计算机视觉课件
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计算机视觉ppt课件
point, defocus, texture,….)------第十章
2
第七章 基于运动视觉的场景复原
3
三维运动估计
三维运动估计是指从二维图象序列来估计物体三维 运动参数以及三维结构。
SFM (Shape From Motion)
4
Singular value decomposition (S1 zk 1
F
rxx xk rzx xk
rxy yk rzy yk
rxz zk rzz zk
tx tz
y规k 1范化F 焦zykk1距1 FF=1rr,yzxx分xxkk 子 rr分yzyy yy母kk 同rrzyzz除zzkk 以 ttZzy k
x F x z
y F y z
xk 1
rxx xk rzx xk
rxy yk rzy yk
rxz rzz
tx tz
/ zk / zk
yk 1
ryx xk rzx xk
ryy yk rzy yk
ryz rzz
ty / zk tz / zk
10
小角度旋转
1
Rk
1
1
小角度旋转矩阵
11
1. 基于正交投影的三维运动估计
xk 1 xk 1 rxxxk rxy yk (rxz zk tx ) yk 1 yk 1 ryxxk ryy yk (ryz zk t y )
1
Shape(Structure) From X
解决的是从2D图像到2.5D表面形状(场景深度) 的问题
2
第七章 基于运动视觉的场景复原
3
三维运动估计
三维运动估计是指从二维图象序列来估计物体三维 运动参数以及三维结构。
SFM (Shape From Motion)
4
Singular value decomposition (S1 zk 1
F
rxx xk rzx xk
rxy yk rzy yk
rxz zk rzz zk
tx tz
y规k 1范化F 焦zykk1距1 FF=1rr,yzxx分xxkk 子 rr分yzyy yy母kk 同rrzyzz除zzkk 以 ttZzy k
x F x z
y F y z
xk 1
rxx xk rzx xk
rxy yk rzy yk
rxz rzz
tx tz
/ zk / zk
yk 1
ryx xk rzx xk
ryy yk rzy yk
ryz rzz
ty / zk tz / zk
10
小角度旋转
1
Rk
1
1
小角度旋转矩阵
11
1. 基于正交投影的三维运动估计
xk 1 xk 1 rxxxk rxy yk (rxz zk tx ) yk 1 yk 1 ryxxk ryy yk (ryz zk t y )
1
Shape(Structure) From X
解决的是从2D图像到2.5D表面形状(场景深度) 的问题
人工智能导论课件4 计算机视觉_2019
计算机视觉解决的主要问题是: 给出一张二维图像,计算机视觉系统必
须识别出图像中的对象及其特征,如形状、 纹理、颜色、大小、空间排列等,从而尽可 能完整地描述该图像。
计算机视觉典型任务
计算机视觉典型任务
区分计算机视觉与其相关领域 • 图像处理
图像处理旨在处理原始图像以应用某种变换。其目标 通常是改进图像或将其作为某项特定任务的输入,而计算 机视觉的目标是描述和解释图像。例如,降噪、对比度或 旋转操作这些典型的图像处理组件可以在像素层面执行, 无需对图像整体具备全面的了解。
• 还要标出每个对象的边界。因此,与分类目的不同,相关模型要具有像素级的密集预 测能力
计算机视觉
• 计算机视觉典型任务 -图像分类 -定位 -目标检测 -语义分割 • 图像处理基本原理 • 计算机视觉基本原理
-通用策略 -现有数据集
• 目标检测原理及模型
-边界框、锚框 -F-RCNN -YOLO系列 -SSD
目标矩形框 – 例如,人脸检测(人脸为目标、 背景为非目标)、汽
车检测(汽车为目标、 背景为非目标)
计算机视觉典型任务
• 语义分割(semantic segmentation)
– 需要对图像的每一个像素点进行分类 – 这里的类别为:多个目标类别和多个非目标类别
• 左边为输入图像,右边为经过语义分割后的输出图像,该模型不仅要识别出摩托车和 驾驶者
• 语义分割
-目标识别 -目标追踪
图像处理基本原理
图像
• 什么是图像?
光学图像 Lena
IKONOS卫星 光学图像 423mile 高 16000miles/h 1m分辨率 EP-3, 海南陵水,01-4-4
大脑断层图 像
25km x 75km
须识别出图像中的对象及其特征,如形状、 纹理、颜色、大小、空间排列等,从而尽可 能完整地描述该图像。
计算机视觉典型任务
计算机视觉典型任务
区分计算机视觉与其相关领域 • 图像处理
图像处理旨在处理原始图像以应用某种变换。其目标 通常是改进图像或将其作为某项特定任务的输入,而计算 机视觉的目标是描述和解释图像。例如,降噪、对比度或 旋转操作这些典型的图像处理组件可以在像素层面执行, 无需对图像整体具备全面的了解。
• 还要标出每个对象的边界。因此,与分类目的不同,相关模型要具有像素级的密集预 测能力
计算机视觉
• 计算机视觉典型任务 -图像分类 -定位 -目标检测 -语义分割 • 图像处理基本原理 • 计算机视觉基本原理
-通用策略 -现有数据集
• 目标检测原理及模型
-边界框、锚框 -F-RCNN -YOLO系列 -SSD
目标矩形框 – 例如,人脸检测(人脸为目标、 背景为非目标)、汽
车检测(汽车为目标、 背景为非目标)
计算机视觉典型任务
• 语义分割(semantic segmentation)
– 需要对图像的每一个像素点进行分类 – 这里的类别为:多个目标类别和多个非目标类别
• 左边为输入图像,右边为经过语义分割后的输出图像,该模型不仅要识别出摩托车和 驾驶者
• 语义分割
-目标识别 -目标追踪
图像处理基本原理
图像
• 什么是图像?
