计算机视觉课程设计
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计算机视觉课程设计范文第1篇
关键词：口试；图像处理；课程设计；素质培养
一、口试简介
口试是口头考试的简称，拉丁语为“VivaVoce”，是一种历史悠久的考试形式。在我国教育系统中，口试考核形式主要存在于特定学科，如语言教育学科（如大学英语四、六级考试口语考试）、医学学科以及学习高级阶段（如本科、硕士、博士答辩）。在我国教育系统中，日常教学阶段很少有课程涉及口试考核，已有部分课程开展了相应的探索。赵增辉等[4]在基础力学课程中开展了“口试+笔试”的综合型考核方式探析，利用课前5分钟学生选取生活中的力学案例讲解分析，教师和其他学生进行点评和讨论。国外高水平大学特别是欧洲大学，口试有着悠久的考核传统。德国高中阶段毕业考试（Abitur）就包括口试内容，以数学课程为例[5]，德国巴登—符滕堡州规定，数学口试考核内容包含两大层面：专业层面和非专业层面。非专业层面考查学生的讲演和沟通能力，专业层面考查学生对数学知识的认知、理解、应用能力以及解决实际问题的能力。考查的方式既有知识点的考查、公式的推导，也有实际应用场景的数学问题解决方案考查。在高等教学阶段，很多专业课程也采取了口试考核。瑞士苏黎世联邦理工学院是世界一流大学，在国际上有很好的声誉，该校很多课程采取口试考核形式[6]，如信号与系统、图像处理和分析等课程，通常这些课程在国内以书面的形式考核。以图像分析和计算机视觉课程（IMAGEANALYSISANDCOMPUTERVISION）为例，考试分为两个阶段，口试开始后考生知晓考试答题之后被带到准备室，在准备室内，考生利用1个小时组织答案（只允许纸笔，不允许其他辅助工具，如课本、书籍、手机、互联网等）。之后进入考场进行口试考试，每位考生考试时长为30分钟。另外，有些课程采取“口试+笔试”的形式。加拿大多伦多大学的有机化学课程的考核形式为学生口头报告（presentation），学生讲解课堂上未出现的化学反应[7]。无论什么形式的考试，归根结底都可以认为是知识输出的一种形式。在传统的课堂中，以授课形式为主的课堂教学以教师为主导，以教授知识为驱动，以考试为输出，此种模式通常采取的考试形式为标准化考试。但是对于课程设计，所面对的是一个现实场景的问题，可以说是没有标准答案，需要学生讨论、提出假设、实验、修正方案，因此继续选用标准的验收程序显然不满足此课程的考核要求。与此相反，口试可以更加灵活地考核学生对问题的理解、所采取的实验方案以及相关图像处理方法背后的原理，帮助学生在知识运用和反馈修正中建立知识构架。
二、口试考核
课程开始之前，任课教师讲解课程设计内容，鼓励学生自主设计实验方案，并提供相应基本程序讲解。与此同时，向同学讲解口试考核流程和出题范围，引导学生使用相应的技术提出解决方案。1.考核流程和评分标准。每位学生均有两次口试机会，口试题目分为必答基础题和选答进阶题，其中基础题来自之前公布的题库，随机抽取某三道题目，答完三题方可结束，出现严重错误本次考核结束。进阶题在必答题全部答对的基础上进行深化和探讨。进阶题回答错误或部分错误终止答题，回答正确可选择自行终止考核或者继续答题，最终考核成绩由考核表现打分，基础题回答完成可得21分，之后每正确答完一个进阶题目得2分，部分正确得1分。每位学生的每次考核时间控制在10分钟以内。2.常见口试题目。典型的口试基础题紧密结合课程原理，要求学生掌握图像处理的基本原理和典型题目，如常用的梯度算子有哪些、各有哪些特点；进阶题目由易入难，以梯度算子为例，如何构造最简单的x、y方向梯度算子，此类算子有何优缺点，如何克服这些缺点，梯度算子的计算复杂度是多少，如何加速计算；其余不详细一一列举。3.考核原则。口试考核遵循公平、公开的原则，公平是指打分公平，公开是指口试考核时候，答题学生公开回答，其余学生均可参与旁听且禁止对参加口试的学生进行任何新式提示，违反者取消资格一次。
三、课程反馈和讨论
