《圖像與視覺智能綜合實踐》課程教學(xué)大綱

《圖像與視覺智能綜合實踐》教學(xué)大綱課程英文名ImageandVisualIntelligencePractice課程代碼03P0042學(xué)分2總學(xué)時2周課程類別集中實踐環(huán)節(jié)先修課程高級語言程序設(shè)計，醫(yī)學(xué)圖像處理課程性質(zhì)限選適用專業(yè)生物醫(yī)學(xué)工程開課學(xué)院信息工程學(xué)院一、課程地位與課程目標(biāo)（一）課程地位隨著計算機與人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，視頻設(shè)備大量普及，視覺與圖像技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域極大擴張。機器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等大量新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，促進了計算機視覺領(lǐng)域的技術(shù)突破和進步。相比之下，視覺和圖像信息處理領(lǐng)域的本科課程內(nèi)容已明顯落后，亟需補充新知識。此外，學(xué)生在學(xué)習(xí)高級語言程序設(shè)計和圖像處理課程后，有必要進一步強化訓(xùn)練，針對實際問題提高編程能力。本課程立足視頻與圖像應(yīng)用領(lǐng)域，以若干實際項目需求為引領(lǐng)，引導(dǎo)學(xué)生分析問題，結(jié)合人工智能，設(shè)計算法來解決問題，完成從提出問題到解決問題的綜合訓(xùn)練。本課程通過教師提出實例，進行分析與討論，引導(dǎo)學(xué)生將新的智能算法與圖像處理算法有機結(jié)合，針對新的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)新算法，測試相關(guān)指標(biāo)。通過閱讀文獻、軟件編程、項目管理與執(zhí)行等方面的有效訓(xùn)練，為順利開展畢業(yè)設(shè)計做準(zhǔn)備、打基礎(chǔ)。（二）課程目標(biāo)課程目標(biāo)畢業(yè)要求目標(biāo)分類1.掌握一個實際圖像處理項目的相關(guān)算法全過程。如：圖像預(yù)處理，圖像分割，目標(biāo)特征描述與提取，目標(biāo)識別等方法。培養(yǎng)綜合運用多種算法解決實際問題的能力。應(yīng)用工程知識，分析與解決實際問題的能力分析應(yīng)用2.掌握一個視頻信息處理項目的算法全過程。如：視頻信息的截取，視頻幀預(yù)處理，運動目標(biāo)檢測，顯著性檢測，視頻跟蹤和目標(biāo)識別等。運用深度學(xué)習(xí)等算法實現(xiàn)目標(biāo)檢測與識別等。具備針對具體問題分析能力，設(shè)計/開發(fā)解決方法分析應(yīng)用3.培養(yǎng)學(xué)生閱讀專業(yè)文獻，運行他人代碼和調(diào)試、改進能力。培養(yǎng)學(xué)生獨立科研與解決實際問題的能力。設(shè)計/開發(fā)解決方法具備一定研究能力分析應(yīng)用評價二、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）畢業(yè)要求2畢業(yè)要求3畢業(yè)要求4畢業(yè)要求5畢業(yè)要求6畢業(yè)要求7畢業(yè)要求12課程目標(biāo)1H課程目標(biāo)2HMM課程目標(biāo)3MML三、設(shè)計選題及任務(wù)要求序號參考選題任務(wù)與要求1圖像預(yù)處理1.圖像空域變換：圖像增強，幾何變換2.圖像頻域變換：圖像去噪，恢復(fù)2圖像分割1.灰度圖像分割：閾值法，分水嶺法等2.彩色圖像分割：無監(jiān)督聚類，有監(jiān)督神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)3圖像特征提取和識別1.無監(jiān)督特征提取方法2.有監(jiān)督特征提取方法3.淺層和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類4視頻預(yù)處理與幀圖像1.視頻信息解讀，幀圖像提取2.幀差法實現(xiàn)運動目標(biāo)提取3.運動目標(biāo)跟蹤5顯著目標(biāo)檢測與定位1.顯著目標(biāo)檢測，注視點預(yù)測法和顯著區(qū)域檢測法2.目標(biāo)框與目標(biāo)模板6目標(biāo)特征提取與識別基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)特征提取與識別注：下面三種項目組合方案可任選一種完成：方案一：項目1、2、4方案二：項目2、3，4方案三：項目4、5、6四、課程設(shè)計的主要進程與時間安排序號主要進程教學(xué)內(nèi)容時間分配1實例解析，項目要求通過圖像識別或目標(biāo)檢測示例，說明項目要求和評審規(guī)則第1天2完成一個圖像目標(biāo)檢測與識別過程。有人機交互界面，各模塊算法合理，有效。圖像目標(biāo)檢索與識別項目（包含圖像預(yù)處理，圖像分割，特征提取，圖像識別）第2-6天3完成一個基于視頻的運動目標(biāo)檢測與跟蹤過程。有人機交互界面，算法順利運行，實現(xiàn)要求的功能。視頻目標(biāo)的跟蹤與識別項目（包含視頻信息獲取，顯著性檢測，目標(biāo)定位與跟蹤）第7-13天注：進程安排的最少時間為0.5天。五、課程考核與成績評定考核類別考試考核形式項目驗收（演示與答辯）+項目報告（項目設(shè)計流程，實驗方案與結(jié)果分析）成績評定項目驗收（70%）+項目報告（30%）成績登記方式五級制六、推薦教材與主要參考書（一）推薦教材：1，RafaelC.Gonzalez，RichardE.Woods，StevenL.Eddins著，《數(shù)字圖像處理的MATLAB實現(xiàn)》（第2版）阮秋埼譯.清華大學(xué)出版社，2013