光学图像 Lena
IKONOS卫星 光学图像 423mile 高 16000miles/h 1m分辨率 EP-3, 海南陵水,01-4-4
大脑断层图 像
25km x 75km
计算机视觉技术与模式识别培训课件
04
基于滤波的目标跟踪
利用滤波算法(如卡尔曼滤波、粒子滤波等)对目标进行跟踪,通过对目标状态的预测和更新来实现跟踪。
介绍人脸检测与跟踪的应用场景和技术原理,以及常见的算法和模型,如MTCNN、Siamese网络等。
人脸检测与跟踪
介绍车辆检测与跟踪的应用场景和技术原理,以及常见的算法和模型,如YOLO、SSD等。
前向传播与反向传播
神经网络通过前向传播计算输出结果,通过反向传播调整网络参数以优化目标函数。反向传播算法是神经网络训练的核心。
损失函数与优化器
损失函数用于衡量网络预测结果与实际结果的差距,优化器则用于调整网络参数以最小化损失函数。常见的损失函数有均方误差、交叉熵等,常见的优化器有梯度下降、Adam等。
应用领域
随着人工智能技术的不断发展,计算机视觉的应用前景将更加广阔。未来,计算机视觉将在自动驾驶、智能家居、智能医疗等领域发挥更大的作用。同时,随着5G、物联网等新技术的普及,计算机视觉的应用场景也将更加丰富。
前景
图像预处理与特征提取方法
02
灰度化
去噪
二值化
归一化
01
02
03
04
将彩色图像转换为灰度图像,减少检测与避让。通过图像处理和机器学习技术,实时检测道路上的行人,并根据行人的位置和速度,自动规划安全避让路径。
案例二
基于深度学习的交通信号识别。利用深度学习技术,对交通信号灯进行准确识别和分类,确保自动驾驶车辆在复杂交通环境中的安全行驶。
案例三
基于多传感器融合的自动驾驶系统。结合激光雷达、摄像头、毫米波雷达等多种传感器,实现全方位、多层次的环境感知和目标跟踪,提高自动驾驶系统的可靠性和安全性。
车牌识别
对印刷或手写文字进行图像预处理和特征提取,识别出文字内容,用于文档数字化和自然语言处理等领域。
基于滤波的目标跟踪
利用滤波算法(如卡尔曼滤波、粒子滤波等)对目标进行跟踪,通过对目标状态的预测和更新来实现跟踪。
介绍人脸检测与跟踪的应用场景和技术原理,以及常见的算法和模型,如MTCNN、Siamese网络等。
人脸检测与跟踪
介绍车辆检测与跟踪的应用场景和技术原理,以及常见的算法和模型,如YOLO、SSD等。
前向传播与反向传播
神经网络通过前向传播计算输出结果,通过反向传播调整网络参数以优化目标函数。反向传播算法是神经网络训练的核心。
损失函数与优化器
损失函数用于衡量网络预测结果与实际结果的差距,优化器则用于调整网络参数以最小化损失函数。常见的损失函数有均方误差、交叉熵等,常见的优化器有梯度下降、Adam等。
应用领域
随着人工智能技术的不断发展,计算机视觉的应用前景将更加广阔。未来,计算机视觉将在自动驾驶、智能家居、智能医疗等领域发挥更大的作用。同时,随着5G、物联网等新技术的普及,计算机视觉的应用场景也将更加丰富。
前景
图像预处理与特征提取方法
02
灰度化
去噪
二值化
归一化
01
02
03
04
将彩色图像转换为灰度图像,减少检测与避让。通过图像处理和机器学习技术,实时检测道路上的行人,并根据行人的位置和速度,自动规划安全避让路径。
案例二
基于深度学习的交通信号识别。利用深度学习技术,对交通信号灯进行准确识别和分类,确保自动驾驶车辆在复杂交通环境中的安全行驶。
案例三
基于多传感器融合的自动驾驶系统。结合激光雷达、摄像头、毫米波雷达等多种传感器,实现全方位、多层次的环境感知和目标跟踪,提高自动驾驶系统的可靠性和安全性。
车牌识别
对印刷或手写文字进行图像预处理和特征提取,识别出文字内容,用于文档数字化和自然语言处理等领域。
计算机视觉--3D Computer Vision ppt课件
ppt课件
22
Vanishing points and lines
Parallel lines in the world intersect in the image at a “vanishing point”
ppt课件
23
Vanishing points and lines
Vanishing Line
Vanishing Pointo
oVanishing Point
ppt课件
24
Vanishing points and lines
Vanishing line
Vertical vanishing point
(at infinity)
Vanishing point
Slide from Efros, Photo from Criminisi
• Many methods have been developed using this approach. • Major advantage -- simple to use. • Low spatial resolution -- patterns become sparser with
distance. • Some close range (4cm) sensors exist with good depth
have an inadequate depth resolution (1cm at best) for most practical industrial vision purposes.