由于口试问题随机且每位学生所面对的问题不同，直接代码抄袭的现象可以杜绝。课程进行过程中，学生讨论次数明显多于平行班级，讨论的话题广泛，既包括实验内容，也包括口试题目，也有学生主动向教师请教代码背后的图像处理原理。学生们普遍首次参加此类考试类型，在考核过程中，大部分学生表现紧张，表达不清晰，无法灵活自如地表达所掌握的知识和实验原理，更有极个别学生出现了表达障碍，手心出汗，在答完基础题目后直接选择了放弃。口试成绩满分30分，最终考试成绩分布如图2所示。上课人数28人，人数分布由图2可见，其中21分2人，22分6人，23分11人，24分4人，25分2人，26分2人，27分1人，基本呈正态分布，均分23.2分。其中基础题目完成均可达到21分，可见大部分学生完成基础题目之后的进阶题目较为不理想，也有几位学生表现得极为优秀，在高质量完成基础题目之后，创造性地回答了选答题。2017—2018第一学期，口试成绩最高学生（27分）成功考取本校计算机学院研究生.口试考核的公平性一直受到质疑，由于场地原因和时间原因，无法安排单独教室对学生进行单独考核。旁听形式无疑降低了口试考核的难度，也间接缓解了部分学生的抗拒心理（另外2个平行班采取传统考核方式）。由于打分环节公平公开，在课程过程中，无学生对个人评分提出质疑。在课程结束后的“学评教”环节中，该课程的满意度达到了92.2%。
计算机视觉课程设计范文第2篇
关键词：智能科学与技术；本科专业建设；人才培养模式
中图分类号：G642 文献标识码：A
1 专业建设基本思路和目标
根据“教育要面向世界、面向未来、面向现代化”的总体要求，我校本专业定位为培养“设计与创新型”人才。按照“全面培养、强化基础、因材施教、增强活力”的方针，我们力争使学生通过四年的大学学习，系统地掌握智能科学的基础理论、基础知识和基本技能与方法，受到良好的科学思维、科学实验和初步科学研究的训练，具有分析问题、解决问题以及知识自我更新和不断创新的能力，以适应智能科学与技术的飞速发展。在个人素质方面，我们努力使学生具有全面的文化素质、良好的知识结构和较强的适应新环境、新群体的能力，并具有良好的语言和计算机运用能力。
2 专业人才培养模式
“智能科学与技术”作为新型专业，其本身具有发展非常迅速、技术并没有完全定型且各有特色的特点。
我校“智能科学与技术”专业从2008年开始招生，专业的人才培养模式定位在“设计与创新型”。
“设计与创新型”人才模式的特色在于“创新”。“创新”可分为科学创新和技术创新。科学创新是一类认识未知的创新，强调的是“创”，创造的原始性、首创性；技术创新是一类设计型的创新，强调的是“新”，是在市场经济条件下，提高生产力、发展经济的创新。
“设计与创新型”人才模式的立足点在“设计”。通过4年的培养，要使一个合格的本科生具备工程设计的基本知识、基本理论和基本技能。对于信息学科，就是要掌握软件、硬件及系统，能从事工程设计的基本知识、基本理论和基本技能，具备开发软件、硬件及系统的产品，有初步商品概念的基本素质和能力。 毕业生可在高新技术产业部门、国防尖端科技部门、大型科学工程、交叉学科研究部门、大公司的研发机构以及高等学校从事智能科学技术领域的科研、开发、管理或教学工作，成为掌握智能信息技术发展趋势和前沿的专门科学技术人才，并可继续攻读“智能科学与技术”以及相关技术学科、交叉学科的硕士和博士学位，成为“智能工程师”和“智能科学家”。
3 专业培养方案和教学计划
(1)实行学分制
总原则：两阶段模式。
第一年：完全刚性(大理、大文统一)。
第二年：通识+专业教育共存(学科通识平台B1、B2组课程+部分专业核心课程)。
第三、四年：专业教育(专业核心课及专业限选、任选课1。
(2)专业核心课设置
除在学科通识阶段已开设的数值计算与最优化、离散数学、数字电路与逻辑设计、计算机组成与结构、数据结构、数据库原理等课程，在专业教育阶段设置如下专业核心课程：
高等程序设计(3，5学分)
操作系统原理(4学分)
人工智能基础(4学分)
算法设计与分析(3学分)
计算机图形图像基础(3学分)
(3)专业课程组设置
专业限选课和专业任选课我们实行课程组，学生完全根据个人兴趣进行选择：
①专业限选课(分三个课程组，学生任选1组修读，每组6学分)
课程组l：随机过程，智能优化与控制原理；
课程组2：脑与认知科学，智能信息处理；
课程组3：模糊数学原理及应用，模式识别基础。
②专业任选课(6学分(按课程组选)+6学分(任选))
在以下课程组里任选1组
课程组1：机器学习导论，机器人学；
课程组2：计算机网络原理，Web程序设计；
课程组3：计算机视觉基础，
OpenGL程序设计。
在以下课程中任选2门
Linux／UNIX操作系统、Java程序设计、软件设计模式、计算机动画技术、程序设计、自动控制原理。
(4)课外培养
①文化素质教育：采用多种形式进行人文教育，让学生学会做人、学会学习、学会生活，学会工作，如：邀请知名学者工程院院士杨叔子、孙家广等来我院进行素质教育讲座，组织学生积极开展“帮困助学”、“三下乡”、“青年志愿者”献爱心等活动。
