【计算机视觉】关键考点

计算机标定

计算机标定的流程?

1.求解内参矩阵和外参矩阵的积H

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当一张图片上的标定板角点数量等于4时,即可求得该图片对应的矩阵H 。当一张图片上的标定板角点数量大于4时,利用最小二乘法回归最佳的矩阵H 。

最小二乘法:简单地说就是通过n组X(u,v)和Y(U,V),求解八个参数。

https://blog.youkuaiyun.com/W1995S/article/details/118153146

2.求解内参矩阵

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3.求解外参矩阵

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4、标定相机的畸变参数

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r为图像像素点到图像中心点的距离,即 image-20221204181517165

在这里,x->u y->v

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边缘检测

Canny边缘检测的流程是什么?

Canny 边缘检测分为如下几个步骤:

(1)应用高斯滤波平滑图像,目的是去除噪声。

滤波的目的是平滑一些纹理较弱的非边缘区域,以便得到更准确的边缘。在实际处理过程中,通常采用高斯滤波去除图像中的噪声。

(2)计算图像梯度,得到可能边缘;

在这里插入图片描述

(3)应用非最大抑制技术来消除边误检;

通过以上描述可知,该步骤是边缘细化的过程。针对每一个像素点:
如果该点是正/负梯度方向上的局部最大值,则保留该点。
如果不是,则抑制该点(归零)。

(4)应用双阈值的方法筛选边缘信息;

因此设置两个阀值,分别为高阀值(maxVal)和低阀值(minVal)。根据当前边缘像素的梯度幅度与这两个阀值之间的关系,判断边缘的属性,具体步骤如下:
   ①如果当前边缘像素的梯度幅度大于或等于高阀值,则将当前边缘像素标记为强边缘(需要保留)。
  ②如果当前边缘像素的梯度幅度介于高阀值与低阀值之间,则将当前边缘像素标记为虚边缘(需要保留)。
  ③如果当前边缘像素的梯度幅度小于或等于低阀值,则抑制当前边缘像素(需要抛弃)。

(5)利用滞后技术来跟踪边界。

Sobel算子边缘检测

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角点检测

Harris角点检测

Harris角点检测的基本思想:算法基本思想是使用一个固定窗口在图像上进行任意方向上的滑动,比较滑动前与滑动后两种情况,窗口中的像素灰度变化程度,如果存在任意方向上的滑动,都有着较大灰度变化,那么我们可以认为该窗口中存在角点。

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决策树

决策树的建立

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卷积神经网络

卷积神经网络简述?

卷积神经网络是一种前馈神经网络,由一个或多个卷积层和顶端的全连通层组成,同时也包括关联权重和池化层。

卷积层可以产生一组平行的特征图,功能是对输入数据进行特征提取。它通过在输入图像上滑动不同的卷积核并执行一定的运算而组成。此外,在每一个滑动的位置上,卷积核与输入图像之间会执行一个元素对应乘积并求和的运算以将感受野内的信息投影到特征图中的一个元素。

卷积层中包含激励函数以协助表达复杂特征。

池化层(pooling layer)

在卷积层进行特征提取后,输出的特征图会被传递至池化层进行特征选择和信息过滤,它实际上是一种非线性形式的降采样。池化层包含预设定的池化函数,其功能是将特征图中单个点的结果替换为其相邻区域的特征图统计量。池化层选取池化区域与卷积核扫描特征图步骤相同,由池化大小、步长和填充控制。

完全连接层

最后,在经过几个卷积和最大池化层之后,神经网络中的高级推理通过完全连接层来完成。就和常规的非卷积人工神经网络中一样,完全连接层中的神经元与前一层中的所有激活都有联系。卷积神经网络中的全连接层等价于传统前馈神经网络中的隐含层。全连接层位于卷积神经网络隐含层的最后部分,并只向其它全连接层传递信号。

输出层

卷积神经网络中输出层的上游通常是全连接层,因此其结构和工作原理与传统前馈神经网络中的输出层相同。对于图像分类问题,输出层使用逻辑函数或归一化指数函数输出分类标签。

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反向传播算法的流程?

简介:

在神经网络中,正向传播用于模型的训练,模型中的参数不一定达到最佳效果,需要进行“反向传播”进行权重等参数的修正。此外,神经网络每层的每个神经元神经元都可以根据误差信号修正每层的权重

反向传播算法的计算?