29
Structured Light Methods
• Project patterns of light (grids, stripes, elliptical patterns
计算机视觉技术 ppt课件
2020/11/24
13
计算机视觉的发展趋势
目前,过去由于CPU处理能力强大,可以进行较为 复杂的图像处理,并且一个Pc可支持多个相机进行多 方位的检测,因此PC Based方案受到了广大厂商的青 睐。目前国内多数厂商对计算机视觉的认识,已不仅 仅停留在PC Based方案层面。嵌入式方案越来越引起 厂商们的重视,其具有更大的灵活性,成本又低于PC Based方案,就抗干扰能力来说,嵌入式方案也更能适 应工业环境的电子干扰、温度变化、供电电压波动等 多种干扰,因此,目前计算机视觉正在向嵌入式的方 向发展。
2020/11/24
12
5. 交通: 汽车车牌识别、高速公路收费、违章闯红灯检 测、交通管制系统等。采用智能交通管理系统,通过在 交通要道放置摄像头,当有违章车辆(如闯红灯) 时,摄像 头将车辆的牌照拍摄下来,传输给中央管理系统,系统利 用图像处理技术,对拍摄的图片进行分析,提取出车牌号, 存储在数据库中,可以供管理人员进行检索。 6. 商标管理:可以建立商标图像库,利用图像检索技术, 对新申请的商标与图像库里的注册商标进行分析,检查 是否设计相似或雷同。
计算机视觉技术概述
2020/11/24
1
学习内容:
★计算机视觉技术的定义 ★计算机视觉技术的发展 ★计算机视觉技术的应用 ★计算机视觉技术的图像处理方法 ★计算机视觉技术的发展趋势
2020/11/24
2
精品资料
• 你怎么称呼老师?
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点,你 是否会认为老师的教学方法需要改进?
• 你所经历的课堂,是讲座式还是讨论式? • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒,也不怕那风雨狂,只怕先生骂我 笨,没有学问无颜见爹娘 ……”
深度学习与计算机视觉综述PPT课件
一个比较合适的分类器算法。同时设计特征然后选择一个分类器, 这两者合并达到最优的效果,几乎是不可能完成的任务。
10
是否可以自动的选择特征?
• 即输入某一个模型的时候,输入只是图片,输出就是它自己的标 签。比如输入一个明星的头像,出来的标签就是一个50维的向量 (如果要在50个人里识别的话),其中对应明星的向量是1,其 他的位置是0。
• 第三个是基于HoG特征的物体检测,它和所对应的SVM分类器组 合起来的就是著名的DPM算法。DPM算法在物体检测上超过了 所有的算法,取得了比较不错的成绩。
人工选择特征存在的问题:
• 大量的经验,需要你对这个领域和数据特别了解 • 大量的调试工作。说白了就是需要一点运气 • 另一个难点在于,你不只需要手工设计特征,还要在此基础上有
11
人类又是怎么识别物体的?
1981年诺贝尔医学生理学奖颁发给了David Hubel,一位神经生物学家。他的主要研究成 果是发现了视觉系统信息处理机制,证明大 脑的可视皮层是分级的。他的贡献主要有两 个,一是他认为人的视觉功能一个是抽象, 一个是迭代。抽象就是把非常具体的形象的 元素,即原始的光线像素等信息,抽象出来 形成有意义的概念。这些有意义的概念又会 往上迭代,变成更加抽象,人可以感知到的 抽象概念。 像素是没有抽象意义的,但人脑可以把这些 像素连接成边缘,边缘相对像素来说就变成 了比较抽象的概念;边缘进而形成球形,球 形然后到气球,又是一个抽象的过程,大脑 司地平线。
• Facebook和Twitter也都各自进行了深度学习研究,其中前者携手纽 约大学教授Yann Lecun,建立了自己的深度学习算法实验室;2015 年10月,Facebook宣布开源其深度学习算法框架,即Torch框架。 Twitter在2014年7月收购了Madbits,为用户提供高精度的图像检索 服务。
10
是否可以自动的选择特征?
• 即输入某一个模型的时候,输入只是图片,输出就是它自己的标 签。比如输入一个明星的头像,出来的标签就是一个50维的向量 (如果要在50个人里识别的话),其中对应明星的向量是1,其 他的位置是0。
• 第三个是基于HoG特征的物体检测,它和所对应的SVM分类器组 合起来的就是著名的DPM算法。DPM算法在物体检测上超过了 所有的算法,取得了比较不错的成绩。
人工选择特征存在的问题:
• 大量的经验,需要你对这个领域和数据特别了解 • 大量的调试工作。说白了就是需要一点运气 • 另一个难点在于,你不只需要手工设计特征,还要在此基础上有
11
人类又是怎么识别物体的?
