1、全套PPT课件第1章计算机视觉概述.pptx第2章 Python 与OpenCV 运行环境.pptx第3章图像预处理.pptx第4章图像特征提取.pptx第5章图像分类.pptx第6章神经网络基础.pptx第7章卷积神经网络的基本概念.pptx第8章目标检测.pptx第9章其他深度学习网络.pptx第10章人脸表情识别研究.pptx第1章计算机视觉概述本课件是可编辑的正常PPT 课件目 录1.1计算机视觉的研究目标及相关历史1.2计算机视觉的发展1.3计算机视觉的任务1.4计算机视觉与其他学科的关系计算机视觉1.1计算机视觉的研究目标及相关历史人类视觉系统：计算机视觉系统：桥，水，树，花，绿色
2、等结果：春天的花园一、人类视觉系统与计算机视觉系统计算机视觉图像(或视频)感知结果解释设备感应装置 w计算机视觉(Computer Vision,CV):是一门研究如何让计算机实现人类视觉系统功能的学科。简单说，就是给计算机安装上眼睛(摄像机)和大脑(算法),让计算机像人一样去看、去感知环境。计算机视觉的主要的目标：让计算机通过数值矩阵认识图片并完成特定的任务。计算机视觉计算机所看到的3325540TVNIINEJUUT+HJ54823036305二、计算机视觉历史回顾 生物视觉的发展EVOLUTUNSBIGBANGScovenes showthiat life as we knowitcme
3、edthepee计算机视觉BOSNIA THEDEA AND THEDANGER 机器视觉的发展本课件是可编辑的正常PPT课件计算机视觉脑中电信号记录电极大脑 视 觉 区 本课件是可编辑的正常PPT课件计算机视觉 人类视觉神经的启迪激励信号Block world Larry Roberts,1963通过计算机程序从数字图像中提取诸如立方体、楔状体、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。1.2计算机视觉的发展本课件是可编辑的正常PPT课件计算机视觉(c)Differontiatedpicture.(d)Feature points selected.(b)Compute
4、r display,of picture(reflected by mistake).(a)Original picture.1970 David Marr提出了计算视觉理论edge image2 Dsketch3-Dinput imagemodelCopyaighted MaterialVISION3-D Model Representation3-D models hierarchically organised interms of surface and volumetricprimitivesPrimalSketchZero crossings,blobs,edges,bars,en
5、ds,virtual lines,groups,curvesboundaries.21/2-DSketchLoc al surface orientation anddiscontinuities in depth and in surfaceorientation本课件是可编辑的正常PPT 课件计算机视Copynohted MatenalPerceivedintensitiesInput ImageDavidMarrFOEWORD BYShimon UllmanEaCTomaso Poggio第一阶段抽取原始图像的边缘、纹理、线条、边界等基本特征，这些特征的集合称为基元图第二阶段第三阶段在以
6、观测者为中心的坐标中，由输入图像和基元图恢复场景信息(深度、法线方向、轮廓等),这些信息包含了深度信息，但不是真正的物理三维表示因此，称为二维半图在以物体为中心的坐标系中，由基元图、二维半图提升到三维表达计算机视觉本课件是可编辑的正常PPT课件 视觉神经系统认知过程本课件是可编辑的正常PPT 课件计算机视觉 卷积神经网络f.mapsInputf.mapsOutputConvolutionsSub samplingConvolutions Sub sampling Fully connected-CNN 由许多神经网络层组成。卷积和池化这两种不同类型的层通常是交替的。网络中每个滤波器的深度从左到
7、右增加。最后通常由一个或多个全连接层组成-生物视觉中的“局部感受野”是卷积神经网络的理论基础-20 世纪80 年代卷积神经网络技术的实现，使计算机视觉的研究迈上了一个新台阶Feature maps本课件是可编辑的正常PPT 课件计算机视觉YOLOFast RCNN InceptionVGGNet2012201320142015201620172018ZFNetSPPNets MultiBoxAlexNet RCNNOverFeatSSDMask RCNN Cascade RCNNResNet Faster RCNN-深度学习技术发展计算机视本课件是可编辑的正常PPT 课件-CNN 和深度神经网
8、络才流行起来的原因一是CPU 和GPU 的计算能力不断加强，尤其是GPU 的并行能力对于神经网络中的计算很有帮助。二是大数据，无论是什么样的机器学习算法，没有足够的数据量都容易overfitting,而现在有了足够大的有标记的数据库。互联网技术的飞速发展为深度学习技术的应用提供了海量的数据2010-2014基于ImageNet 上的图像分类竞赛计算机视本课件是可编辑的正常PPT 课件1.3计算机视觉的任务计算机视本课件是可编辑的正常PPT 课件 图像分类目标检测本课件是可编辑的正常PPT 课件计算机视觉FCN-8s本课件是可编辑的正常PPT 课件计算机视觉SDS17 GroundTruthIm
