新手来请问图像处理研究方向，请大神不吝赐教

新手来请教图像处理研究方向，请大神不吝赐教
第一个问题：图像处理都有哪些研究方向，请将您知道的都写出来，我先挑一个方向啃。（我知道的，但可能不准确，比如有模式识别，可能包括人脸识别、车牌识别等，去噪，超分辨率、遥感、航空、地理等方面）

第二个问题：我本科学软件工程的，所以编程方面有些基础，现在想学图像处理，怎么用opencv、matlab、c++等您就不必强调了，我想先学一些入门必需的理论知识（包括数学方面、图像方面、算法方面的，平时看些论文，因为没有基础知识，所以碰到比如高斯、核、回归、等完全不懂，很吃力，怕这样没有方向没有顺序的学下去，既浪费时间又走弯路），比如大神们可以推荐先看什么书，再看什么书等。


------解决思路----------------------
数学基础：数学分析、高等代数、常微分、偏微分、数值计算、概率统计、泛函极值理论、优化方法、随机过程、解析几何等等。