1981年诺贝尔医学生理学奖颁发给了David Hubel,一位神经生物学家。他的主要研究成 果是发现了视觉系统信息处理机制,证明大 脑的可视皮层是分级的。他的贡献主要有两 个,一是他认为人的视觉功能一个是抽象, 一个是迭代。抽象就是把非常具体的形象的 元素,即原始的光线像素等信息,抽象出来 形成有意义的概念。这些有意义的概念又会 往上迭代,变成更加抽象,人可以感知到的 抽象概念。 像素是没有抽象意义的,但人脑可以把这些 像素连接成边缘,边缘相对像素来说就变成 了比较抽象的概念;边缘进而形成球形,球 形然后到气球,又是一个抽象的过程,大脑 司地平线。
• Facebook和Twitter也都各自进行了深度学习研究,其中前者携手纽 约大学教授Yann Lecun,建立了自己的深度学习算法实验室;2015 年10月,Facebook宣布开源其深度学习算法框架,即Torch框架。 Twitter在2014年7月收购了Madbits,为用户提供高精度的图像检索 服务。
计算机视觉PPT课件:深度学习基础
C表示 loss function,δl表示第l層的殘差, 我們就得到第l層的殘差:
c
j f net j wk kj
k 1
38/48
池化層的誤差反向傳播
39/48
池化層的的誤差反向傳播
先考慮mean-pooling:得到的卷積層應該是 4×4大小,其值分佈為(等值複製)左圖:
由於需要滿足反向傳播時各層間殘差總和不 變,所以卷積層對應每個值需要平攤:
這種方法很好的解決了Adagrad過早結束的問 題,適合處理非平穩目標,對於RNN效果很 好。
這裏未必是遞增,通過參 數來協調當前和過往。
Adam
Adam 這個名字來源於 adaptive moment estimation,自適應矩估計。
Adam本質上是帶 有動量項的 RMSprop,它利用 梯度的一階矩估計 和二階矩估計動態 調整每個參數的學 習率。
CNN池化層
• 作用:特徵融合,降維 • 無參數需要學習 • 超參數
• 尺寸(size) • 步長(step) • 計算類別
• 最大化池化(Max pooling) • 平均池化(Average pooling)
36/48
卷積神經網路(CNN)
CNN-Softmax層
• 指數歸一化函數
• 將一個實數值向量壓縮到(0, 1) • 所有元素和為1
進 行調參。 3.充分瞭解數據——如果模型是非常稀疏的,那麼優先
考慮自適應學習率的演算法。 4. 根據需求來選擇——在模型設計實驗過程中,要快速
驗證新模型的效果,可以先用Adam;在模型上線或者 結果發佈前,可以用精調的SGD進行模型的極致優化。 5. 先用小數據集進行實驗。有論文研究指出,隨機梯度 下降演算法的收斂速度和數據集的大小的關係不大。因 此 可以先用一個具有代表性的小數據集進行實驗。
c
j f net j wk kj
k 1
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池化層的誤差反向傳播
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池化層的的誤差反向傳播
先考慮mean-pooling:得到的卷積層應該是 4×4大小,其值分佈為(等值複製)左圖:
由於需要滿足反向傳播時各層間殘差總和不 變,所以卷積層對應每個值需要平攤:
這種方法很好的解決了Adagrad過早結束的問 題,適合處理非平穩目標,對於RNN效果很 好。
這裏未必是遞增,通過參 數來協調當前和過往。
Adam
Adam 這個名字來源於 adaptive moment estimation,自適應矩估計。
Adam本質上是帶 有動量項的 RMSprop,它利用 梯度的一階矩估計 和二階矩估計動態 調整每個參數的學 習率。
CNN池化層
• 作用:特徵融合,降維 • 無參數需要學習 • 超參數
• 尺寸(size) • 步長(step) • 計算類別
• 最大化池化(Max pooling) • 平均池化(Average pooling)
36/48
卷積神經網路(CNN)
CNN-Softmax層
• 指數歸一化函數
• 將一個實數值向量壓縮到(0, 1) • 所有元素和為1
進 行調參。 3.充分瞭解數據——如果模型是非常稀疏的,那麼優先
考慮自適應學習率的演算法。 4. 根據需求來選擇——在模型設計實驗過程中,要快速
驗證新模型的效果,可以先用Adam;在模型上線或者 結果發佈前,可以用精調的SGD進行模型的極致優化。 5. 先用小數據集進行實驗。有論文研究指出,隨機梯度 下降演算法的收斂速度和數據集的大小的關係不大。因 此 可以先用一個具有代表性的小數據集進行實驗。
《计算机视觉》教学课件 第10章1-目标检测和物体追踪1
• 端到端的单个神经网络 • 将图片均分为S*S的锚框,每个锚框预测B个目标框 • 一个类别存在于一个给定目标框中的概率需要根据网络输出进行简单运算得到 • 优化版本可达155帧率 • YOLOv1(2015)->YOLOv2(2016)->YOLOv3(2018)->YOLOv5(2020)…
2024/7/13
知识链接-SSD
➢SSD(Single Shot Detection)
• 取消RPN网络 • 一个基础网络抽取特征,多个卷积层,每段都生成锚框,浅层拟合小物体,深层拟合大
物体,对每个锚框进行类别和变换预测 • 锚框大量重叠,浪费计算量
2024/7/13
22
知识链接-YOLO
➢ YOLO(You Only Look Once)
2024/7/13
7
