1、胡占義胡占義中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所模式識別國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室模式識別國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室J J Gibson J J Gibson 理論理論 1: 1: 適應(yīng)外界環(huán)境適應(yīng)外界環(huán)境2 2：控制自身的運(yùn)動(dòng)：控制自身的運(yùn)動(dòng)D Marr:D Marr:重構(gòu)可見表面的幾何形狀重構(gòu)可見表面的幾何形狀形狀形狀位置位置運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng) 整體感知整體感知：不可計(jì)算不可計(jì)算可計(jì)算可計(jì)算l中心任務(wù)就是對圖象進(jìn)行理解中心任務(wù)就是對圖象進(jìn)行理解對單幅圖象的理解對單幅圖象的理解對多幅圖象的理解對多幅圖象的理解對視頻圖象的理解對視頻圖象的理解21世紀(jì)，是對video圖象進(jìn)行理解的世紀(jì)理解什么？理解什么？形狀，位置、運(yùn)動(dòng)

2、形狀，位置、運(yùn)動(dòng)人類視覺人類視覺計(jì)算機(jī)視覺計(jì)算機(jī)視覺認(rèn)知和感知理論或模型認(rèn)知和感知理論或模型只有可計(jì)算只有可計(jì)算才能對計(jì)算才能對計(jì)算機(jī)視覺研究有推動(dòng)作用機(jī)視覺研究有推動(dòng)作用計(jì)算機(jī)視覺計(jì)算機(jī)視覺20多年來的二大事件多年來的二大事件主動(dòng)視覺，目的視覺主動(dòng)視覺，目的視覺Marr計(jì)算視覺理論計(jì)算視覺理論 （80年代）年代）使計(jì)算機(jī)視覺成為一門獨(dú)立科學(xué)使計(jì)算機(jī)視覺成為一門獨(dú)立科學(xué)攝象機(jī)自標(biāo)定和分層重建（攝象機(jī)自標(biāo)定和分層重建（90年代）年代）使計(jì)算機(jī)視覺走出了低谷使計(jì)算機(jī)視覺走出了低谷MarrMarr計(jì)算視覺理論有二個(gè)核心論點(diǎn)：計(jì)算視覺理論有二個(gè)核心論點(diǎn)：1 1：人類視覺的主體是：人類視覺的主體是重構(gòu)可

3、見表面重構(gòu)可見表面的幾何的幾何形狀；形狀；2 2：人類視覺的重構(gòu)過程是可以通過：人類視覺的重構(gòu)過程是可以通過計(jì)算的計(jì)算的方式方式完成的。完成的。Bela Julesz in 1960病理學(xué)證據(jù)病理學(xué)證據(jù)三個(gè)層次三個(gè)層次計(jì)算理論計(jì)算理論表達(dá)與算法表達(dá)與算法算法實(shí)現(xiàn)算法實(shí)現(xiàn)三個(gè)步驟三個(gè)步驟Primitives2.5 D 3D 圖像圖像Zero-crossingRaw primal sketchFull primal sketch立體視覺立體視覺運(yùn)動(dòng)分析運(yùn)動(dòng)分析輪廓分析輪廓分析光照分析光照分析D212表達(dá)表達(dá)3D3D物體物體識別識別物體物體種類種類形狀形狀位置位置的描的描述述l盡管人們對盡管人們對M

4、arrMarr計(jì)算視覺理論提出了這計(jì)算視覺理論提出了這樣那樣的質(zhì)疑和批評，但樣那樣的質(zhì)疑和批評，但MarrMarr計(jì)算視覺計(jì)算視覺仍然是計(jì)算機(jī)視覺的主流理論。仍然是計(jì)算機(jī)視覺的主流理論。l也許也許MarrMarr的的“視覺主體為對可見表面的視覺主體為對可見表面的重構(gòu)重構(gòu)”假設(shè)是錯(cuò)誤的，但人類的立體視假設(shè)是錯(cuò)誤的，但人類的立體視覺通道是最主要的通道之一。覺通道是最主要的通道之一。1982198819932004工業(yè)應(yīng)用，工業(yè)應(yīng)用，精度要求高精度要求高精度要求不精度要求不高的應(yīng)用高的應(yīng)用？分層重構(gòu)理論分層重構(gòu)理論圖象圖象圖象圖象射影空間射影空間仿射空間仿射空間歐氏空間歐氏空間歐氏空間歐氏空間優(yōu)先級

5、別優(yōu)先級別拓?fù)淇臻g拓?fù)淇臻g射影空間射影空間仿射空間仿射空間歐氏空間歐氏空間PXU 不同空間下重建的定義不同空間下重建的定義如果則則XAPAU1當(dāng)A為射影變換矩陣射影變換矩陣時(shí)，稱此時(shí)的重建為射影重建射影重建當(dāng)A為仿射變換矩陣仿射變換矩陣時(shí)，稱此時(shí)的重建為仿射重建仿射重建當(dāng)A為剛體變換矩陣剛體變換矩陣時(shí)，稱此時(shí)的重建為歐氏重建歐氏重建PEXEX, PUPE，XE 歐氏空間歐氏空間歐氏變換歐氏變換歐氏重建歐氏重建射影變換射影變換射影重建射影重建仿射變換仿射變換仿射重建仿射重建 單幅圖象單幅圖象分割問題分割問題多幅圖象多幅圖象三維重構(gòu)問題三維重構(gòu)問題運(yùn)動(dòng)分割與跟蹤運(yùn)動(dòng)分割與跟蹤 與心理學(xué)、神經(jīng)解剖學(xué)

6、、生物物理學(xué)與心理學(xué)、神經(jīng)解剖學(xué)、生物物理學(xué)結(jié)合，解決計(jì)算機(jī)視覺的核心問題結(jié)合，解決計(jì)算機(jī)視覺的核心問題 可計(jì)可計(jì)算性算性三維重構(gòu)三維重構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析運(yùn)動(dòng)分析運(yùn)動(dòng)分割運(yùn)動(dòng)分割物體跟蹤物體跟蹤對應(yīng)問題對應(yīng)問題重構(gòu)理論重構(gòu)理論值得研究的主要方向值得研究的主要方向當(dāng)前的研究熱點(diǎn)當(dāng)前的研究熱點(diǎn)視覺監(jiān)視視覺監(jiān)視運(yùn)動(dòng)問題運(yùn)動(dòng)問題重構(gòu)問題重構(gòu)問題最終目標(biāo)最終目標(biāo)General vision system計(jì)算機(jī)視覺的主要機(jī)構(gòu)，代表人物計(jì)算機(jī)視覺的主要機(jī)構(gòu)，代表人物O. Faugeras, B. Triggs: INRIAlA. Zisserman, Oxford U. lL. Van Gool, M. Polef

7、feys: Leuven U. lR. Hartley, Australia1.Y. Ma, Illinois U. 我們能從圖象中分割出一個(gè)紅把手的白我們能從圖象中分割出一個(gè)紅把手的白茶杯嗎？茶杯嗎？ 形狀的相似性形狀的相似性圖象圖象內(nèi)容內(nèi)容在射影空間如何度量在射影空間如何度量形狀的相似性？形狀的相似性？Correspondence, Camera Calibration, Motion decompositionoIIMomm eel lwzwxwyR,T 計(jì)算機(jī)視覺的根本問題是一個(gè)魯棒性問計(jì)算機(jī)視覺的根本問題是一個(gè)魯棒性問題，如果不考慮魯棒性問題的話，計(jì)算題，如果不考慮魯棒性問題的話，計(jì)算機(jī)視覺幾乎所有問題