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计算机视觉是什么

计算机视觉(Computer Vision,CV)是人工智能(AI)的一个分支,旨在让计算机通过摄像头、图像或视频等视觉数据来感知、理解和分析周围的世界。它的目标是模拟人类视觉系统的能力,使计算机能够识别物体、理解场景、跟踪运动,甚至做出决策。

下面是有关计算机视觉的几个核心任务介绍

一、图像分类(Image Classification)

旨在识别图像中的物体属于哪一类别,比如动物、汽车。Google Photos就采用了这一技术对用户手机相册中的图片进行大致分类。在医学影像诊断中(如X光片)也经常用到。

二、目标检测(Object Detection)

旨在图像中找出所有目标的位置及其类别。比如在汽车自动驾驶过程中检测行人与车辆,或是安防监控画面中识别可疑物品或行人。

三、图像分割(Image Segmentation)

旨在对图像中的每个像素进行分类,如区分前景和背景。比较典型的工业应用是医学图像分析中的肿瘤分割,以及自动驾驶时对道路场景的理解。

四、目标跟踪(Object Tracking)

旨在视频中持续追踪某个目标的位置,比如在体育赛事中跟踪并分析运动员,或无人机跟踪目标。典型的应用场景就是目前俄乌战争中首次使用的无人机跟踪敌方。

五、3D重建(3D Reconstruction)

旨在从2D图像或视频中恢复3D结构。如现实增强(AR)技术、机器人导航、医学影像中对X片的2D转3D。

六、人脸识别(Face Recognition)

旨在识别或验证人脸身份。如手机人脸解锁,公共安全(寻找失踪人员),小区人脸识别。

所以,计算机视觉的应用领域是非常广泛的,特别是在自动驾驶、医疗影像、工业检测、安防监控、增强现实、农业及零售业。

与人类视觉相比,计算机视觉的数据形式主要是数字图像和视频,本质上就是像素矩阵,而人类视觉的数据形式是由视网膜成像的光学信号;在处理方式上,计算机视觉通过算法和数字计算可以高速地完成视觉处理过程,缺点是难以处理模糊或遮挡,人类视觉主要依靠大脑视觉皮层加经验理解和判断,优势是适应性强,理解复杂场景强,缺点是需要发工资,容易疲劳,且主观性强。

目前,市面上有许多与计算机视觉相关的产品(算法库),这些产品有的是免费开源的,有的是收费闭源的,下面通过表的形式展示这些算法库的市场份额名称和应用领域。

排名算法库/框架主要领域市场份额
1OpenCV通用图像处理70%+
2PyTorch深度学习研究60%(学术)
3TensorFlow工业部署40%(生产环境)
4Halcon工业视觉30%(高端市场)
5ITK/VTK医学影像50%(医学领域)
6OpenMMLab检测/分割15%(亚洲增长快)

:市场份额数据综合了GitHub活跃度、行业报告(如Grand View Research)及开发者调研(如Stack Overflow)。实际选择需结合具体需求(如实时性、精度、预算)。

——重庆教主 2025年5月6日

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