01
项目导入
02
项目任务
C ONTENTS
03
项目目标
04
知识链接
05
项目准备
06
任务实施
07
任务拓展
08
项目小结
项目目标
➢知识目标
• 了解目标检测相关算法的基本概念 • 了解物体追踪的流程
➢技能目标
• 掌握基于YOLO的目标检测方法 • 掌握基于卡尔曼滤波和目标检测结果的物体追踪方法 • 掌握物体追踪的可视化方法
YOLOv1网络结构
乘法运算
23
知识链接-物体追踪
➢多物体追踪
• 将相同ID分配给包含相同目标的边界框
➢卡尔曼滤波法
• 动态系统的状态估计算法 • 可用来确定当前帧中物体和上一帧中的对应关系,并且在物体遇
到遮挡的时候补全轨迹。
2024/7/13
2024/7/13
知识链接-SSD
➢SSD(Single Shot Detection)
• 取消RPN网络 • 一个基础网络抽取特征,多个卷积层,每段都生成锚框,浅层拟合小物体,深层拟合大
物体,对每个锚框进行类别和变换预测 • 锚框大量重叠,浪费计算量
2024/7/13
22
知识链接-YOLO
➢ YOLO(You Only Look Once)
2024/7/13
7
01
项目导入
02
项目任务
C ONTENTS
03
项目目标
04
知识链接
05
项目准备
06
任务实施
07
任务拓展
08
项目小结
项目目标
➢知识目标
• 了解目标检测相关算法的基本概念 • 了解物体追踪的流程
➢技能目标
• 掌握基于YOLO的目标检测方法 • 掌握基于卡尔曼滤波和目标检测结果的物体追踪方法 • 掌握物体追踪的可视化方法
YOLOv1网络结构
乘法运算
23
知识链接-物体追踪
➢多物体追踪
• 将相同ID分配给包含相同目标的边界框
➢卡尔曼滤波法
• 动态系统的状态估计算法 • 可用来确定当前帧中物体和上一帧中的对应关系,并且在物体遇
到遮挡的时候补全轨迹。
2024/7/13
计算机视觉 ppt课件
绪论
(2.27,3.2)
(5 lectures) 视觉基本特性I 生物特性
Week 2
视觉基本特性II
(3.6,3.9) 物理特性
(5 lectures) 视觉基本特性III 几何特性
Week 3
图像处理基础I
(3.13,3.16) 空域处理
(5 lectures) 图像处理基础II 频域处理
Week 4
图像多义性: 三维场景被投影为二维图像,深度和不可 见部分的信息被丢失,因而会出现不同形状的三维物体投 影在图像平面上产生相同图像的问题.另外,在不同角度 获取同一物体的图像会有很大的差异.
环境因素影响:场景中的诸多因素,包括照明、物体形状、 表面颜色、摄像机以及空间关系变化都会对成像有影响.
计算机视觉的任务是用图像创建或恢复现实世界模 型,然后认知现实世界。
具体来说,让计算机具有对周围世界的空间物体进 行传感、抽象、判断的能力,从而达到识别、理解 的目的。
分为三个阶段
◦ 特征提取和区域分割
基于轮廓,纹理,颜色…
◦ 建模与模式表达
基于各种物体的抽象化模 型
◦ 描述和理解
主讲: 曹洋 forrest@ 办公室:科技楼西楼303
课程教材:
使用教材: Richard Szeliski , Computer Vision: Algorithms and Applications,Springer,2010 参考教材:
David A. Forsyth, Jean Ponce著,计算机视觉(一种现 代方法),电子工业出版社 2004。
上世纪60年代,拓展到三维结构,对物体的形状, 物体的空间关系进行描述。通过对积木世界的研 究,引出了边缘、角点等特征提取,图像明暗、 纹理、运动以及成像几何等研究工作。
《计算机视觉》课件
特征提取方法
学习常用的特征提取方法, 如边缘检测、角点检测和 纹理描述子等。
分类器的选择与训练
了解不同的分类器及其应 用,学会使用机器学习算 法对图像进行分类。
第三部分:视觉任务
图像分类
学习图像分类的基本概念、传 统方法和深度学习方法,以及 其在各个应用领域中的应用。
对象检测
掌握对象检测的基本概念、传 统方法和深度学习方法,了解 对象检测在不同领域的应用。
《计算机视觉》PPT课件
计算机视觉是研究如何使机器“看”的技术。本课程将帮助您全面了解计算机 视觉的定义、应用领域以及其历史和发展。
第一部分:简介
什么是计算机视觉?计算机视觉的应用领域及其历史和发展。
第二部分:基础知识
图像处理基础
掌握图像处理的基本概念 和常用技术,包括滤波、 增强、几何变换等。
3
计算机视觉技术的发展趋势
分析计算机视觉技术的发展趋势,包括硬件设备的进步、深度学习的发展和数据 集的丰富等。
结束语
总结课程内容并鼓励学生主动探索计算机视觉领域的未来发展方向,以提升技术水平和应用能力。
语义分割
了解语义分割的基本概念、传 统方法和深度学习方法,探索 语义分割在各个应用领域中的 意义。
第四部分:计算机视觉技术的未来
1
计算机视觉技术的未来发展方向
展望计算机视觉技术的未来发展趋势,如智能交通、医疗诊断和智能安防等领域。
2
可能的应用பைடு நூலகம்域与场景
探讨计算机视觉技术在各个行业中的可能应用,如无人驾驶、人脸识别和机器人 导航等。
计算机视觉ppt课件
19
(2) 路径
和 路48路路[径i径径0 :,从::像 像互j像0 素素为]素与与邻[,i其其点1,近近j1 邻邻][到i像像 0像,,素 素素j,是是0[]i48n 连连,通通jn 关关]的系系一[[个iikn像,, jj素kn]序] 列:[ik1, jk1]
,
(3)前景
图像中值为1的全部像素的集合,用S表示.
