涉及数字图像处理，摄像机标定，立体视觉的计算机视觉PPT

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1、计算机视觉孙明竹课程信息主讲人：孙明竹实验室：伯苓楼机器人所602室课程成绩：平时作业(10％)＋期末考试(40％)答疑：当面、电话、邮件主要参考书马颂德，张正友《计算机视觉——一种理论与算法基础》，科学出版社，1998DavidForsyth，JeanPonce《计算机视觉——一种现代的方法》，清华大学出版社，2004RafaelGonzalesetal《数字图像处理(MATLAB版)》，电子工业出版社，2005MilanSonkaetal《图像处理、分析与机器视觉》，人民邮电出版社，2002期刊、会议论文……善于

2、使用网络：官网、论坛、主页、博客、Wikipedia、google、百度……绪论Introduction主要内容第1章绪论1.1.计算机视觉（ComputerVision）的概念1.2.计算机视觉的发展1.3.Marr的计算视觉理论框架1.4.课程主要内容补充：matlab程序设计1.1.计算机视觉的概念WhyVision？视觉是人类最重要的感觉，人类认识外界信息80%来自视觉计算机视觉的概念利用各种成像系统代替人类的视觉器官作为输入手段，由计算机来代替大脑完成处理和解释计算机视觉的最终目标使计算机像人那样，通过视觉

3、观察和理解世界，具有自主适应环境的能力1.1.计算机视觉的概念计算机视觉当前的研究目标使计算机具有通过二维图像认知三维环境的能力：感知三维环境中物体的几何信息，包括形状、位置、姿态、运动等对它们进行描述、存储、识别与理解计算机视觉与相关学科的关系图像处理(ImageProcessing)图像处理，人是最终的解释者计算机视觉，计算机是图像的解释者模式识别(PatternRecognition)根据从图像中抽取的统计特性或结构信息，把图像分成设定的类别计算机视觉、图像处理与模式识别计算机视觉与相关学科的关系计算机图形学（

4、ComputerGraphics）计算机图形学是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学计算机图形学：从三维描述到二维图像显示计算机视觉：从二维图像数据到三维描述计算机视觉与机器视觉（Machinevision）基本理论框架、底层理论、算法相似研究的最终目不同1.2.计算机视觉的发展发展概况20世纪50年代：统计模式识别二维图像分析和识别，如光学字符识别、工件表面、显微图片和航空图片的分析和解释等20世纪60年代：Roberts的三维积木世界通过计算机程序从数字图像中提取出诸如立方体、楔形体

5、、棱柱体等多面体的三维结构，并对物体形状及物体的空间关系进行描述开创了以理解三维场景为目的的三维视觉研究后人解决了由线段解释景物和处理阴影等问题1.2.计算机视觉的发展三维积木世界1.2.计算机视觉的发展发展概况（续）20世纪70年代：Marr为代表的计算理论核心是从图像恢复物体的三维形状提出要从不同层次去研究信息处理的问题对计算理论和算法实现，特别强调计算理论的重要性20世纪80年代：主动视觉(ActiveVision)主动视觉的四个特征：主动性(Active)、选择性(Selective)、目的性(Purposi

6、ve)、定性性(Qualitative)对计算机视觉新的理解：根据任务，调整成像参数，选择感兴趣的区域，获取相关的图像信息计算机视觉的困难与问题计算机视觉是一个逆问题输入：二维灰度图像输出：三维物体的几何特征、位置视觉信息多种多样，视觉知识的表达很困难图像数据量巨大，信息存储与检索困难对生理学、神经生物学等的研究有待深入计算机视觉的应用自主车导航目标跟踪工业应用：产品检验、柔性装配、海洋石油开采、海底勘察医疗和军事应用：医疗外科手术……计算机视觉的应用VideofromICRA/IROS自主车导航高速动态场景中的运动

7、障碍物检测显著区域检测外科手术机器人其他视频121.3Marr的计算视觉理论框架视觉系统研究的三个层次计算理论层次：回答系统各个部分的计算目的与计算策略（各部分的输入输出，之间的关系变换，之间的约束）表达与算法层次：视觉系统的研究应给出各部分(各模块)的输入、输出和内部的信息表达，以及实现计算理论所规定的目标的算法硬件实现层次：如何用硬件实现以上算法1.3Marr的计算视觉理论框架视觉信息处理的三个阶段1）低层视觉（Low-levelvision）构成要素图（primalsketch），要素图由二维图像中的边缘点、直

8、线段、曲线、顶点、纹理等基本几何元素或特征组成2）中层视觉（Intermediate-levelvision）构成对环境的2.5维描述，在以观察者为中心的坐标系中描述部分的、不完整的三维信息3）高层视觉（High-levelvision）从2.5维描述得到物体的完整三维描述，三维结构在以物体为中心的坐标系中表示1.4课程内容绪论——计算机视觉的