數(shù)據(jù)需求:少量單一 vs 海量多樣
數(shù)據(jù)需求的差異,源于技術(shù)鏈路和核心任務的不同:圖像處理對數(shù)據(jù)的需求較少、形式單一,而計算機視覺對數(shù)據(jù)的需求海量、形式多樣,且對數(shù)據(jù)的標注質(zhì)量要求極高。
圖像處理的核心是“對單一圖像進行加工”,不需要依賴海量數(shù)據(jù),也不需要對數(shù)據(jù)進行標注——即使只有一張原始圖像,也能通過固定的算法完成處理,且處理效果主要取決于算法的合理性,而非數(shù)據(jù)的數(shù)量和質(zhì)量。例如,對一張老照片進行修復,只需要這一張老照片作為輸入,不需要其他額外的數(shù)據(jù);對一張監(jiān)控圖像進行去噪,也只需要這一張圖像,不需要海量的監(jiān)控圖像作為支撐。
此外,圖像處理對輸入圖像的形式要求相對寬松,無論是清晰的還是模糊的、無論是彩色的還是灰度的,都能進行針對性的處理,且不需要對圖像中的內(nèi)容進行標注(如標注“這是行人”“這是車輛”)。其數(shù)據(jù)需求的核心是“單一圖像的可用性”,而非“海量數(shù)據(jù)的支撐”。
計算機視覺的核心是“通過圖像解讀語義”,而語義解讀需要依賴海量的訓練數(shù)據(jù),讓機器通過學習數(shù)據(jù)中的特征規(guī)律,掌握識別和理解圖像的能力——簡單來說,機器要“看懂”貓,就需要觀看成千上萬張貓的圖像,學習貓的核心特征(尖耳朵、圓眼睛、毛茸茸的身體),才能在新的圖像中準確識別出貓。因此,計算機視覺對數(shù)據(jù)的需求具有“海量性、多樣性、標注性”三大特點。
一是海量性:計算機視覺模型(尤其是深度學習模型)的訓練,需要海量的圖像數(shù)據(jù)作為支撐,數(shù)據(jù)量越多,模型的識別準確率越高。例如,人臉識別模型的訓練,需要數(shù)百萬甚至數(shù)千萬張不同人臉、不同角度、不同光線條件下的圖像數(shù)據(jù);目標檢測模型的訓練,需要海量包含不同物體、不同場景的圖像數(shù)據(jù)。
二是多樣性:計算機視覺需要應對復雜多變的現(xiàn)實場景,因此訓練數(shù)據(jù)需要具備多樣性——比如識別貓的模型,需要包含不同品種、不同顏色、不同角度、不同光線、不同遮擋條件下的貓的圖像,才能確保模型在實際應用中,無論遇到什么情況,都能準確識別出貓;自動駕駛的視覺模型,需要包含晴天、雨天、陰天、夜間等不同天氣條件,城市道路、高速公路、鄉(xiāng)村道路等不同場景的圖像數(shù)據(jù)。
三是標注性:計算機視覺的訓練數(shù)據(jù),需要進行精準的標注——即給圖像中的物體、場景、行為貼上對應的語義標簽,比如給圖像中的貓標注“貓”,給行人標注“行人”,給病灶區(qū)域標注“病灶”。標注的質(zhì)量直接決定了模型的訓練效果,標注越精準、越詳細,模型的識別準確率越高。而數(shù)據(jù)標注需要大量的人力和時間成本,這也是計算機視覺技術(shù)落地的結(jié)果。
輸出結(jié)果:優(yōu)化圖像 vs 語義決策
輸出結(jié)果的差異,是核心目標和核心任務的最終體現(xiàn),也是兩者最直觀的區(qū)別——圖像處理的輸出結(jié)果是“優(yōu)化后的圖像”,而計算機視覺的輸出結(jié)果是“語義信息或決策指令”,兩者的輸出形式和價值導向截然不同。
圖像處理的輸出結(jié)果,始終是“圖像”——無論經(jīng)過多么復雜的處理,最終輸出的都是一張或多張優(yōu)化后的數(shù)字圖像,輸出形式單一,且輸出結(jié)果的價值的是“讓圖像更好用”(方便人類觀看或后續(xù)系統(tǒng)處理)。例如,對模糊的監(jiān)控圖像進行去模糊處理,輸出的是清晰的監(jiān)控圖像;對老照片進行修復,輸出的是修復后的清晰照片;對圖像進行壓縮,輸出的是壓縮后的低分辨率圖像。這些輸出結(jié)果,本質(zhì)上還是“圖像”,沒有任何語義信息或決策指令。
需要強調(diào)的是,圖像處理的輸出結(jié)果,是“服務于后續(xù)使用”的——可能是服務于人類(如老照片修復后供人觀看),也可能是服務于計算機視覺系統(tǒng)(如圖像預處理后,為計算機視覺的特征提取提供更優(yōu)的圖像素材)。但無論服務于誰,其輸出結(jié)果的本質(zhì)都是“圖像”,這是圖像處理與計算機視覺最直觀的區(qū)別。
計算機視覺的輸出結(jié)果,始終是“語義信息或決策指令”,不是“圖像”——其輸出形式多樣,核心價值是“為機器的決策提供支撐”,讓機器能根據(jù)輸出結(jié)果做出相應的動作。例如,人臉識別系統(tǒng)的輸出結(jié)果是“身份匹配成功”或“身份匹配失敗”(語義信息),進而觸發(fā)解鎖或拒絕解鎖的動作;目標檢測系統(tǒng)的輸出結(jié)果是“圖像中有3個行人、2輛車輛,分別位于XX位置”(語義信息);自動駕駛視覺系統(tǒng)的輸出結(jié)果是“前方有行人,建議剎車”(決策指令);醫(yī)療影像視覺系統(tǒng)的輸出結(jié)果是“病灶位于肺部上葉,疑似良性腫瘤”(語義信息+診斷提示)。





