计算机视觉 清华大学

March8,2020计算机视觉ComputerVision艾海舟2005年5月16日March8,2020Outline助教教材与参考书WebsitesFTPsourcesTools(IntelOpenCV,IPL,…)Demo相关学科与相关课程的联系OverviewIntroduction：Forsyth’sintroductiononCVMarch8,2020教材英文影印版：DAForsythandJ.Ponce,ComputerVision:AModernApproach,PrenticeHall.1stedition(August14,2002);Contents~daf/book.html清华大学出版社中文翻译版：林学言，王宏等，《计算机视觉：一种现代的方法》，2004年6月；电子工业出版社March8,2020参考书马颂德，张正友，《计算机视觉》，科学出版社，北京，1998。R.Jain,R.KasturiandB.G.Schunck,MachineVision,McGraw-Hillcompanies,Inc.机械工业出版社，2003.8。L.G.ShapiroandG.C.Stockman,ComputerVision,PrenticeHallInc,2001.M.Sonka,V.Hlavac,andR.Boyle,Imageprocessing,analysis,andmachinevision,Chapman&HallComputing,London,2ndEdition,Brooks/ColePublishing,2002.(影印)图像处理、分析与机器视觉，人民邮电出版社M.Sonka,V.Hlavac,andR.Boyle,(艾海舟、武勃等译),图像处理、分析与机器视觉，人民邮电出版社,2003.9。目录March8,2020WebsitesGooglesearchcomputervisionComputervisionhomepageComputervisiononlineComputervisionsourcecodesComputervisiontestdataComputervision….Papersearch我的课程网站ftp:User:内容数字图象处理（本科生课）计算机视觉专题（图像与视觉计算）（研究生课）---------计算机视觉的资料见books专家系统（研究生课，已停）March8,2020ToolsIntelOpenCV,IPLCameracalibration(ZhangZhengyou’smethod)Facedetection(avariationofViola’s)MotionanalysisandobjecttrackingOpticalflowLucas-KanadealgorithmEstimatorsKalmanCondensation……………….March8,2020demoFacedetectionObjectcontourtrackingMotionobjectdetectionandtrackingASM/AAMshapemodelingPerceptualinterface:smartroomVisualsurveillanceRoboticsvision3Dmodeling,faceanimation………March8,2020相关学科与相关课程的联系数字图象处理计算机视觉模式识别机器视觉计算机图形学线性代数集合论高级语言程序设计数据结构先后顺序重叠量反应相关程度基础知识计算机视觉专题（图象与视觉计算）高等代数最优化方法。。。。。。。。。。。。信号与系统计算几何March8,2020Overview(1)计算机视觉的几何学基础摄像机模型单摄像机(pinholemodel/perspectivetransformation)双摄像机(epipolargeometry:fundamentalmatrix/essentialmatrix)三摄像机及更多(multi-viewgeometry)运动估计对应点问题（correspondenceproblem）光流计算方法刚体运动参数估计（minimalprojectivereconstruction）•2-view,7pointsincorrespondence;(Faugeras)•3-view,6pointsincorrespondence;(QuanLong)•3-view,8pointswithonemissinginoneofthethreeview.(QuanLong)几何重构（Geometryreconstruction）立体视觉(stereovision)ShapefromX(shading/motion/texture/contour/focus/de-focus/….)March8,2020Overview(2)计算机视觉的物理学基础摄像机及其成像过程视点、光源、空间中光线、表面处的光线….明暗shading、阴影shadow光学/色彩light/color辐射学，辐照率…radiometry,物体表面特性漫反射表面（各向同性）LambertiansurfaceBDRF(bi-directionalreflectancedistributionfucntion)March8,2020Overview(3)计算机视觉的图像模型基础摄像机模型及其校准内参数、外参数图像特征边缘、角点、轮廓、纹理、形状…图像序列特征(运动)对应点、光流March8,2020Overview(4)计算机视觉的信号处理层次低层视觉处理单图像：滤波/边缘检测/纹理多图像：几何/立体/从运动恢复仿射或透视结构affine/perspectivestructurefrommotion中层视觉处理聚类分割/拟合线条、曲线、轮廓clusteringforsegmentation,fittingline…基于概率方法的聚类分割/拟合跟踪tracking高层视觉处理匹配模式分类/关联模型识别patternclassification/aspectgraphrecognition应用距离数据（rangedata）/图像数据检索/基于图像的绘制March8,2020Overview(5)计算机视觉的数学基础摄影几何、微分几何概率统计与随机过程数值计算与优化方法机器学习计算机视觉的基本的分析工具和数学模型Signalprocessingapproach:FFT,filtering,wavelets,…Subspaceapproach:PCA,LDA,ICA,…Bayesianinferenceapproach:EM,Condensation/SIS/…,MCMC,….Machinelearningapproach:SVM/Kernelmachine,Boosting/Adaboost,NN/Regression,…HMM,BN/DBN,…Gibbs,MRF,…March8,2020Overview(6)计算机视觉问题的特点高维数据的本质维数很低，使得模型化成为可能。Highdimensionalimage/videodatalieinaverylowdimensionalmanifold.问题的不适定性缺少约束的逆问题优化问题March8,2020IntroductionForsyth’sintroductiononCV