计算机视觉

CV
计 5、面临的困难——多义性图像 算 机 视 觉
CV
计 6、与其他学科的关系
算
机l 视l
l
觉l
图像处理 计算机图形学 模式识别 人工智能
CV
计 7、成像几何基础——透视投影 算 机 视 觉
CV
计 7、成像几何基础——正交投影 算 机 视 觉
CV
计 7、成像几何基础——视觉系统坐标系
算
机 l 像素坐标：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ• 卷积
• 算子
计 二、边缘检测
1、几个基本的术语
算
机 • 边缘点：亮度显著变化的点 视 • 边缘段：边缘点坐标和方向的总和
• 边缘检测器：抽取边缘集合的算法
觉 • 边缘跟踪：确定轮廓的搜索过程
CV
计 二、边缘检测
2、边缘的种类
算 机 • 阶跃边缘 视 觉
• 线条边缘
CV
CV
计 二、边缘检测
3、边缘的物理意义
计
教材及参考书
算
机 教材：计算机视觉
视
——计算机理论与算法基础
觉
马颂德 张正友 著
参考书：机器视觉
贾云得 著
CV
计
第一章 绪论
算 机 一、计算机视觉
二、本课程的学习内容
视
觉
CV
一、计算机视觉
计 1、 学科简介 产生原因：
算
赋予机器以人类视觉的功能以发展智能机器
首要目标：
机
用图像创建或恢复现实世界模型，然后才能认知世界。
算
机
A：空间曲面的不连续点
B：不同材料或不同颜色
视
C：物体与背景的分界线
觉
D：阴影引起的边缘
BD
C A
CV
计 二、边缘检测
4、边缘检测的基本原理
算
机
一阶差分即大值
视
二阶差分过零点
觉
灰度
一阶差分 二阶差分
边缘
计
二、边缘检测
5、实例
算
机
视
觉
CV
32 113 251 252 252 252 252 31 30 30 29 29
视
- 按过零点原则直接计算
觉 - 曲线拟合法
CV
计
二、边缘检测
5、实例
算
机 32 113 251 252 252 252 252 31 30 30 29 原始灰度
视
81 138 1 0 0 0 -221 -1 0 -1 一阶差分
67 -107 -1 0 0 -221 220 -1 -1
二阶差分
觉
CV
计
二、边缘检测
6、边缘与噪声
算
机
视
觉
CV
计
视
l 遥感应用：普通摄像机、红外（气象卫星）、 雷达（海洋卫星）、多光谱（资源卫星）
觉 l 医学应用：X射线、CT、B超
l 安全鉴别、监视与跟踪 车辆识别、牌号识别
、人脸识别
l 国防应用：导弹
CV
计 4、应用领域 算 机 视 觉
CV
计 5、面临的困难
算
机l 视l
l
觉l
图像多义性 环境因素影响 知识导引 数据量
- 标定、重建、模型表达
3、运动分析
- 运动的表达、 运动分析
4、物体识别
CV
计
第二章 图像处理
算
机 边缘检测
视
- 图象处理的基本概念 - 边缘检测
觉
CV
计 一、有关图像处理的几个基本概念
算
机 • 数字图像：用二维阵列表示的影像，阵列元
视
素表示亮度值或灰度值
觉 • 图像处理
• 滤波
定义、分类
CV
基于感知群的物体识别理论框架、主动视觉理论框架、视 觉集成理论框架等。
CV
计 2、Marr视觉计算理论 ——三个层次 算 机 视 觉
CV
计 2、Marr视觉计算理论 ——三个阶段 算 机 视 觉
CV
计 2、Marr视觉计算理论 ——三个阶段 算 机 视 觉
CV
计 3、研究内容
算
机
l 输入设备：成像设备、数字化设备 l 低层视觉：图像处理（灰度处理与几何处理）
二、边缘检测
7、常规的边缘检测算子
算
机
• Robert算子
• Sobel算子
视
• Prewitt算子
觉 • 拉普拉斯算子
CV
计
二、边缘检测
8、带平滑的边缘检测算子
算
机
• LoG算子 高斯拉普拉斯算子
视
觉
CV
计
二、边缘检测
9、边缘的子像素级估计
算
机
• 边缘的子像素级估计的意义
• 边缘的子像素级估计的方法
视 发展阶段： 50年代的统计模式识别，二维的图像分析和识别
觉
60年代第一次做计算机视觉的实验室——“积木世界” 70年代麻省理工学院人工智能实验室，David Marr教授
提出不同于“积木世界”的计算视觉理论，到80年代成为
计算机视觉的最重要的理论框架
80年代中期，新概念、新方法、新理论不断涌现，如：
视
l 中层视觉：恢复深度，立体视觉、测距成像等， （标定与模型研究）
觉 l 高层视觉：由局部、分离的三维图生成完整的三
维图
l 体系结构：根据系统模型（非具体例子）来研
究系统的结构，有并行结构、分层结构、
信息流结构、拓扑结构等
CV
计 4、应用领域
算
机
l 工业应用 l 导航应用：Rocky 7火星探测器
视
l 图像平面坐标： l 摄像机坐标：
觉 l 场景坐标：
CV
计 7、成像几何基础——视觉系统坐标系 算 机 视 觉
CV
像素坐标
像平面坐标
计 7、成像几何基础——视觉系统坐标系 算 机 视 觉
CV
摄像机坐标
场景坐标
计 二、本课程的学习内容
算 机 1、图像处理与分析
- 边缘
视 2、三维模型的建立
觉