中国海洋大学计算机视觉课程大纲(理论课程)-中国海洋大学信息科学与

中国海洋大学计算机视觉课程大纲（理论课程）

英文名称：Computer Vision

【开课单位】信息学院计算机系【课程模块】工作技能

【课程编号】080504301305 【课程类别】选修

【学时数】68 （理论51 实践17 ）【学分数】3.5

一、课程描述

（一）教学对象

计算机相关专业学生。

（二）教学目标及修读要求

1、教学目标

了解计算机视觉的应用领域，掌握基本的图像分割、特征检测、聚类及分类算法，理解相机模型以及相机标定方法，学会利用已有相关算法，使用OpenCV进行相关视觉应用的开发。

2、修读要求

计算机视觉属于计算机专业的一门新课，和研究前沿结合的比较紧密，需要学生具有数字图像处理、计算机图形学以及线性代和概率论方面的基础。

（三）先修课程

数字图像处理。

二、教学内容

（一）绪论

1、主要内容：介绍计算机视觉的基本概念，应用领域，发展历史等相关内容。

2、教学要求：了解计算机视觉的应用领域及学习的内容。

（二）第二章图像形成

1、主要内容：几何基元和变换，光度测定学的图像形成，数字摄像机。

2、教学要求：理解图像形成的物理过程，包括相机镜头的物理特性对图像形成过程的影响，掌握3D到2D的投影变换，掌握相机内参和外参的概念。

3、重点、难点：相机内参和外参的标定。

（三）第三章图像处理

1、主要内容：点算子，线性滤波器，其他邻域算子，傅里叶变换，几何变换等。

2、教学要求：掌握数字图像处理课程相关的基本内容，包括空间域的图像处理及频率域的图像处理基本方法。

3、重点、难点：傅里叶变换。

（四）第四章特征检测与匹配

1、主要内容：图像的点与块，图像的边缘，直线。

2、教学要求：理解图像特征的概念，掌握几种特征（点、块、边缘、直线）的检测方法，了解特征匹配的在图像拼接及相机标定等方面的应用。

3、重点、难点：几种特征描述子的生成过程。

（五）第五章图像分割

1、主要内容：活动轮廓，基于区域的分割。

2、教学要求：掌握几种流行的图像分割方法，包括基本的阈值方法，活动轮廓方法，基于聚类的方法。

（六）第六章基于特征的配准

1、主要内容：基于2D和3D特征的配准，姿态估计，几何内参标定。

2、教学要求：理解2D和3D特征的配准过程，掌握相机内参的标定方法。

（七）第七章由运动到结构

1、主要内容：三角测量，二视图由运动到结构，光束平差法

2、教学要求：理解由运动到机构的过程，掌握通过给出几幅图像及图像特征的一个稀疏对应集合，计算估计3D点的位置。

（八）第八章稠密运动估计

1、主要内容：平移配准，参数化运动，光流

2、教学要求：理解稠密运动估计的概念，掌握光流法在运动估计中的应用。

（九）第九章图像拼接

1、主要内容：运动模型，全局配准，合成

2、教学要求：掌握几种典型的图像拼接方法，并理解如何进行缝隙消除及视察消除。（十）第十章计算摄影学

1、主要内容：光度学标定，高动态范围成像，超分辨率和模糊去除，图像抠图及合成

2、教学要求：理解光度学标定的基本概念，了解高动态范围成像过程和超分辨率和模糊去除、图像抠图及合成方法。

（十一）第十一章立体视觉

1、主要内容：极线几何学，稠密对应，稀疏对应，多视图立体视觉

2、教学要求：理解对极限、极平面等极线几何的概念，掌握进行稠密对应及稀疏对应的方法。

（十二）第十二章三维重建

1、主要内容：由X到形状，主动距离获取，点线面的表达，基于模型的重建

2、教学要求：理解进行三维重建的基本过程，了解进行主动距离获取的几种方法，了解三维重建在人脸动画，数字遗产等方面的应用。

（十三）第十三章识别

1、主要内容：基于统计的识别方法，神经网络，支持向量机

2、教学要求：了解几种常用的进行模式识别的方法及其优缺点，学会使用已有的模式识别方法进行目标分类及识别。

三、教学环节及学时分配

本课程总学时68 学时（如有实践环节根据课程的实际情况填写，如实验、上机、案例讨论和角色扮演等），其学时分配见下表。

计算机视觉课程教学学时分配表

四、考核方式及评价体系

1、考核方式：项目设计

2、评价体系：平时实验：30 %，期末课程项目：60 %，上课及其他：10 %

五、选用教材及必读参考书

1、选用教材

Richard Szeliski著，艾海舟，兴军亮译，《计算机视觉—算法与应用》，清华大学出版社，2012年1月第一版。

2、主要参考书

(1). Forsyth, D.A. and Ponce, J. Computer Vision: A Modern Approach

(2). Gary Bradski, Adrian Kaebler著，于仕琪刘瑞祯译，《学习OpenCV》，清华大学出版社，2009年10月第一版。

六、近两年开设情况

开设次数：1