课程培训
人工智能-图像处理和识别培训

人工智能-图像处理和识别培训课程大纲

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  • 培训对象:适合具备Python编程基础和基本机器学习概念,希望系统掌握人工智能在图像处理与识别领域核心技术应用的算法工程师、计算机视觉工程师、AI应用开发者、科研人员及计算机相关专业学生。

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  • 培训目标:完成本课程后,学员将能够深入理解图像处理与图像识别的核心技术体系,熟练掌握传统图像处理算法与深度学习识别模型的融合应用,掌握OpenCV、TensorFlow/PyTorch等主流工具的使用,具备独立完成图像分类、目标检测、图像分割、人脸识别等典型视觉任务的工程化能力,能够将AI视觉技术应用于工业检测、安防监控、医疗影像等真实场景。

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  • 培训内容
    (1)人工智能视觉概述与开发环境搭建:了解计算机视觉的发展历程、核心任务分类(图像处理、图像识别、图像生成)和典型应用场景(工业质检、安防监控、医疗影像、自动驾驶)。配置Python开发环境,安装OpenCV、TensorFlow/PyTorch、NumPy、Matplotlib、Scikit-image等核心库,熟悉Jupyter Notebook等交互式开发工具的使用方法。

    (2)数字图像处理基础:理解数字图像的生成与表示方式,包括像素、分辨率、灰度深度、色彩空间(RGB、HSV、Lab、YUV)及其转换原理。掌握图像的读取、显示、保存方法,学习图像的裁剪、缩放、旋转、翻转等几何变换。实现图像通道的分离与合并,理解图像直方图的概念与绘制方法。

    (3)图像增强与滤波技术:掌握图像增强的核心方法,改善图像质量。学习直方图均衡化、自适应直方图均衡化(CLAHE)提升对比度,掌握伽马校正、对数变换等灰度变换技术。理解图像滤波的数学原理,掌握均值滤波、高斯滤波、中值滤波、双边滤波等去噪方法的原理与应用场景。

    (4)边缘检测与特征提取:深入理解边缘检测的基本原理,掌握Sobel、Canny等经典边缘检测算法的原理与实现。学习图像特征提取技术:角点检测(Harris、Shi-Tomasi)、斑点检测、纹理特征提取(灰度共生矩阵GLCM、局部二值模式LBP)。掌握尺度不变特征变换(SIFT)、加速稳健特征(SURF)、ORB等局部特征描述子的原理与应用。

    (5)图像分割技术:掌握图像分割的核心任务(将图像划分为具有语义意义的区域)。学习基于阈值的分割方法:全局阈值、自适应阈值、大津法(OTSU)。理解基于边缘的分割和基于区域的分割(区域生长、分水岭算法)。掌握传统图像分割技术在目标提取、图像分析中的应用。

    (6)卷积神经网络(CNN)基础:理解卷积运算的数学原理,掌握卷积层(卷积核、步长、填充)、池化层(最大池化、平均池化)的作用。学习经典CNN架构(LeNet、AlexNet、VGG、ResNet)的演进与特点。掌握激活函数(ReLU、Leaky ReLU)、批归一化、Dropout等核心技术的原理与应用。

    (7)图像分类实战:掌握图像分类任务的完整流程,包括数据集准备(MNIST、CIFAR-10、ImageNet)、数据预处理(归一化、标准化)和数据增强技术(随机裁剪、水平翻转、色彩抖动)。使用TensorFlow/PyTorch构建CNN分类模型,实现完整的训练、验证和测试流程。学习迁移学习,使用预训练模型(ResNet、EfficientNet)进行微调,适应特定分类任务。

    (8)目标检测技术:深入理解目标检测的核心任务(目标分类+定位)。掌握两阶段检测器(Faster R-CNN、Mask R-CNN)和一阶段检测器(YOLO系列、SSD)的原理与演进。学习锚框(Anchor Box)的概念、设计策略和匹配规则。实战训练YOLO目标检测模型,实现自定义数据集的目标检测应用。

    (9)图像分割深度学习:掌握基于深度学习的图像分割技术。理解全卷积网络(FCN)的核心思想和上采样技术(转置卷积、双线性插值)。学习U-Net的编码器-解码器架构及其在医学图像分割中的应用。掌握DeepLab系列的空洞卷积(Dilated Convolution)和空洞空间金字塔池化(ASPP)。实战实现U-Net图像分割模型。

    (10)人脸识别技术:系统学习人脸识别的完整技术流程:人脸检测(MTCNN、RetinaFace)、人脸对齐、特征提取、人脸比对。掌握人脸识别核心算法(FaceNet、ArcFace)的原理与实现。学习人脸活体检测技术,区分真实人脸与照片、视频攻击。实战构建完整的人脸识别系统。

    (11)光学字符识别(OCR):掌握OCR技术的完整流程:文本检测(EAST、DB)和文本识别(CRNN、Attention OCR)。学习传统OCR方法与深度学习OCR模型的对比与选型。使用Tesseract、PaddleOCR等工具实现文字识别应用。实战构建文档扫描识别系统。

    (12)综合项目实战:结合所学知识,完成一个完整的AI视觉项目(如工业缺陷检测系统、人脸识别门禁系统、医学图像分割平台、车牌识别系统)。涵盖需求分析、数据采集与标注、模型选型与训练、优化加速、系统集成和效果评估的全流程,形成规范的AI视觉项目报告。




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