人类视觉和计算机视觉的区别和联系以及各自的特点？

Question

人类视觉和计算机视觉的区别和联系以及各自的特点

Answer 1

人类的视觉和电脑的视觉是不一样的。人类视觉主要依靠眼睛，是物理过程，是非线性的，而电脑视觉主要依靠扫描仪，是化学过程，是线性的。

一、人类的视觉——眼睛为什么能看清物体？

光线通过眼内折光系统的成象原理基本上与照相机及凸透镜成像原理相似。

按光学原理，眼前六米至无限远的物体所发出的光线或反射的光线是接近于平行光线，经过正常眼的折光系统都可在视网膜上形成清晰的物像。当然人眼并不能看清任何远处的物体，这是由于过远的物体光线过弱，或在视网膜上成像太小，因而不能被感觉。当两个物点发出或反射的光线进入瞳孔经晶状体折光后成的像落在同一感光细胞上时，便不能被分辨，而感光细胞是有一定大小的，因此其密度是有一定限度的。因此，人眼便有一定的分辨率。该分辨率用参数最小角分辨率来表征。

一般情况下，人眼的正常角分辨率为1ˊ。离眼较近的物体发出的光线将不是平行光线而是程度不同的辐散光线，它们通过折光系统成像于视网膜之后，因此，只能引起一个模糊的物像。

正常眼，无论远、近物体，通过折光系统都能在视网膜上形成清晰的物像，这是由于正常人眼具有调节作用。眼的调节主要靠改变晶状体的形状来调节，这是通过神经反射而实现的。当模糊的视觉形像经神经传至大脑皮层视觉区，可引起下行冲动传至中脑动眼神经副交感核，经睫状神经传至睫状肌，使其中环行肌收缩，引起连接晶状体的睫状小带松弛。

由于晶状体本身具有弹性，故而向前方及后方凸出，折光力增大，使辐射的光线能聚焦前移，成像于视网膜上（见图）。物体距眼球愈近，则达到眼球的光线的辐射程度愈大，则晶状体变凸的程度愈大。反之，视远物时，则晶状体凸度减小。

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人眼晶状体的调节能力随年龄的增长而逐渐减弱。其主要细胞产生的电位变化经双极细胞传至神经节细胞，再经神经节细胞发出的神经纤维（视神经）以动作电位的形式传向视觉中枢而产生视觉。其传导途径是：视神经在视交叉处进行半交叉（来自视网膜鼻侧的纤维交叉到对侧，而颞侧的纤维不交叉仍在同侧前进），每侧眼球的交叉与不交叉的纤维组成一侧视束，视束到达丘脑后部的外侧膝状体，换神经元后，其纤维上行经内囊后到达大脑的枕叶视觉中枢。

二、电脑的视觉——扫描仪的工作原理。

扫描仪是文字和图片输入的主要设备，相当于电脑的眼睛，能够通过光电器件把光信号转换为电信号，把电信号通过模数转换器转化为数字信号传输到电脑中，把大量的文字、图片信息输入到电脑中。

扫描仪的关键器件是电荷耦合器，采用三棱镜分色光学系统，以三棱镜来分离自然光为红、绿、蓝三原色来扫描图形。

用平板式扫描仪把文件扫描到电脑上的时候，要把文字和图片固定在一个玻璃窗口中，扫描头在文字或图片下移动，接受来自文字或图片的反射光，这些反射线由一个镜面系统进行反射，通过凸透镜把光聚焦到光敏二极管上面，把光变成电流，最后再转换成数字信息存储在电脑中，它能一次扫描，读入一整页的文字或图片。

扫描仪的性能指标包括：光学分辨率、色彩位数、扫描速度和幅面大小。光学分辨率也叫水平分辨率，单位为像素/英寸或点/英寸。色彩位数是扫描仪对图片色彩的分辨能力。

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