法規(guī)則來描述復(fù)雜的模式。模式識(shí)別方法是機(jī)器視覺識(shí)別物體的重要基礎(chǔ)之一．機(jī)器視覺識(shí)別物體還經(jīng)常需要其它的技術(shù)．我們將在物體識(shí)別部分簡要地討論統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別的主要內(nèi)容．
人工智能（artificial intelligent, AI）涉及到智能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和智能計(jì)算的研究．在經(jīng)過圖像處理和圖像特征提取過程后，接下來要用人工智能方法對場景特征進(jìn)行表示，并分析和理解場景．人工智能有三個(gè)過程：感知、認(rèn)知和行動(dòng)．感知把反應(yīng)現(xiàn)實(shí)世界的信息轉(zhuǎn)換成信號(hào)，并表示成符號(hào)，認(rèn)知是對符號(hào)進(jìn)行各種操作，行動(dòng)則把符號(hào)轉(zhuǎn)換成影響周圍環(huán)境的信號(hào)．人工智能的許多技術(shù)在機(jī)器視覺的各個(gè)方面起著重要作用．事實(shí)上，機(jī)器視覺通常被視為人工智能的一個(gè)分支．
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（artificial neural networks, ANNs）是一種信息處理系統(tǒng)，它是由大量簡單的處理單元（稱為神經(jīng)元）通過具有強(qiáng)度的連接（connection）相互聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)并行分布式處理（parallel distribution processing, PDP）．人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的最大特點(diǎn)是可以通過改變連接強(qiáng)度來調(diào)整系統(tǒng)，使之適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)類似人的學(xué)習(xí)、歸納和分類等功能．人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在許多工程技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用．神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為一種方法和機(jī)制將用于解決機(jī)器視覺中的許多問題．
神經(jīng)物理學(xué)與認(rèn)知科學(xué)長期將人類視覺作為主要的研究對象．機(jī)器視覺中已有的許多方法與人類視覺極為相似．目前，許多機(jī)器視覺研究者對研究人類視覺計(jì)算模型比研究機(jī)器視覺系統(tǒng)更感興趣，希望機(jī)器視覺更加自然化，更加接近生物視覺。我們在第二章介紹人類視覺的一些研究成果，使讀者在研究機(jī)器視覺時(shí)或多或少能從生物視覺機(jī)理中得到啟發(fā)．不過，我們的重點(diǎn)在于研究機(jī)器視覺系統(tǒng)，因此，不討論機(jī)器視覺與神經(jīng)物理學(xué)或認(rèn)知科學(xué)的聯(lián)系．
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