9、age 图像语义分割Figure 3.Two sets of images were generated from thei respative latentcodes(sources Aand B);the rest of theimages were generated by copyinga specified subset of styles from source Bandtakingthe rest from source A.Copying the styles correspondingtocoarse spatialresolutiam(42-8)brings high le
10、nvdlaspacts sach as pov.general hair syle.fice shape.andcyeglases fiom source.while all colar(eyes,hair,lighting)and finer facial features resemble A.If we insteadcopythe styles of middie resolutions(16-322)from B,we inherit smaller scale facial features,hair style,eyes open/cknsed from B.while the
11、pose,general face shape,andeyeglasses from Aare preservedFinully copping thie fne spies(st-102f2imom.B ring.nuinly the cshy cheme and micrnirwture.图像生成计算机视觉本课件是可编辑的正常PPT课件计算机视 视频分类自动控制机器人人工智能机器视觉机器学习计算机视觉成像技术神经生物学1.4计算机视觉与其它学科的联系本课件是可编辑的正常PPT 课件计算机视觉图像处理信号处理物理学数学第2章Python与OpenCV 运行环境本课件是可编辑的正常PPT 课件
12、2.1 Python环境配置2.2 OpenCV 环境配置2.3 OpenCV视觉库模块功能计算机视觉2.1 Python语言Python是一门计算机编程语言。结合了解释性、编译性、互动性和面向对象的高层次计算机编程语言；1989年荷兰Guido 发明了一种面向对象的解释型编程语言开放源代码；python 设计哲学：优雅、明确、简洁。本课件是可编辑的正常PPT 课件计算机视一、基本概念Python 解释器是将python 源码高级语言解析为二进制机器语言的工具。通常说安装python就是指安转python解释器。PythonpythonDownloadsAll releasesDocument
13、ationCommunityDownload for WindowsPython 3.10.4Note that Python 3.9+cannot be used on Windows 7 ormany operating systems andenvironments.Alternative implementationsPython is a programmingN oltat hne OgSuyaogu aer etlho oakti nlgef otsr?Pyyot huo nwc aon rbke uqs eud iocnklyand integrate systems more
14、 effectively.2 Learn More本课件是可编辑的正常PPT 课件计算机视觉正如在电脑上编辑文档需要用Word、处理数据需要用Excel、做演示文稿需要用PPT、修图需要用PS一样，编写代码也需要特定的工具。而这个用来编写代码的工具就叫做编辑器。Python 的编辑器有很多，有Python 解释器自带的 IDLE、基于iPython 的JupyterNotebook、也有如PyCharm、Spyder、Wing IDE等主要针对Python 代码编辑的编辑器；还有很多编辑器，如SublimeText、vSCode、Vim等适合各种编程语言的编辑器。Python 最大的优点之一就
15、在于其丰富的库，pip(packageinstallerfor Python)就是库管理工具，通过pip 就可以安装、卸载、更新众多的库。Pythonpip,pip(最大的优点之一就在于其丰富的库的包安装程序)就是库管理工具，通过pip就可以安装、卸载、更新众多的库。安 装 python涉 及 到 python解 释 器pip 包 管 理 工 具 者 3 个 工 具本课件是可编辑的正常PPT课件计算机视觉推荐选择Python3 的较新版本；寻找Python3 的教程和代码；旧 的Python2.7 的代码转换成3的版本：运 用 第 三 方 工 具(Python2.x 和 Python3.x 不
16、兼容)。二、Python解释器版本一般说的安装Python 就是指安装Python 解释器，因此Python 解释器必须安装。目前，Python 有两个流行的版本Python2 和Python3。Python2 已 停 止 更 新 的 最 高 版 本 是Python2.7;本课件是可编辑的正常PPT 课件计算机视PYTHON3PYTHON2三、安装Python解释器+第三方编辑器Pycharm在Windows上安装Python解释器。Python 安装包下载地址：http:/localhost/cache/6154240010010001/png/downloa选择Python 3.9.x的版
17、本，点击Download计算机视觉点进去之后，滚动到下面，选择Windows installer(64-bit)的版本这也是官方推荐(Recommended)的说明：以Windows x86-64开头 的 是 6 4 位的 Python 安装程序，目前主流步骤4:点击前面的Version 超链接下载本课件是可编辑的正常PPT 课件计算机视觉勾选Add Python 3.9 to PATH,这样可以将Python命 令 工 具 所 在 目 录 添 加 到系统Path 环境变量中，以后 开 发 程 序 或 者 运 行计算机视本课件是可编辑的正常PPT 课件Python 命令会非常方便Python