例题一:

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一个更加详细的例子:https://blog.youkuaiyun.com/baidu_41774120/article/details/125764136

例题二

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例题三:

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色彩转换

RGB转HSI

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HSI转RGB

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直方图均衡化

直方图均衡化的流程

了解直方图均衡化的原理之后,我们以一个简单的例子来手工计算均衡化后的图像。这里我们假设存在以下这张图像(假定图像的灰度级范围是 [0, 9]):

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计算过程如下:

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朴素贝叶斯

朴素贝叶斯计算

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<think>好的,用户需要一份计算机视觉期末考试的快速复习指南。首先,我得回顾一下用户之前的提问和我的回答,确保内容连贯。用户之前询问了考试相关资料和题目,涉及概念题、简答题、证明题和编程题,现在想要快速复习的方法。用户提到的引用内容中,哈工大的复习方法强调王道书和往年题,这可能意味着练习往年题是关键。另外,中科大zq老师的网课可能覆盖了基础理论,但考试复习需要更针对性的策略。用户还提到计算机视觉教程中的显著性检测和神经网络部分,这些可能是重点章节。接下来,我需要整理出快速复习的关键点。首先,核心章节通常包括图像处理基础、特征提取、相机模型、深度学习应用等。用户之前的问题也涉及这些内容,比如SIFT、RANSAC、CNN等。结合引用中的资料,复习应分模块进行,每个模块总结核心公式和算法,辅以例题和代码示例。 注意用户提到的系统指令,特别是LaTeX格式的使用。需要确保数学公式正确,例如相机的投影矩阵、卷积操作的时间复杂度等。例如,相机投影模型需要写成$$\mathbf{x} =K[R|t]\mathbf{X} $$,并正确引用文献。 编程题部分,用户之前提供的卷积示例代码需要保留,但可能需要简化或添加注释,帮助理解。另外,结合神经网络的内容,可以加入CNN的简单实现,如使用PyTorch或Keras的代码片段。复习方法方面,建议用户先过核心概念,再刷往年题,最后通过思维导图串联知识点。时间分配上,2天概念,1天刷题,1天综合练习。引用中的王道书和往年题是关键,要强调其重要性。最后,生成相关问题需要考虑用户之前的问题,例如图像配准、图像金字塔、RANSAC的局限性、语义分割和相机标定。这些问题应覆盖理论、算法和应用,帮助用户自查。需要检查所有公式是否正确使用LaTeX,行内公式用$...$,独立公式用$$...$$,并确保引用标记正确,如[^1]、[^2]、[^3]。同时,保持回答结构清晰,分模块和步骤,让用户易于跟随。</think>### 计算机视觉期末考试快速复习指南 #### 一、核心知识模块速览 1. **图像基础与特征提取** - **关键公式**:像素亮度计算 $I(x,y) = \frac{R+G+B}{3}$,对比度量化 $C = \sigma(I)$($\sigma$为灰度标准差)[^2] - **SIFT算法**:通过尺度空间金字塔($$ L(x,y,\sigma) = G(x,y,\sigma) * I(x,y) $$)实现尺度不变性,结合关键点方向直方图[^1] - **代码示例**: ```python import cv2 sift = cv2.SIFT_create() kp, des = sift.detectAndCompute(image, None) ``` 2. **相机模型与几何** - **相机投影公式**:$$ \mathbf{x} = K[R|t]\mathbf{X} $$ 其中 $K$ 为内参矩阵,$R$ 为旋转矩阵,$t$ 为平移向量[^3] - **极线几何**:基本矩阵 $F$ 满足 $\mathbf{x'}^T F \mathbf{x} = 0$,用于立体匹配约束[^1] 3. **深度学习与CNN** - **卷积操作**:时间复杂度从 $O(k^2MN)$ 降为 $O(kMN)$(若行列可分离)[^3] - **代码框架**: ```python import torch.nn as nn class SimpleCNN(nn.Module): def __init__(self): super().__init__() self.conv1 = nn.Conv2d(3, 16, 3) ``` #### 二、高效复习策略 1. **优先级排序** - **必考题型**:概念题(占30%) > 简答题(占25%) > 编程题(占20%) - **高频考点**: - 滤波器可分离性证明(如高斯滤波:$$ G(x,y) = \frac{1}{2\pi\sigma^2}e^{-\frac{x^2+y^2}{2\sigma^2}} $$)[^2] - RANSAC算法流程(随机采样+模型拟合+内点计数) 2. **快速刷题法** - **往年题提炼**: - 证明题:推导Hough变换直线检测公式 $r = x\cos\theta + y\sin\theta$[^1] - 编程题:实现图像直方图均衡化(需用$P(r_k) = \sum_{i=0}^k \frac{n_i}{N}$公式) - **错题本技巧**:标记易混淆概念(如仿射变换 vs 透视变换) 3. **公式记忆表** | 概念 | 公式 | 应用场景 | |---------------|--------------------------|------------------| | 双线性插值 | $f(x,y) = (1-\alpha)(1-\beta)f_{00} + \alpha(1-\beta)f_{10} + ...$ | 图像缩放[^2] | | 卷积定理 | $\mathcal{F}\{f*g\} = \mathcal{F}\{f\} \cdot \mathcal{F}\{g\}$ | 频域滤波加速[^3] | #### 三、时间分配建议 - **Day 1**:精读核心概念(4h) + 完成2套简答题(2h) - **Day 2**:推导5个关键公式(3h) + 编写3个经典算法(3h) - **Day 3**:综合模拟考试(4h) + 错题复盘(2h) ---
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半山乱步

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