計算機視覺大綱

1、課程名稱：計算機視覺課程編碼：M510021課程學(xué)分：3適用學(xué)科：信息與計算科學(xué)、數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)計算機視覺Computer Vision教學(xué)大綱一、課程性質(zhì)計算機視覺是人工智能領(lǐng)域的一個重要部分，它的研究目標(biāo)是使計算機具有通過二維圖像認(rèn)知三維環(huán)境信息的能力。計算機視覺是以圖象處理技術(shù)、信號處理技術(shù)、概率統(tǒng)計分析、計算幾何、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機器學(xué)習(xí)理論和計算機信息處理技術(shù)等為基礎(chǔ)，通過計算機分析與處理視覺信息。 二、課程教學(xué)目的通過計算機視覺課程的學(xué)習(xí)，使碩士研究生掌握計算機視覺基本理論與方法以及計算機視覺的一些典型應(yīng)用，初步具有設(shè)計、實現(xiàn)計算機視覺中比較簡單的算法的能力，從而為學(xué)生進一步從事該方向的

2、學(xué)習(xí)與研究工作打下基礎(chǔ)。三、教學(xué)基本內(nèi)容及基本要求計算機視覺主要內(nèi)容分為六部分?；疽笈c基本內(nèi)容如下：1、教學(xué)基本內(nèi)容(一) 計算機視覺概述：計算機視覺的基本概念，計算機視覺的發(fā)展和應(yīng)用，計算機視覺的現(xiàn)狀。(二) 攝像機成像原理及針孔攝像機成像模型。(三) 射影幾何的基本介紹及幾何元素的數(shù)學(xué)表達方法。(四) 多視幾何理論，包括單視幾何中的射影測量、兩視幾何中的外極幾何的基本概念、基本矩陣、本質(zhì)矩陣的理論推導(dǎo)及其含義。(五) 立體視覺方法。使用雙攝像機得到的圖像恢復(fù)三維物體深度信息的方法，包括直接重建和分層重建理論。(六) 視覺系統(tǒng)的標(biāo)定，包括3D標(biāo)定模板下的Tsai標(biāo)定算法、2D標(biāo)定模板下的

3、張正友標(biāo)定算法、基于圓的標(biāo)定算法、1D張正友標(biāo)定算法、基于Kruppa方程的自標(biāo)定算法。2、教學(xué)基本要求通過對計算機視覺的教學(xué)活動，對學(xué)生的要求按了解、理解、掌握三個層面給出，具體要求如下：(一) 計算機視覺概述1. 理解計算機視覺的基本概念。2. 了解計算機視覺的應(yīng)用前景及發(fā)展現(xiàn)狀。(二) 攝像機成像掌握針孔攝像機成像模型。(三) 射影幾何1. 掌握二維點、線坐標(biāo)的齊次表示，掌握三維點、面坐標(biāo)的齊次表示 。2. 掌握無窮遠的概念及齊次坐標(biāo)表示。3. 掌握各種變換下的不變量，如射影變換下的交比不變性、仿射變換下的無窮遠平面的不變性及相似變換下絕對二次曲線的不變。(四) 多視幾何1. 掌握單視幾

4、何中的單應(yīng)矩陣基本概念及其推導(dǎo)過程。2. 掌握二視幾何中的外極幾何理論。3. 了解三視幾何中的三焦張量理論。(五) 立體視覺方法1. 理解進行分層重建的原理。2. 掌握射影重建理論及算法。3. 掌握仿射重建理論及算法。4. 掌握歐式重建理論及算法。(六) 視覺系統(tǒng)的標(biāo)定1. 掌握3D標(biāo)定模板下的Tsai標(biāo)定算法原理及實現(xiàn)。2. 掌握張正友標(biāo)定算法原理及實現(xiàn)。3. 理解基于圓的平面標(biāo)定算法原理。4. 掌握攝像機自標(biāo)定算法的原理及實現(xiàn)。四、本課程與其它相關(guān)課程的聯(lián)系與分工 學(xué)習(xí)本課程者應(yīng)該具有良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)及較強的編程能力。五、本課程課外練習(xí)的要求經(jīng)常關(guān)注視覺三大會議ICCV、CVPR、ECCV及

5、重要雜志如PAMI、IJCV上有關(guān)的視覺算法的進展。六、本課程的教學(xué)方法及使用現(xiàn)代化教學(xué)手段的要求使用多媒體現(xiàn)代化教學(xué)手段。七、本課程成績的考查方法與評定標(biāo)準(zhǔn)書面報告或項目編程的形式。書面報告應(yīng)該闡述某一個問題的研究背景、進行已有算法的比較、論述本人采用的方案，并具體實現(xiàn)一個簡單的實例，最后進行實驗結(jié)果的評價。綜述性論文不要求實現(xiàn)，但應(yīng)對該領(lǐng)域的現(xiàn)狀進行較為全面的論述，并給出個人的見解。項目編程要求實現(xiàn)與計算機視覺相關(guān)的算法，評分與算法新穎程度、實現(xiàn)難度、實驗結(jié)果有關(guān)（鼓勵從最新的ICCV、CVPR、PAMI論文中選題）八、教材及參考書 教材：R. Hartley and A. Zisserman, Multiple View Geometry in Computer Vision, Cambridge University Press, London, 2000參考書：計算機視覺計算理論與算法基礎(chǔ) 馬頌德、張正友，科學(xué)出版社，1998九、課程各章節(jié)學(xué)時分配教 學(xué) 內(nèi) 容講課學(xué)時實驗學(xué)時習(xí)題課1 計算機視覺概述22 攝像機成像23 射影幾何424 多視幾何6