October 23, 2013
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. Kasturi and B. G. Schunck, Machine Vision, McGraw-Hill companies, Inc. 机械工业出版社， 2003.8。 L.G. Shapiro and G.C. Stockman, Computer Vision, Prentice Hall Inc, 2001. M. Sonka, V. Hlavac, and R. Boyle, Image processing, analysis, and machine vision , Chapman & Hall Computing, London, 2nd Edition, Brooks/Cole Publishing, 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, and R. 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

几何重构（Geometry reconstruction）
立体视觉(stereo vision) Shape from X (shading/motion/texture/contour/focus/de-focus/….)
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Ove 2013
教材
英文影印版：DA Forsyth and J. Ponce, Computer Vision: A Modern Approach, Prentice Hall. 1st edition (August 14, 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
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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）

中层视觉处理

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/perspective structure from motion 聚类分割/拟合线条、曲线、轮廓 clustering for segmentation, fitting line… 基于概率方法的聚类分割/拟合 跟踪 tracking 匹配 模式分类/关联模型识别 pattern classification/aspect graph recognition 距离数据（range data）/图像数据检索/基于图像的绘制
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相关学科与相关课程的联系
计算机图形学
集合论 线性代数 高等代数 最优化方法
。。。。。。。。。。。。
计算几何
机器视觉 计算机视觉
数字图象处理 模式识别 计算机视觉专题
（图象与视觉计算）
高级语言程序设计 数据结构 基础知识
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重 叠 量 反 应 相 关 程 度
计算机视觉 Computer Vision
艾海舟 2005年5月16日
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Outline
助教 教材与参考书 Web sites FTP sources Tools (Intel OpenCV, IPL,…) Demo 相关学科与相关课程的联系 Overview Introduction：Forsyth’s introduction on CV

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Tools
Intel OpenCV, IPL

Camera calibration (Zhang Zhengyou’s method) Face detection (a variation of Viola’s) Motion analysis and object tracking
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Overview (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
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Overview (4)
计算机视觉的信号处理层次 低层视觉处理
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Overview (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。
High dimensional image/video data lie in a very low dimensional manifold.
问题的不适定性
缺少约束的逆问题
• 2-view, 7 points in correspondence; (Faugeras) • 3-view, 6 points in correspondence; (Quan Long) • 3-view, 8 points with one missing in one of the three view. (Quan Long)
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Web sites
Google search

computer vision
Computer vision homepage Computer vision online Computer vision source codes Computer vision test data Computer vision ….

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）Lambertian surface BDRF (bi-directional reflectance distribution fucntion)
高层视觉处理

应用

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Overview (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 Signal processing approach: FFT, filtering, wavelets, … Subspace approach: PCA, LDA, ICA, … Bayesian inference approach: EM, Condensation/SIS/…, MCMC, …. Machine learning approach: SVM/Kernel machine, Boosting/Adaboost, NN/Regression, … HMM, BN/DBN, … Gibbs, MRF, …
优化问题
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Introduction
Forsyth’s introduction on CV
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Optical flow Lucas-Kanade algorithm

Estimators
Kalman Condensation
……………….
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demo
Face detection Object contour tracking Motion object detection and tracking ASM/AAM shape modeling Perceptual interface: smart room Visual surveillance Robotics vision 3D modeling, face animation ………
信号与系统 先后顺序
Overview (1)
计算机视觉的几何学基础

摄像机模型

运动估计
单摄像机(pinhole model/perspective transformation) 双摄像机 (epipolar geometry: fundamental matrix/essential matrix) 三摄像机及更多(multi-view geometry) 对应点问题（correspondence problem） 光流计算方法 刚体运动参数估计（minimal projective reconstruction）