计算机视觉研究中的积木世界理解与低层视觉信息处理

第2章主要介绍了计算机视觉在早期的研究进展和理论发展。早期的计算机视觉研究主要集中在积木世界的理解以及与之相关的低层视觉信息处理。积木世界的理解是指根据线画图来理解由多面体构成的景物。该研究始于Roberts在1965年的工作，到七十年代中期，已经能够处理相当复杂的线画图，并且对光照和阴影条件几乎没有限制。 在2.1引言部分，介绍了视觉是信息处理问题以及视觉系统的表象。视觉被看作是一种信息处理问题，通过对感官输入进行处理和解释来实现对外界的理解。视觉系统的表象是指对外界物体和场景进行描述和表示的方式，可以使用初始简图、维简图和三维模型等不同的表示方法。 2.2节主要介绍了初始简图的生成方法。初始简图是对未经处理的图像进行低层信息提取得到的结果。其中包括亮度变化的检测与最优滤波器、Marr的亮度变化检测理论的生理实验依据、不同通道信息的合并以及过零点的尺度理论等内容。这些方法和理论可以帮助提取图像中的亮度变化和边缘信息，进而生成初始简图。 2.3节介绍了维简图的生成方法。维简图是在初始简图的基础上进行图像分割和对象识别得到的结果。图像分割是将图像划分为不同的区域，每个区域代表了一个对象或物体。而对象识别则是通过计算相似性和匹配度来将每个区域与先前学习到的对象进行匹配和识别。 2.4节介绍了三维模型的生成方法。三维模型是对物体进行三维重建和建模的结果。通过从多个观察角度获取的图像来推断出物体的三维结构和形状，从而得到其三维模型。 2.5节讨论了视觉系统的组织和结构。视觉系统的组织包括了从低层的视觉处理到高层的认知和理解的层次。不同层次的处理和分析相互作用，共同完成对图像的理解和解释。 最后，在2.6节总结了本章的内容。早期的计算机视觉研究主要集中在积木世界的理解和与之相关的低层视觉信息处理。从线画图到初始简图、维简图和三维模型，不断提升视觉系统的能力和效果。尽管存在一些局限性，但这些研究奠定了计算机视觉领域的基础，为后续更深入和复杂的视觉任务奠定了基础。