5,5,1,5,4
18
3.5 二值图像算法 3.5.1 定义 (1)近邻:
4邻点(4-neighbors):有公共边关系的两个像素. 8邻点(8-neighbors):两个像素至少共享一个顶角 4连通(4-connected):一个像素与其4邻点的关系 8连通(4-connected):一个像素与其8邻点的关系
第 3章
二值图象分析 Binary Image Analysis
1
3.1 二值图象
二值图像例
2
(2) 二值图象的特点 a. 二值图像只有两个灰度级,其中物体像素值为1,背景像素值为0; b. 图象中许多的特征如边缘、轮廓可以用二值图像表示; c.二值图像处理的算法简单,所需的内存小,计算速度快; d.二值视觉系统技术可用于灰度图像视觉系统 。
3
(3)二值图象的获取 a. 硬件实现
敏感元二值输出或逻辑输出。敏感元模拟值 输出,通过硬件电路二值 化。 b. 软件实现
灰度图象可以通过阈值(threshold)分割进行二值化处理。
4
(4)灰度图象的二值化
图象二值化 设一幅灰度图像中物体的灰度分布在某一区间内,经过阈值运算后的图
像为二值图像。
7
(1) 尺寸和位置 一幅二值图像区域的面积(或零阶矩)由下式给出:
8
物体的中心位置:
(2) 路径
和 路48路路[径i径径0 :,从::像 像互j像0 素素为]素与与邻[,i其其点1,近近j1 邻邻][到i像像 0像,,素 素素j,是是0[]i48n 连连,通通jn 关关]的系系一[[个iikn像,, jj素kn]序] 列:[ik1, jk1]
,
(3)前景
图像中值为1的全部像素的集合,用S表示.
5,5,1,5,4
18
3.5 二值图像算法 3.5.1 定义 (1)近邻:
4邻点(4-neighbors):有公共边关系的两个像素. 8邻点(8-neighbors):两个像素至少共享一个顶角 4连通(4-connected):一个像素与其4邻点的关系 8连通(4-connected):一个像素与其8邻点的关系
第 3章
二值图象分析 Binary Image Analysis
1
3.1 二值图象
二值图像例
2
(2) 二值图象的特点 a. 二值图像只有两个灰度级,其中物体像素值为1,背景像素值为0; b. 图象中许多的特征如边缘、轮廓可以用二值图像表示; c.二值图像处理的算法简单,所需的内存小,计算速度快; d.二值视觉系统技术可用于灰度图像视觉系统 。
3
(3)二值图象的获取 a. 硬件实现
敏感元二值输出或逻辑输出。敏感元模拟值 输出,通过硬件电路二值 化。 b. 软件实现
灰度图象可以通过阈值(threshold)分割进行二值化处理。
4
(4)灰度图象的二值化
图象二值化 设一幅灰度图像中物体的灰度分布在某一区间内,经过阈值运算后的图
像为二值图像。
7
(1) 尺寸和位置 一幅二值图像区域的面积(或零阶矩)由下式给出:
8
物体的中心位置:
计算机视觉02 第二章 视觉的基本知识ppt课件
.
视觉神经结构
感受野:直接或间接影响某一特定神经细胞 的光感受器细胞的全体
.
视觉神经细胞感受野模式
在视觉系统中,任何层次 或水平上的单个神经细胞 均在视网膜上有一特定代 表区域,在该区域上的光 学刺激能影响该神经细胞 的活动,这个区域定义为 该细胞的视觉感受野。
视网膜神经节细胞的感受 野结构是同心圆的、中心 和周边光的感应仅仅是光 源明暗的流动即光流,光流图像虽然是原始的运动图 像,但它包含了所有运动信息。因此在计算机视觉中 发展光流量理论成为运动图像研究的主要手段。
.
同心圆感受野
.
同心圆感受野
人的视觉细胞存在视觉场结构.视点的中心区域存 在正性细胞.它们接收光能并产生一个正的反应。 在该中心区域周围存在着负性细胞.它们在接收 光能时产生相反的反应。负性细胞随中心距增大 而迅速稀疏,代之而起的中性细胞不产生任何反 应。这种解释由诺贝尔奖金获得者Hartline得到 证实。
在眼中
在大脑和到大脑的通路中
输入图像
光学系统
光信号
视网膜
电信号
视觉信息处理
感知
传导
.
处理
1.2 神经元及视觉神经结构
神经元细胞是由细胞体,输入机构(dentrites),和输 出机构(突触axon)组成.
神经元的基本工作方式为激活与抑制两种状态。 当输入端的生物电变化时,细胞体状态变化并产 生一个相应的生物信号.
.
非经典感受野的发现
视觉系统中的反演集合结构现象的研究——非经典感受野中的 一些数学拓扑结构,刘建忠,中国科. 技论文在线,2007
3.图像特征与视觉生理结构的关系
色彩
三元色与三种锥体细胞相对应
视觉接受场存在有侧抑制作用,两种互相抑制色块的交 界处会产生色彩增强的感觉
视觉神经结构
感受野:直接或间接影响某一特定神经细胞 的光感受器细胞的全体
.
