計(jì)算機(jī)視覺(jué)-教學(xué)大綱、授課計(jì)劃

《計(jì)算機(jī)視覺(jué)》教學(xué)大綱課程信息課程名稱：計(jì)算機(jī)視覺(jué)課程類別：素質(zhì)選修課/專業(yè)基礎(chǔ)課課程性質(zhì)：選修/必修計(jì)劃學(xué)時(shí)：64計(jì)劃學(xué)分：4先修課程：無(wú)選用教材：《計(jì)算機(jī)視覺(jué)》，韓建平，周夢(mèng)熊，張海平主編，2021年，電子工業(yè)出版社教材。適用專業(yè)：本課程可供計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、多媒體處理和信號(hào)處理等領(lǐng)域中關(guān)注計(jì)算機(jī)視覺(jué)、圖像處理、模式識(shí)別及其應(yīng)用的工程技術(shù)人員人員和科研教學(xué)人員學(xué)習(xí)，也可作為研究生和大學(xué)高年級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)的課程。課程負(fù)責(zé)人：二、課程簡(jiǎn)介計(jì)算機(jī)視覺(jué)是目前研究最為活躍的領(lǐng)域之一，很多新的技術(shù)和方法在計(jì)算機(jī)視覺(jué)中得到了成功的應(yīng)用。本課程以計(jì)算機(jī)視覺(jué)相關(guān)技術(shù)和模型為主線，討論當(dāng)前這個(gè)領(lǐng)域的傳統(tǒng)技術(shù)和方法。本課程敘述了計(jì)算機(jī)視覺(jué)相關(guān)的一些基本理論和技術(shù)，主要包括人類視覺(jué)系統(tǒng)的建模、則D模型和顯著性模型、圖像的形成過(guò)程及相關(guān)的坐標(biāo)交換、圖像的底層特征提取與檢測(cè)、圖像中物體運(yùn)動(dòng)與關(guān)聯(lián)分析等。三、課程教學(xué)要求序號(hào)專業(yè)畢業(yè)要求課程教學(xué)要求關(guān)聯(lián)程度1工程知識(shí)1.掌握計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域的傳統(tǒng)技術(shù)和方法。2.了解計(jì)算機(jī)視覺(jué)應(yīng)用領(lǐng)域和市場(chǎng)需求，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)提供指導(dǎo)。L2問(wèn)題分析1.學(xué)會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析和解決，包括硬件故障、軟件錯(cuò)誤、網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題等。2.學(xué)會(huì)進(jìn)行故障排除和維修和計(jì)算方法，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理應(yīng)用。H3設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案1.掌握從圖像序列中估計(jì)2D和3D運(yùn)動(dòng)，能將計(jì)算機(jī)視覺(jué)應(yīng)用到工作和生活領(lǐng)域中。2.學(xué)會(huì)進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試和驗(yàn)證，以確保系統(tǒng)的質(zhì)量和性能符合要求。H4研究L5使用現(xiàn)代工具1.掌握計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域研發(fā)的現(xiàn)代工具，如仿真軟件、調(diào)試工具等。2.學(xué)會(huì)使用現(xiàn)代工具進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，提高工作效率和準(zhǔn)確性。M6工程與社會(huì)1.了解計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)研發(fā)的產(chǎn)品對(duì)社會(huì)的影響和作用，以及相關(guān)的法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。2.學(xué)會(huì)將相應(yīng)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)和社會(huì)服務(wù)中，為社會(huì)做出貢獻(xiàn)。