计算机视觉课程大纲内容
一、课程简介
计算机视觉是一门研究如何使计算机从图像或视频中获取信息,并对其进行理解和分析的学科,本课程旨在介绍计算机视觉的基本概念、方法和技术,培养学生具备计算机视觉系统的设计、开发和应用能力。
二、课程目标
1、使学生了解计算机视觉的基本概念、发展历程和应用领域。
2、掌握计算机视觉中的图像处理、特征提取、目标检测、图像识别等关键技术。
3、培养学生运用计算机视觉技术解决实际问题的能力。
4、提高学生的编程能力和算法设计能力。
5、培养学生的创新思维和团队合作精神。
三、课程内容
1、计算机视觉概述
- 计算机视觉的定义和研究内容。
- 计算机视觉的发展历程和应用领域。
- 计算机视觉的基本问题和挑战。
2、图像处理基础
- 图像的表示和存储。
- 图像的灰度化和二值化。
- 图像的滤波和增强。
- 图像的几何变换。
3、特征提取
- 边缘检测。
- 角点检测。
- 区域提取。
- 颜色特征提取。
- 纹理特征提取。
4、目标检测
- 目标检测的基本概念和方法。
- 基于特征的目标检测算法。
- 基于深度学习的目标检测算法。
5、图像识别
- 图像识别的基本概念和方法。
- 基于模板匹配的图像识别算法。
- 基于深度学习的图像识别算法。
6、计算机视觉系统设计
- 计算机视觉系统的组成和工作流程。
- 计算机视觉系统的设计原则和方法。
- 计算机视觉系统的实现和优化。
7、深度学习基础
- 深度学习的基本概念和发展历程。
- 深度学习的基本原理和模型。
- 深度学习的训练和优化。
8、深度学习在计算机视觉中的应用
- 深度学习在目标检测中的应用。
- 深度学习在图像识别中的应用。
- 深度学习在图像分割中的应用。
- 深度学习在图像生成中的应用。
四、课程实践
1、图像处理实践
- 使用 Python 语言实现图像的灰度化、二值化、滤波和增强等操作。
- 使用 OpenCV 库实现图像的几何变换。
2、特征提取实践
- 使用 Python 语言实现边缘检测、角点检测和区域提取等操作。
- 使用 OpenCV 库实现颜色特征提取和纹理特征提取。
3、目标检测实践
- 使用 Python 语言实现基于特征的目标检测算法。
- 使用 OpenCV 库实现基于深度学习的目标检测算法。
4、图像识别实践
- 使用 Python 语言实现基于模板匹配的图像识别算法。
- 使用 OpenCV 库实现基于深度学习的图像识别算法。
5、计算机视觉系统设计实践
- 设计一个简单的计算机视觉系统,实现目标检测和图像识别功能。
- 对设计的计算机视觉系统进行优化和改进。
五、课程考核
1、平时作业
- 要求学生完成一定量的课后作业,包括编程作业和理论作业。
- 平时作业的成绩占总成绩的 30%。
2、实验报告
- 要求学生完成一定量的实验报告,包括实验目的、实验步骤、实验结果和实验分析等内容。
- 实验报告的成绩占总成绩的 30%。
3、期末考试
- 期末考试采用闭卷考试的方式,考试时间为 120 分钟。
- 期末考试的成绩占总成绩的 40%。
六、教材及参考资料
1、《计算机视觉:算法与应用》,作者:Richard Szeliski,出版社:清华大学出版社。
2、《深度学习入门:基于 Python 的理论与实践》,作者:伊知地英治,出版社:人民邮电出版社。
3、《OpenCV 实战》,作者:李刚,出版社:电子工业出版社。
4、《计算机视觉算法与应用》,作者:张正友,出版社:清华大学出版社。
5、《深度学习在计算机视觉中的应用》,作者:何恺明,出版社:人民邮电出版社。
七、教学方法
1、课堂讲授
- 采用多媒体教学手段,结合实例和演示,讲解计算机视觉的基本概念、方法和技术。
- 注重启发式教学,引导学生思考和探索问题。
2、实验教学
- 安排一定量的实验课程,让学生通过实践加深对计算机视觉技术的理解和掌握。
- 实验课程采用项目驱动的方式,让学生在实践中提高解决问题的能力。
3、讨论教学
- 组织学生进行讨论,让学生分享自己的学习心得和体会,促进学生之间的交流和合作。
- 鼓励学生提出问题和质疑,培养学生的创新思维和批判性思维。
八、教学资源
1、教材
- 《计算机视觉:算法与应用》,作者:Richard Szeliski,出版社:清华大学出版社。
- 《深度学习入门:基于 Python 的理论与实践》,作者:伊知地英治,出版社:人民邮电出版社。
- 《OpenCV 实战》,作者:李刚,出版社:电子工业出版社。
- 《计算机视觉算法与应用》,作者:张正友,出版社:清华大学出版社。
- 《深度学习在计算机视觉中的应用》,作者:何恺明,出版社:人民邮电出版社。
2、实验设备
- 计算机
- 摄像头
- 图像处理软件
- 深度学习框架
3、网络资源
- 计算机视觉在线课程平台
- 深度学习论坛
- 计算机视觉学术会议
九、教学进度安排
周次 | 教学内容 | 教学方法 | 实验内容 | 作业要求 |
1 | 计算机视觉概述 | 课堂讲授 | 无 | 无 |
2 | 图像处理基础 | 课堂讲授+实验教学 | 图像处理实践 | 课后作业:图像的灰度化、二值化、滤波和增强等操作。 |
3 | 特征提取 | 课堂讲授+实验教学 | 特征提取实践 | 课后作业:边缘检测、角点检测和区域提取等操作。 |
4 | 目标检测 | 课堂讲授+实验教学 | 目标检测实践 | 课后作业:基于特征的目标检测算法。 |
5 | 图像识别 | 课堂讲授+实验教学 | 图像识别实践 | 课后作业:基于模板匹配的图像识别算法。 |
6 | 计算机视觉系统设计 | 课堂讲授+实验教学 | 计算机视觉系统设计实践 | 课后作业:设计一个简单的计算机视觉系统,实现目标检测和图像识别功能。 |
7 | 深度学习基础 | 课堂讲授 | 无 | 无 |
8 | 深度学习在计算机视觉中的应用 | 课堂讲授+实验教学 | 深度学习在计算机视觉中的应用实践 | 课后作业:基于深度学习的目标检测算法。 |
9 | 深度学习在计算机视觉中的应用 | 课堂讲授+实验教学 | 深度学习在计算机视觉中的应用实践 | 课后作业:基于深度学习的图像识别算法。 |
10 | 深度学习在计算机视觉中的应用 | 课堂讲授+实验教学 | 深度学习在计算机视觉中的应用实践 | 课后作业:基于深度学习的图像分割算法。 |
11 | 深度学习在计算机视觉中的应用 | 课堂讲授+实验教学 | 深度学习在计算机视觉中的应用实践 | 课后作业:基于深度学习的图像生成算法。 |
12 | 课程复习 | 课堂讲授 | 无 | 无 |
13 | 课程考试 | 闭卷考试 | 无 | 无 |
十、注意事项
1、学生在学习计算机视觉课程之前,应该具备一定的数学基础和编程基础。
2、学生在学习计算机视觉课程过程中,应该注重理论与实践相结合,通过实践加深对理论知识的理解和掌握。
3、学生在完成实验报告和课程作业时,应该认真对待,严格按照要求进行撰写和提交。
4、学生在参加课程考试时,应该认真复习,严格遵守考试纪律。
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