18、3.8.1(64-bit)SetupInstall Python 3.8.1(64-bit)Select Install Now to install Python with default settings,or choose Customize to enable or disable features.默 认 安 装Install NowC:UsersmozhiyanAppDataLocalProgramsPythonPythc Customizeinstallation Choose location and features自定义安装Install launcher for all
19、users(recommended)Add Python 3.8 to PATHpython windowsCancelPython 3.8.1(64-bit)SetupOptional FeaturesDocumentationInstalls the Python documentation file.pipInstalls pip,which can download and install other Python packages.td/tk and IDLEInstalls tkinter and the IDLE development environment.Python te
20、st suiteInstalls the standard library test suite.py launcherfor all users(requires elevation)Installs the global py launcher to make it easier to start Python.BackNextpythonwindowsCancel选择自定义安装Python 支持两种安装方式，默认安装和自定义安装：默认安装会勾选所有组件，并安装在 C 盘；自定义安装可以手动选择要安装的组件，并安装到其它盘符。计算机视本课件是可编辑的正常PPT 课件选择好你常用的安装目录，
21、点击“Install”,等待几分钟就可以完成安装BrowseCancelanced Optionsall for all usersociate files with Python(requires the py launcher)ate shortcuts for installed applicationsPython to environment variablesackecompile standard library wnload debugging symbolsownload debug binaries(requires y52015 or later)AdvInstAssCr
22、eAddPrDoDCusto D:ProBmize install location gram Files选择常用的软件安装目录 计算机视本课件是可编辑的正常PPT 课件Install安装 完 成 以后，打 开 Windows计算机视本课件是可编辑的正常PPT 课件的命令 行程序(命令提 示 符),在窗 口 中输入python命令(注意字母 p是 小 写 的),如 果 出现Python 的版本信息，并看到命令提示符 就说明安装成功了运行python命 令 启 动 的 是python 交互式编程环境，我们可以在后面输入代码，并立即看到执行结果按 下Ctrl+Z快 捷 键，或 者 输exit()命
23、 令 即 可 退 出 交 互 式 编 程环境，回 到 Windows命令 行程序计算机视本课件是可编辑的正常PPT 课件IDLE的 全 称 是IntegratedDevelopmentandEnvironment 是Python 自发和学习环境Learning带 的集成开Windows开 始搜 索IDLE打开窗口Python 解释器3.4 以后 的版本 自带pip 包管理工具，且 自 带代码编辑器IDLE,因此安装了3.4 之后的版本的解释器就相当于安装了3 个工具。量的正常PPT课件计算机视觉码，在全部编写完成后一起执行File-New File菜单项，将打开一个新窗 口，在该窗 口 中，可
24、以直接编写Python 代码py 是 Python 文件的扩展名在菜单栏中选择“Run -RunModule 菜单项在实际开发中，通常不能只包含一行代码，当需要编写多行代码时，可以单独创建一个文件保存这些代计算机视本课件是可编辑的正常PPT 课件但是，由于Python 解释器自带的IDLE 不好使用，只适合少量代码编辑。因此，一般会再安装一个第三方的编辑器，如pycharm,vscode等。Python安装包下载地址：https:/ 进入FiitersToolbox App Grooy otiectecWebStormPyCharm 安装，PyCharm 是由JetBrains 开发的IDE不
25、安全|wwwjetbrainscom/productshtml计算机视本课件是可编辑的正常PPT 课件PyCharm有两个版本专 业 版(收费)Professional社区版(免费)Community社区版功能上少一点，不过我们学习足够了计算机视本课件是可编辑的正常PPT 课件选中下载下来的文件，点击右键选择“以管理员身份运行计算机视本课件是可编辑的正常PPT 课件PyCharm Community Edition SetupLocationXChoose InstallChoose the folder in which to install PyCharm Community Editio