L7環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展L8職業(yè)規(guī)范L9個(gè)人和團(tuán)隊(duì)1.學(xué)會(huì)個(gè)人發(fā)展和團(tuán)隊(duì)合作，提高個(gè)人和團(tuán)隊(duì)的綜合素質(zhì)。2.學(xué)會(huì)與他人合作和溝通，建立良好的人際關(guān)系和團(tuán)隊(duì)合作氛圍。H10溝通1.學(xué)會(huì)進(jìn)行有效的溝通和表達(dá)，與客戶、同事和上級(jí)保持良好的溝通和協(xié)作。2.學(xué)會(huì)進(jìn)行跨文化溝通和合作，提高國(guó)際化視野和跨文化交流能力。M11項(xiàng)目管理1.學(xué)會(huì)進(jìn)行項(xiàng)目管理和組織，包括項(xiàng)目計(jì)劃、進(jìn)度控制、質(zhì)量管理等。2.學(xué)會(huì)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和管理，提高項(xiàng)目成功的概率和效率。L12終身學(xué)習(xí)1.學(xué)會(huì)進(jìn)行自我學(xué)習(xí)和自我提升，不斷提高自身的專業(yè)水平和創(chuàng)新能力。2.學(xué)會(huì)進(jìn)行終身學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展規(guī)劃，不斷拓展職業(yè)領(lǐng)域和發(fā)展空間。H注：“課程教學(xué)要求”欄中內(nèi)容為針對(duì)該課程適用專業(yè)的專業(yè)畢業(yè)要求與相關(guān)教學(xué)要求的具體描述?！瓣P(guān)聯(lián)程度”欄中字母表示二者關(guān)聯(lián)程度。關(guān)聯(lián)程度按高關(guān)聯(lián)、中關(guān)聯(lián)、低關(guān)聯(lián)三檔分別表示為“H”“M”或“L”?！罢n程教學(xué)要求”及“關(guān)聯(lián)程度”中的空白欄表示該課程與所對(duì)應(yīng)的專業(yè)畢業(yè)要求條目不相關(guān)。四、課程教學(xué)內(nèi)容章節(jié)名稱主要內(nèi)容重難點(diǎn)關(guān)鍵詞學(xué)時(shí)類型1人類視覺(jué)系統(tǒng)及其建模人類視覺(jué)系統(tǒng)概述人眼基本視覺(jué)特性立體視覺(jué)的形成過(guò)程JND模型與顯著性模型本章小結(jié)了解人類視覺(jué)系統(tǒng)；掌握立體視覺(jué)的形成過(guò)程5理論+實(shí)操2圖像邊緣、角點(diǎn)檢測(cè)圖像灰度位圖圖像和彩色位圖圖像GIF圖像格式和JPEG壓縮圖像邊緣及其檢測(cè)圖像角點(diǎn)檢測(cè)形狀檢測(cè)直線段檢測(cè)本章小結(jié)掌握GIF圖像格式和JPEG壓縮原理和使用方法；掌握?qǐng)D像邊緣及其檢測(cè)方法10理論+實(shí)操3圖像形成與相機(jī)幾何引言圖像的形成齊次坐標(biāo)小孔成像圖像坐標(biāo)系、相機(jī)坐標(biāo)系和世界坐標(biāo)系坐標(biāo)平移、伸縮和旋轉(zhuǎn)相機(jī)標(biāo)定相機(jī)位置和方向姿態(tài)估計(jì)本章小結(jié)掌握取景透鏡等圖像的形成過(guò)程；掌握?qǐng)D像坐標(biāo)系、相機(jī)坐標(biāo)系和世界坐標(biāo)系的計(jì)算13理論+實(shí)操4從圖像序列中估計(jì)2D和3D運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)與光流場(chǎng)光流計(jì)算光流技術(shù)的研究難點(diǎn)及策略3D運(yùn)動(dòng)恢復(fù)本章小結(jié)掌握光流方程和經(jīng)典光流算法；掌握光流技術(shù)的研究難點(diǎn)及策略8理論+實(shí)操5差分運(yùn)動(dòng)分析及基于核函數(shù)的視覺(jué)跟蹤基于差分方法的光流計(jì)算視覺(jué)跟蹤概述核函數(shù)跟蹤算法本章小結(jié)掌握基于差分方法的光流計(jì)算；視覺(jué)跟蹤的分類和視頻目標(biāo)跟蹤算法的組成6理論+實(shí)操6蒙特卡羅運(yùn)動(dòng)分析跟蹤問(wèn)題的形式化表示卡爾曼濾波與廣義卡爾曼濾波特征表示與提取目標(biāo)跟