视觉神经细胞感受野模式
在视觉系统中,任何层次 或水平上的单个神经细胞 均在视网膜上有一特定代 表区域,在该区域上的光 学刺激能影响该神经细胞 的活动,这个区域定义为 该细胞的视觉感受野。
视网膜神经节细胞的感受 野结构是同心圆的、中心 和周边光的感应仅仅是光 源明暗的流动即光流,光流图像虽然是原始的运动图 像,但它包含了所有运动信息。因此在计算机视觉中 发展光流量理论成为运动图像研究的主要手段。
.
同心圆感受野
.
同心圆感受野
人的视觉细胞存在视觉场结构.视点的中心区域存 在正性细胞.它们接收光能并产生一个正的反应。 在该中心区域周围存在着负性细胞.它们在接收 光能时产生相反的反应。负性细胞随中心距增大 而迅速稀疏,代之而起的中性细胞不产生任何反 应。这种解释由诺贝尔奖金获得者Hartline得到 证实。
在眼中
在大脑和到大脑的通路中
输入图像
光学系统
光信号
视网膜
电信号
视觉信息处理
感知
传导
.
处理
1.2 神经元及视觉神经结构
神经元细胞是由细胞体,输入机构(dentrites),和输 出机构(突触axon)组成.
神经元的基本工作方式为激活与抑制两种状态。 当输入端的生物电变化时,细胞体状态变化并产 生一个相应的生物信号.
.
非经典感受野的发现
视觉系统中的反演集合结构现象的研究——非经典感受野中的 一些数学拓扑结构,刘建忠,中国科. 技论文在线,2007
3.图像特征与视觉生理结构的关系
色彩
三元色与三种锥体细胞相对应
视觉接受场存在有侧抑制作用,两种互相抑制色块的交 界处会产生色彩增强的感觉
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to bottom) to find the first pixels sS as a starting pixel.
b) Set c=s, and b=left neighbor of c, bS .
c) From pixel b, in clockwise order check the 8-neighbors
in binary form, e.g. edge, contour, … —— human can understand binary line drawings.
1. Neighbors/path/connectivity (1) Neighbors of a pixel
a. 4-neighbors: the upper, lower, left and right neighbor pixels of a pixel.
where
a(xijx)2B[i,j];
ij
b2 (xijx)y (ijy)B [i,j];
ij
c (yijy)2B[i,j];
ij
Note: x 2 may minimize or maximize 2 .
The has two values; the corresponding lines are
Course 3 Binary Image
Course 3 Binary Image
Binary Images have only two gray levels: “1” and “0”, i.e., black / white.
—— save memory —— fast processing —— many features of an intensity image appear
—— Run-length code is a compact way to represent a binary image. —— Run-length encoding is a row-based operation.
Method 1: only encode “1” pixels. Using start position and length of runs of “1” to represent the runs. Method 2: encode “1” runs and “0” runs alternatively. Using only one number to indicate the length of the run. If an image row starts with a “0” run, put a “0” as the header of the code of the row, otherwise the header will not appear.
(5) Clustering
Clustering, or component labeling, is a common operation in computer vision to find connected components. Each connected component may represent an object or a part of an object.
(8)
So: 2 (x ic j o y is s j i n )2 B [ i,j]
ij
Set
2 ,0 and
2 0
We get: xco sysin
where x, y is the center of the component, and
1tan1( b )
2 ac
b. 8-neighbors: the 4-neighbors pixels plus the diagonal neighbors.
[i-1,j]
[i-1,j-1] [i-1,j] [i-1,j+1]
[i,j-1] [i,j] [i,j+1]
[i,j-1]
[i,j]
[i,j+1]
[i+1,j]
[i+1,j-1] [i-1,j] [i+1,j+1]
2. Geometric attributes of a binary image/component:
(1) size (area):
AB[i,j] for all B[.,.] = 1 pixels.
ij
(2) position: the position of a binary image component is defined by its mass center.
Background: the set of all connected components
oSf that have points on the border of the image.
Hole: the connected component inS
not have border points.
2 rij2B[i,j]min ij
(5) wherrie, j is the distance from pixel [ i, j ]to the line.
(6) Let the line in polar coordinates be:
xc os ys in
(7)
Thenr : x co y s si n
Horizontal projection:
H[i]B[i, j]
j
Vertical projection:
V[j]B[i, j]
j
For a well alined text binary image, the projection has comb shape, image can be easily partitioned.
of c, n1,n2, ,n8; find the first n i such that ni S . d) Set cni,bni1
e) Repeat step c) and d) until c=s.
(4) Projections
Projecting a binary image onto a line (usually horizontally or vertically) may provide partition information of the image. It is often used in OCR for character separation.
Let image f [i, j] has gray level ranged in [0,L] , T be
threshold, 0<T<L
Then,
fT[i, j]10,,
if f[i,j]T otherwise
If you are interested in image information of certain range of gray level, you can choose double thresholds
c is 4 . If c = 4 , S is a circular region.
When c is larger, S is elongated
when c, S is a line segment.