26、n.Setup will install PyCharm Community Edition in the following folder.To install in a different folder,dick Browse and select another folder.Click Next to continue.Destination Folder:Program FilesVetBrailksPyCharm Community Edition 2021.3.3Browse.Spacerequired:1.2GBSpace available:19.3GBCancel可以保持默
27、认的安装目录如果需要更改，点击Browse选择一个自己喜欢的安装位置点击Next计算机视本课件是可编辑的正常PPT 课件勾选Create Desktop Shortcut创建一个桌面快捷方式，其他的选项可以忽略不选点击NextCreate Desktop ShortautPyCharm Community EditionUpdate Context Menu Add Open Folder as ProjectCreate AssociationsUpdate PATH Variable(restart needed)Add binfolder to the PATHInstallation
28、OptionsConfigure your PyCharm Community Edition installationPyCharm Community Edition Setup计算机视本课件是可编辑的正常PPT 课件Cancel.pyPyCharm Community Edition SetupCompleting PyCharm Community Edition SetupPyCharm Community Edition has been installed on your computer.Click Finish to dose Setup.Run PyCharm Commun
29、ity Edition安装完毕后，可以不直接Run PyCharm计算机视本课件是可编辑的正常PPT 课件等一会用桌面的快捷方式图标运行点击FinishpythonPython 3.9.13 I packaged by conda-forge (main,MayType,help,copyright,credits import cv2272022,16:51:29)MSC v.192964 bit(AMD64)on win32or license for more information.计算机视觉Cxcore基本结构和算法、XML 的支持、绘图函数OpenCV的CV模块包含基本的图像处理函
30、数和高级的计算机视觉算法。ML是机器学习库，包含一些基于统计的分类和聚类工具。HighGUI 包含图像和视频输入/输出的函数。CXCore 包含OpenCV的一些基本数据结构和相关函数。本课件是可编辑的正常PPT 课件计算机视觉2.30penCV视觉库模块CV包含图像处理和视觉算法HighGUI 包含图像处理和视觉算法ML包含图像处理和视觉算法本课件是可编辑的正常PPT 课件计算机视1.图像的读、写、显示(1)图像读取cv2.imread(文件名，显示控制参数),第一个参数是图像文件名，第二个参数是要告诉函数应该如何读取这幅图像。cv2.IMREAD COLOR:读入一副彩色图像，图像的透明度
31、会被忽略，这是默认参数。cv2.IMREAD GRAYSCALE:以灰度模式读入图像。(2)图像显示cv2.namedWindow(窗 口名),创建指定名称的窗 口。cv2.imshow(窗口名，图像名),在指定的窗口显示图像。cv2.destroyWindow(窗 口名),删除指定窗 口。cv2.destroyAllWindow(),删除所有窗口。cv2.waitKey(delay),键盘绑定函数，当decay0 时，等待delay 毫秒；当decay0,以Y 轴为对称轴翻转；flipCode图像滤波，即在尽量保留图像细节特征的条件下对目标图像的噪声进行抑制，是图像预处理中不可缺少的操作；如
32、低通滤波器会滤除信号中的高频成分，从而达到去噪的效果。滤波方法：空间域法和频率域法.空间域方法主要是在空间域内对图像像素直接运算处理。频率域方法就是在图像的某种变换域，对图像的变换值进行运算，如先对图像进行付立叶变换，再对图像的频谱进行某种计算(如滤波等),最后将计算后的图像逆变换到空间域。1.空间平滑域滤波(1)均值滤波器每一个像素值用其局部邻域内所有值的均值置换hi,j=k,M其中，M 是邻域N 内的像素点总数。在像素点i,j 处取3X3邻域，得：hi,j=9k,l.+jl=j1计算机视觉本课件是可编辑的正常PPT 课件均值滤波器的实现：进行卷积模板的等权值卷积运算实现。吐味Ps BP P
33、.B P11hi11X1119本课件是可编辑的正常PPT课件计算机视觉3X3 窗口7X7 窗口邻域 N的大小控制着滤波程度，对应大卷积模板的大尺度邻域会加大滤波程度.作为去除大噪声的代价，大尺度滤波器也会导致图像细节的损失.本课件是可编辑的正常PPT 课件计算机视觉0(2)高斯平滑滤波高斯滤波器是一类根据高斯函数的形状来选择权值的线性平滑滤波器.高斯平滑滤波器对去除服从正态分布的噪声是很有效的.一维零均值高斯函数为：本课件是可编辑的正常PPT课件计算机视其中，高斯分布参数 决定了高斯滤波器的宽度.处于掩膜中心位置的像素权值较大，距离掩膜中心较远的像素权值较小，这是为了减小平滑处理中的模糊现象。需要注意的是，该掩膜所有系数的和为16,那么掩膜中心位置的滤波响应可表示为：本课件是可编辑的正常PPT 课件高斯滤波器可认为是一种线性加权的均值滤波器。高斯滤波模板121242121计算机视觉(3,3