②鼓励学生积极参与各学科竞赛、SIT项目和创新综合实验。
③让学生参与方向实验室的科研工作，拓广知识面，提高科研能力。
4 教学改革和教学建设状况
4.1 教学改革
强调计算机硬件、软件及应用技术三方面的融合，突出“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的人才培养目标，组织专业教师认真总结多年来的办学经验，深入开展教学研究，提出一系列合理的教改方案。
(1)全面调整专业培养计划
按照“争创优秀，体现特色”的指导思想，我院将本专业培养计划与国内高水平院校看齐，并与国际接轨。参照ACM／1EEE-CS的《计算机教学计划199I》和中国计算机学会教育委员会、全国高等学校计算机教育研究会联合制订的《计算机学科教学计划1993~，从计算机科学与技术一级学科的知识组织结构出发，结合我院的实际情况，我们制定了有利于学科基本理论、基本知识和基本技能与方法系统性、完整性的掌握与训练，有利于设计与创新型人才培养的教学计划。
(2)实行课程责任制
课程责任制是学院教学改革的一项重要措施，2000年底开始实施，其核心是将全院的教学任务分解为以课程为基本单元。
严格规范主要学位课程。对主讲教师、助教、教材、教学内容、教学过程、考核方式等各个环节严格把关。每门课程设主讲、助教、教学助理三种职位，明确职责，各负其责。将全院教学任务按课程特色分解组合，主讲教师的教学任务与自身科研方向结合。为教师工作提供尽可能好的环境，这样既有助于教学(如答疑、辅导、指导实验)，又有助于学术交流及科研的开展。
经过长时间的探索，我院形成了现在的《课程责任制实施方案》，并与学校“岗位津贴制度”有机结合，实现了责、权、利的统一。
(3)全面实行课程信息化(教案网页化)
本院的信息化工作从99年初启动，由院自筹资金自主开发《电子化教学支持系统――网上学苑》(获2001年度校新世纪教育立项、2002年度校教学成果奖)，目前已投入使用多年，效果良好。学院出资鼓励教师制作电子教案(已有50多门次受到学院资助)，要求所有课程的基本材料上网，实现网上查阅电子教案、网上答疑辅导、网上批阅作业，目前课堂教学多媒体化率已达到100％。
(4)构建新的实验体系
我院提出了“课程实验――实验课程――工程设计训练――毕业设计”的新型特色实验体系。
明确“课程实验”和“实验课程”的内涵与目标，要求所有核心课程必有此环节。
“课程实验”由理论课教师负责，主要利用计算机仿真平台和工具验证课堂所学，旨在加深对理论知识的理解。
“实验课程”则是利用物理实验设备进行综合实验，是单独的实验课程，由实验室教师负责，往往是几门理论课程的综合训练。
“工程设计训练”集中执行3周，在本院的工程中心进行，安排在第7学期。学生被分成若干小组，每个小组要求完成一个综合设计任务，此部分也是毕业设计的预研。 “毕业设计”安排在第8学期，是对学生本科阶段学习的综合检验，也是走上工作岗位前的实战训练。
这样可不断强化学生的动手能力，形成以技能训练、创新设计为主要目标的新型链条式实践环节培养模式。
4.2教学建设
(1)师资队伍建设
我院不断提高教师队伍素质，积极引进高素质人才，采取各种措施培养提高现有教师教学水平和学术能力，如：鼓励中青年教师攻读博士、硕士学位，参加外语培训等。
信息与智能技术系目前有26名专职教师，全部有硕士及以上学历，其中教授6名，副教授10名，博士学位获得者15人，其余全部为在读博士。目前已初步建立起了一支老中青相结合，知识结构、学历结构、职称结构相对合理的教师队伍。
(2)实验室建设
实验室建设的指导思想是：
①一个目标：培养具有创新与设计基本能力的高素质人才，创建科学创新与技术创新的基本环境。
②二类体系：面向基本教学的技术与专业的基础性实验体系；面向创新与设计能力培养的研究型实验体系。
③三个层次：验证型；技能型；创新与设计型。
近年来，学校及学院对本专业实验室的建设加大了资金投入力度，共投入经费800余万元，相继建立与改造了DIY实验室及软件、硬件实验室，建立了可信系统与网络、网络计算与工程、分布式与虚拟技术、图形与图像处理等多个方向实验室与大学生创新基地，添置了相应的实验与测试仪器，充分满足了本专业师生学习、实验及开展科研活动的需求。针对智能科学与技术专业，我们将以机器人为平台构建智能系统实验室。
(3)实验室全面实行开放式管理