3. Binary Processing:
(1) Thresholding:
Thresholding converts an intensity image into a binary image, partitioning the original image to regions.
(2) Interior SS (pixels in S but not in S)
Surrounds: if any 4-path from any point of S to image border must intersect region T, we say region T surrounds region S.
——4 path if 4-neighbor is used
——8 path if 8-neighbor is used
(3) Connectivity:
A pixel pis said to be connected to q if there is a path from p to q consisting of pixels of S .
0T 1T 2L
Then,
fT[i,j] 1 0,, if
T1f[i,j]T2 otherwise
Original image (L=64)
Image by threshold T=48
double threshold T1 = 2, T2 = 48
(2) Run-length encode:
(7) Perimeter
Def.1: The total length of lines that separate pixels
of S from S .
Def.2: The number of boundary pixels.
(8) Compactness
P2
c
A
Where P— perimeter, A— area. The smallest value of
called maximum axis and minimum axis of the image component.
Maximum axis
Minimum axis
(4) Foreground / Background :
Foreground: the set f all “1” pixels in an image.
b) Set c=s, and b=left neighbor of c, bS .
c) From pixel b, in clockwise order check the 8-neighbors
in binary form, e.g. edge, contour, … —— human can understand binary line drawings.
1. Neighbors/path/connectivity (1) Neighbors of a pixel
a. 4-neighbors: the upper, lower, left and right neighbor pixels of a pixel.
where
a(xijx)2B[i,j];
ij
b2 (xijx)y (ijy)B [i,j];
ij
c (yijy)2B[i,j];
ij
Note: x 2 may minimize or maximize 2 .
The has two values; the corresponding lines are
Course 3 Binary Image
Course 3 Binary Image
Binary Images have only two gray levels: “1” and “0”, i.e., black / white.
—— save memory —— fast processing —— many features of an intensity image appear
—— Run-length code is a compact way to represent a binary image. —— Run-length encoding is a row-based operation.
Method 1: only encode “1” pixels. Using start position and length of runs of “1” to represent the runs. Method 2: encode “1” runs and “0” runs alternatively. Using only one number to indicate the length of the run. If an image row starts with a “0” run, put a “0” as the header of the code of the row, otherwise the header will not appear.
(5) Clustering
Clustering, or component labeling, is a common operation in computer vision to find connected components. Each connected component may represent an object or a part of an object.
(8)
So: 2 (x ic j o y is s j i n )2 B [ i,j]
ij
Set
2 ,0 and
2 0
We get: xco sysin
where x, y is the center of the component, and
1tan1( b )
2 ac
b. 8-neighbors: the 4-neighbors pixels plus the diagonal neighbors.
[i-1,j]
[i-1,j-1] [i-1,j] [i-1,j+1]
[i,j-1] [i,j] [i,j+1]
[i,j-1]
[i,j]
[i,j+1]
[i+1,j]
[i+1,j-1] [i-1,j] [i+1,j+1]
2. Geometric attributes of a binary image/component:
(1) size (area):
AB[i,j] for all B[.,.] = 1 pixels.
ij
(2) position: the position of a binary image component is defined by its mass center.
Background: the set of all connected components
oSf that have points on the border of the image.
Hole: the connected component inS
not have border points.
2 rij2B[i,j]min ij
(5) wherrie, j is the distance from pixel [ i, j ]to the line.
(6) Let the line in polar coordinates be:
xc os ys in
(7)
Thenr : x co y s si n
Horizontal projection:
H[i]B[i, j]
j
Vertical projection:
V[j]B[i, j]
j
For a well alined text binary image, the projection has comb shape, image can be easily partitioned.
of c, n1,n2, ,n8; find the first n i such that ni S . d) Set cni,bni1
e) Repeat step c) and d) until c=s.
(4) Projections
Projecting a binary image onto a line (usually horizontally or vertically) may provide partition information of the image. It is often used in OCR for character separation.
Let image f [i, j] has gray level ranged in [0,L] , T be
threshold, 0<T<L
Then,
fT[i, j]10,,
if f[i,j]T otherwise
If you are interested in image information of certain range of gray level, you can choose double thresholds
c is 4 . If c = 4 , S is a circular region.
When c is larger, S is elongated
when c, S is a line segment.
3. Binary Processing:
(1) Thresholding:
Thresholding converts an intensity image into a binary image, partitioning the original image to regions.
(2) Interior SS (pixels in S but not in S)
Surrounds: if any 4-path from any point of S to image border must intersect region T, we say region T surrounds region S.
——4 path if 4-neighbor is used
——8 path if 8-neighbor is used
(3) Connectivity:
A pixel pis said to be connected to q if there is a path from p to q consisting of pixels of S .
0T 1T 2L
Then,
fT[i,j] 1 0,, if
T1f[i,j]T2 otherwise
Original image (L=64)
Image by threshold T=48
double threshold T1 = 2, T2 = 48
(2) Run-length encode:
(7) Perimeter
Def.1: The total length of lines that separate pixels
of S from S .
Def.2: The number of boundary pixels.
(8) Compactness
P2
c
A
Where P— perimeter, A— area. The smallest value of
called maximum axis and minimum axis of the image component.
Maximum axis
Minimum axis
(4) Foreground / Background :
Foreground: the set f all “1” pixels in an image.