蹤方法評(píng)價(jià)指標(biāo)序列MonteCarlo方法研究本章小結(jié)掌握卡爾曼濾波與廣義卡爾曼濾波的計(jì)算方法10理論+實(shí)操7餃鏈運(yùn)動(dòng)分析及入體姿態(tài)估計(jì)人體模型及觀測(cè)似然函數(shù)模擬退火的粒子濾波算法非參數(shù)置信傳播算法人體運(yùn)動(dòng)估計(jì)本章小結(jié)掌握粒子濾波算法和模擬返火算法；掌握條件隨機(jī)場(chǎng)理論6理論+實(shí)操8多目標(biāo)跟蹤算法多目標(biāo)跟蹤概述數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)算法基于圖模型的多目標(biāo)跟蹤算法本章小結(jié)掌握基于圖模型的多目標(biāo)跟蹤算法6理論+實(shí)操五、考核要求及成績(jī)?cè)u(píng)定序號(hào)成績(jī)類別考核方式考核要求權(quán)重（%）備注1期末成績(jī)期末考試考試50百分制，60分為及格2平時(shí)成績(jī)實(shí)踐8次40優(yōu)、良、中、及格、不及格3平時(shí)表現(xiàn)出勤情況10兩次未參加課程則無(wú)法獲得學(xué)分注：此表中內(nèi)容為該課程的全部考核方式及其相關(guān)信息。六、學(xué)生學(xué)習(xí)建議學(xué)習(xí)方法建議1.依據(jù)專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合崗位技能職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)案例展開(kāi)學(xué)習(xí)，將每個(gè)項(xiàng)目分成多個(gè)任務(wù)，系統(tǒng)化地學(xué)習(xí)。2.通過(guò)每個(gè)項(xiàng)目最后搭配的習(xí)題，鞏固知識(shí)點(diǎn)。3.了解行業(yè)企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，注重學(xué)習(xí)新技術(shù)、新工藝和新方法，根據(jù)教材中穿插設(shè)置的智能終端產(chǎn)品應(yīng)用相關(guān)實(shí)例，對(duì)已有技術(shù)持續(xù)進(jìn)行更新。4.通過(guò)開(kāi)展課堂討論、實(shí)踐活動(dòng)，增強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，學(xué)會(huì)如何與他人合作、溝通、協(xié)調(diào)等等。學(xué)生課外閱讀參考資料《計(jì)算機(jī)視覺(jué)》，韓建平，周夢(mèng)熊，張海平主編，2021年，電子工業(yè)出版社教材。七、課程改革與建設(shè)（1）通俗易懂，方便學(xué)習(xí)，課程敘述了計(jì)算機(jī)視覺(jué)相關(guān)的一些基本理論和技術(shù)，主要包括人類視覺(jué)系統(tǒng)的建模、JND模型和顯著性模型、圖像的形成過(guò)程及相關(guān)的坐標(biāo)交換、圖像的底層特征提馭與檢測(cè)、圖像中物體運(yùn)動(dòng)與關(guān)聯(lián)分析等。（2）注重技能的養(yǎng)成和思維的拓展。通過(guò)引導(dǎo)式教學(xué)，設(shè)計(jì)包括引導(dǎo)問(wèn)題、優(yōu)化決策、具體實(shí)施、課后拓展等內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力和勤于思考的習(xí)慣，避免重講輕練、重知識(shí)輕能力的弊端。平時(shí)對(duì)學(xué)生的考核內(nèi)容包括出勤情況、學(xué)生的學(xué)習(xí)成果、課堂討論等方面，占期末總評(píng)的50%。期末考試成績(jī)占期末總評(píng)的50%。