目前我们已实现每周7天，每天14小时(上午8：00至晚上10：00)实验室开放，并将逐步推进和完善新的实验教学方法，加强实践教学环节的指导。所有专业课程开设“课程实验”，并根据我院专业设置情况，开设软件技术基础实验、硬件技术基础实验、程序设计训练、计算机组成与结构设计、智能算法设计、数据库系统设计、智能系统设计等课程实验环节。
计算机视觉课程设计范文第3篇
关键词 多媒体技术;应用型本科;项目驱动
中图分类号：G642.3 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2014）24-0118-02
Explorations of Multimedia Technology Course during Application-
oriented Undergraduate Education//YUE Hongyuan
Abstract With the rapid development of multimedia technology， the construction and improvement of Multimedia Technology course is particularly important. In this paper， we focus on the characteristics of application-oriented colleges and analyze how to set the teaching goals of the Multimedia Technology course， as well as from three aspects，such as Textbook Construction， teaching reform and assessment methods，analyze the problems and propose the solutions， to get the further improvement of the course construction.
Key words multimedia technology; application-oriented undergraduate;
project-driven
1 引言
多媒体技术课程作为南京工程学院数字媒体技术专业学生的核心课程，在人才培养和学科建设上占有重要的地位。而南京工程学院带有鲜明的应用型大学的特色，是全国应用型本科院校专门委员会主任委员单位，是国家“卓越工程师教育培养计划”“CDIO工程教育模式改革研究与实践”首批试点高校之一，是江苏省协同创新中心培育建设单位。所以，多媒体技术课程的建设需围绕应用型本科这个鲜明的特色开展。
要建设好多媒体技术课程，就要搞清楚什么是应用型本科，应用型本科的特点是什么，以及在此基础上多媒体技术课程教学目标如何设定，多媒体技术课程教学目标围绕应用型本科如何开展实施。
应用型本科教育是随科技发展和高等教育由精英教育向大众化教育转变过程中形成的一种新的教育类型，它是相对于理论型本科教育实用技术型教育而言的。应用型本科教育是以培养知识、能力和素质全面而协调发展，面向生产、建设、管理、服务一线的高级应用型人才为目标定位的高等教育。
应用型本科教育的基本特点[1]主要体现为：定“性”在行业，定“向”在应用，定“格”在复合，定“点”在实践。即：1）价值取向体现行业性;2）设置目标体现应用性;3）课程设置体现复合性;4）培养过程体现实践性;5）人才评价体现多元化。
基于应用型本科的特色，多媒体技术课程的教学不能仅仅是使用软件工具对媒体素材的操作，也不能是纯理论的学习，所以本课程的教学目标是通过教学，使学生掌握多媒体技术中的基本概念、常见编码和压缩方法以及音视频编码的国际标准;同时，使学生在了解多媒体数据格式的基础上，掌握数据分析软件和编程软件的使用方法和基本技巧，掌握音频、图像、视频数据的基本处理方法，并具备独立开发多媒体相关产品的能力。
要达到课程的教学目标，就必须解决多媒体技术课程和应用型本科如何衔接配合的问题。下面主要从教材建设、教学改革和考核方法这三个方面进行探讨。
2 教材建设
笔者教授多媒体技术课程也近十年，期间换过四、五本教材，深切地感受到选择一本合适教材的困难。社会上的教材大致分为两类，一类是针对高职高专的，以软件应用为主，如Photoshop、Authorware、Flash等;另一类针对普通本科，以对音视频压缩和编码等的原理教学为主。而针对应用型本科的优秀教材却不多，所以编写一本适合应用型本科生的教材便迫在眉睫。