制訂人簽字：教研室主任簽字：院部負(fù)責(zé)人簽字：修訂時(shí)間：年月日教學(xué)日歷（20xx～20xx學(xué)年第x學(xué)期）開(kāi)課學(xué)院開(kāi)課專業(yè)講授學(xué)時(shí)32課程名稱計(jì)算機(jī)視覺(jué)授課教師實(shí)踐/實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)32授課年級(jí)授課班級(jí)總學(xué)時(shí)64使用教材《計(jì)算機(jī)視覺(jué)》參考書(shū)目《計(jì)算機(jī)視覺(jué)》校歷周次授課內(nèi)容分章節(jié)題目第1周第一章人類視覺(jué)系統(tǒng)及其建模（4學(xué)時(shí)）1.1人類視覺(jué)系統(tǒng)概述（1學(xué)時(shí)）1.2人眼基本視覺(jué)特性（1學(xué)時(shí)）1.3立體視覺(jué)的形成過(guò)程（1學(xué)時(shí)）1.4JND模型與顯著性模型（1學(xué)時(shí)）第2周第一章人類視覺(jué)系統(tǒng)及其建模（1學(xué)時(shí)）1.5本章小結(jié)（1學(xué)時(shí)）第二章圖像邊緣、角點(diǎn)檢測(cè)（3學(xué)時(shí)）2.1圖像（1學(xué)時(shí)）2.2灰度位圖圖像和彩色位圖圖像（1學(xué)時(shí)）2.3GIF圖像格式和JPEG壓縮（1學(xué)時(shí)）第3周第二章圖像邊緣、角點(diǎn)檢測(cè)（4學(xué)時(shí)）2.4圖像邊緣及其檢測(cè)（2學(xué)時(shí)）2.5圖像角點(diǎn)檢測(cè)（1學(xué)時(shí)）2.6形狀檢測(cè)（1學(xué)時(shí)）第4周第二章圖像邊緣、角點(diǎn)檢測(cè)（3學(xué)時(shí)）2.6形狀檢測(cè)（1學(xué)時(shí)）2.7直線段檢測(cè)（1學(xué)時(shí)）2.8本章小結(jié)（1學(xué)時(shí)）第三章圖像形成與相機(jī)幾何（1學(xué)時(shí)）3.1引言（1學(xué)時(shí)）第5周第三章圖像形成與相機(jī)幾何（4學(xué)時(shí)）3.2圖像的形成（2學(xué)時(shí)）3.3齊次坐標(biāo)（1學(xué)時(shí)）3.4小孔成像（1學(xué)時(shí)）第6周第三章圖像形成與相機(jī)幾何（4學(xué)時(shí)）3.5圖像坐標(biāo)系、相機(jī)坐標(biāo)系和世界坐標(biāo)系（2學(xué)時(shí)）3.6坐標(biāo)平移、伸縮和旋轉(zhuǎn)（2學(xué)時(shí)）第7周第三章圖像形成與相機(jī)幾何（4學(xué)時(shí)）3.7相機(jī)標(biāo)定（1學(xué)時(shí)）3.8相機(jī)位置和方向（1學(xué)時(shí)）3.9姿態(tài)估計(jì)（1學(xué)時(shí)）3.10本章小結(jié)（1學(xué)時(shí)）第8周第四章從圖像序列中估計(jì)2D和3D運(yùn)動(dòng)（4學(xué)時(shí)）4.1運(yùn)動(dòng)場(chǎng)與光流場(chǎng)（1學(xué)時(shí)）4.2光流計(jì)算（2學(xué)時(shí)）4.3光流技術(shù)的研究難點(diǎn)及策略（1學(xué)時(shí)）第9周第四章從圖像序列中估計(jì)2D和3D運(yùn)動(dòng)（4學(xué)時(shí)）4.3光流技術(shù)的研究難點(diǎn)及策略（1學(xué)時(shí)）4.43D運(yùn)動(dòng)恢復(fù)（2學(xué)時(shí)）4.5本章小結(jié)（1學(xué)時(shí)）第10周第五章差分運(yùn)動(dòng)分析及基于核函數(shù)的視覺(jué)跟蹤（4學(xué)時(shí)）5.1基于差分方法的光流計(jì)算（2學(xué)時(shí)）5.2視覺(jué)跟蹤概述（1學(xué)時(shí)）5.3核函數(shù)跟蹤算法（1學(xué)時(shí)）第11周第五章差分運(yùn)動(dòng)分析及基于核函數(shù)的視覺(jué)跟蹤（2學(xué)時(shí)）5.3核函數(shù)跟蹤算法（1學(xué)時(shí)）5.4本章小結(jié)（1學(xué)時(shí)）第六章蒙特卡羅運(yùn)動(dòng)分析（2學(xué)時(shí)）6.1跟蹤問(wèn)題的形式化表示（2學(xué)時(shí)）第12周第六章蒙特卡羅運(yùn)動(dòng)分析（4學(xué)時(shí)）6.2卡爾曼濾波與廣義卡爾曼濾波（2學(xué)時(shí)）6.3特征表示與提?。?學(xué)時(shí)）第13周第六章蒙特卡羅運(yùn)動(dòng)分析（4學(xué)時(shí)）6.4目標(biāo)跟蹤方法評(píng)價(jià)指標(biāo)（1學(xué)時(shí)）6.5序列MonteCarlo方法研究（2學(xué)時(shí)）6.6本章小結(jié)（1學(xué)時(shí)）第14周第七章餃鏈運(yùn)動(dòng)分析及入體姿態(tài)估計(jì)（4學(xué)時(shí)）7.1人體模型及觀測(cè)似然函數(shù)（1學(xué)時(shí)）7.2模擬退火的