以项目驱动的方式来编写教材最能体现应用型本科的特点[2]。而选择一个什么样的项目作为驱动则关系到整本教材的内容和风格。从教学经验上看，多媒体技术的特点是相关技术多，内容繁杂。而用一个项目作为红线将这些技术串联起来，可以使得知识点脉络清晰，前呼后应，使得学生学习不再是知识点的简单堆砌，而是知识点的关联应用，让学生知道完成什么样的任务需要什么样的知识。
多媒体技术主要包含数字图像以及颜色空间原理、基本有损无损压缩技术、数字声音的压缩编码技术、数字图像和视频压缩编码技术以及多媒体网络传输技术等。所以，以视频会议系统作为项目驱动便显得尤为合适。视频会议系统是指两个或两个以上不同地方的个人或群体，通过现有的各种电信通讯传输媒体，将人物的静、动态图像、语音、文字、图片等多种资料分送到各个用户的计算机上，使得在地理上分散的用户可以共聚一处，通过图形、声音等多种方式交流信息，增加双方对内容的理解能力。可见，多媒体技术课程所涉及的技术在视频会议系统中都有体现。
该教材建设已经经过论证到了实施阶段，相信不久的将来就会与读者见面。
3 教学改革
多媒体技术课程涉及的学生多，技术面广，难度深，很多章节都可以拿出来作为一门独立的课程来上。所以，在教学中因材施教，将知识点系统化、难度适当化，成为教学效果好坏的关键。
在南京工程学院，多媒体技术课程不仅是计算机科学与技术（多媒体方向）（即现在的数字媒体技术专业）学生的专业必修课，而且是网络工程方向、软件工程方向、嵌入式方向、软件测试方向的必修课。上课的形式多为二合班或三合班，教授的内容和考核的方式一样。统计近九年的多媒体方向和其他方向的多媒体技术课程平均成绩，如图1所示。图1中，系列1表示的是多媒体方向的平均成绩，系列2表示的是其他专业方向的平均成绩。分析可得，近年来专业方向与非专业方向的成绩有拉开的趋势。
如何让非专业方向对本课程感兴趣，提高学习成绩，成为要面对的问题。这就要求教师开阔自己的视野，将多媒体技术在不同专业方向中的应用介绍给学生，激发学生的学习兴趣。例如：压缩算法涉及软件编程，多媒体通信涉及网络传输，视频会议系统产品化涉及嵌入式。所以，因材施教不是知识点难易程度的选择，而是针对不同对象的兴趣点的选择。
针对课程知识点散和广的特点，在教学中始终贯穿一条主线――项目驱动。在课程开始阶段便布置项目任务，即视频会议系统的设计与实现。要完成该项目，首先要做好功能模块的分析，然后每一个模块都对应一个教学单元。例如：可以将功能分为语音通话、视频聊天等大的模块，语音通话可以再分成声音压缩与传输模块，视频聊天可以再分成图形和图像的数据表现与颜色空间、图像压缩标准、视频压缩技术和标准、多媒体通信等模块。每个教学单元完成一个模块，整个教程下来便完成整个项目。
针对课程知识点难度深的特点，教学中在把握好知识点难度的同时加大实验的比重，使学生通过编程方法来实现数字媒体的应用，让学生对知识点有更直观、更生动的理解。由于音视频压缩的国际标准内容庞大且复杂，用C语言实现困难且代码难以理解，所以在编程软件的选择上使用更易上手的仿真软件MATLAB，可以使学生忽略细节而更关注方法。MATLAB是一种用于数值计算、可视化及编程的高级语言和交互式环境。而音频可以理解为一维向量，图像可以理解为二维矩阵，视频可以理解为加上时间维度的三维矩阵。所以，使用MATLAB是最佳选择。
4 考核方法
由于实验学时的比重由最初占总学时的四分之一到如今的二分之一，所以，在考核的时候平时成绩所占比重应有所增加。民国的时候，有的教师不用考试，期末直接给成绩，这看似荒谬，实则是教师对每个学生平时学习的深入了解。如今，大学已是普及教育，要求面对众多学生的教师对每个学生做到心中有数，恐怕不太现实，而期末的一纸试卷对习惯了临时抱佛脚的学生来说又不是大问题。从这些年的考试情况看，凡涉及实验内容的考题往往比简答题、计算题的得分要差得多，所以加大平时实验的考核便显得尤为重要。首先，要增加实验成绩占总成绩的比重;其次，要将实验验收做到课程设计化，使得每个学生对基本原理会编码，对音视频国际标准代码看得懂、会改写、会应用。
5 结束语
多媒体技术发展日新月异，多媒体技术课程的建设和完善只有进行时，没有完成时。针对应用型本科的特色编写有针对性的教材，针对不同专业方向的学生因材施教，针对最终的考核加大实验的比重，这些都是完善多媒体技术课程建设的有效方法。今后，还要根据多媒体技术的发展来进一步补充和完善课程建设的内容和方法。
参考文献
[1]史秋衡，王爱萍.应用型本科教育的基本特征[J].教育发展研究，2008（21）：34-37.