计算机视觉课程设计精选(九篇)

前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的计算机视觉课程设计主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。

第1篇：计算机视觉课程设计范文

人才培养是高校的一项核心任务，国家教育“十二五”规划纲要第七章（高等教育）第十九条中明确指出要提高人才培养质量，牢固确立人才培养在高校工作中的中心地位，着力培养信念执着、品德优良、知识丰富、本领过硬的高素质专门人才和拔尖创新人才，强化实践教学环节Ⅲ。然而，社会仍存在“毕业生难找对口工作，用人单位难找优秀人才”的现象。麦可思研究院独家撰写、社会科学文献出版社正式出版的《2012年中国大学生就业报告》中提出，计算机科学与技术专业连续两年成为本科就业红牌警告专业。究其原因，并非社会不需要大量的计算机专业人才，而是一些高校计算机专业的人才培养模式不够合理，重基础理论，轻实践操作；强调知识学习，忽视开拓创新，最终导致毕业生与企业的需求存在很大差距，造成用人单位与学生无法有效对接的尴尬局面。

1 “DIY”培养理念的含义

计算机专业实践性要求非常强，高等学校的计算机教育不仅要让学生掌握扎实的理论基础，还要培养他们的开发能力和创新意识，尤其是较高的专业技能和创新能力。杭州电子科技大学计算机学院提出“DIY”（Do It Yourself）的培养理念，强调学生在教学过程中的主体地位，鼓励学生从做中学，重视学生在教学和实践过程中动手能力和创造能力的提高，在教学中始终贯穿“兴趣驱动一实践贯通一强化能力”这条主线，锻炼学生的自我学习能力；指导教师则根据知识更新、学术发展和社会需要的情况，对教学工作进行改进，以适应情况变化。“DIY”培养理念改变了传统的“教师讲、学生听”模式，一切以学生为中心，充分调动他们的积极性和主动性，学生也在不断的实践中提升了自身能力。

2 “DIY”特色人才培养模式改革方案

2.1 重建课程体系，紧跟专业前沿

计算机行业发展迅速，知识更新节奏快，学生往往对流行的技术倍感兴趣。如果一直沿用陈旧的课程体系，与专业前沿技术脱节，那么人才培养将成为空话，因此应结合社会经济发展对人才的需求，对课程体系进行系统规划，对现有课程体系中不适应时展的部分进行大力改革，聘请国内外著名计算机教育专家为顾问，以科研一线教师、教学骨干为核心，成立课程体系建设专家组，负责课程体系的制订与改革；选派教师参加国内外重要教学研讨会，如教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会组织的系列教学改革研讨会，吸收国内外计算机教育一流高校及优秀地方高校的成功经验，结合省情、校情对培养计划及各课程的教学内容进行了修订，大力建设课程体系与配套教材；在现有经典课程的基础上，融合专业发展趋势与最新前沿技术，推出具有时代特征、教学与应用协调的课程群。

针对计算机科学与技术专业学生好“软”怕“硬”、选课随意性大、不能形成完整的知识体系等切实问题，杭州电子科技大学计算机学院在课程体系上进行改革创新：从基础课抓起，通过“DIY”教学手段，逐步培养和提高学生的学习兴趣，将计算机新技术和新方法纳入新课程体系建设，逐步形成“1个平台、3个层次、4个方向”的立体化课程体系。

1）1个平台。

以计算机基础课程（包括公共基础课和专业基础课）为平台，学生通过基础课程学习掌握专业必需的基础知识，对重要的专业基础课如数据结构、操作系统、计算机网络等均分别设置至少2周的课程设计，培养学生分析问题、解决问题和动手实践的能力，为后续课程打下坚实基础。

2）3个层次。

按照由浅入深、从基础到应用的培养思路，将课程设置为“3个层次”的课程群，即基础应用性课程、专业能力性课程、专业创新性课程。通过这些课程的教学，培养学生的基本技能、新技术应用能力、实际开发能力与综合创新能力，同时结合当前计算机技术热点，将前沿技术相关课程纳入培养计划，开设Android操作系统原理及应用开发、多核编程技术、无线传感器网络操作系统与NesC编程论、物联网与Web服务、脑机接口系统概论等多门新课程，使学生能接触到更多的前沿和热点技术。

3）4个方向。

在专业课程设置上分为4个方向，分别是嵌入式系统、物联网技术及应用、计算机视觉、认知与计算。学生学完基础课程之后，可以依据自己的兴趣爱好选择相应的专业方向进行系统学习，从而避免没有目标、胡乱选课的现象通过这种“菜单式”模块化专业方向的学习，学生对该专业相关知识有了全面、系统的了解和掌握，提高了就业竞争力，同时也为继续学习和研究指明了方向。

（1）嵌入式系统，着重培养嵌入式系统的开发和设计能力。

（2）物联网技术及应用，学习物联网工程与技术方面的基本理论和基本知识，接受从事开发与应用物联网技术的基本训练，着重培养开发、应用与管理物联网系统的能力。

（3）计算机视觉，着重培养智能视觉处理能力以及嵌入式视觉开发和设计能力。

（4）认知与计算，着重培养人工智能应用领域的软硬结合的高级复合型人才。

2.2 提供先进平台，加强实践教学

实践环节由校内实践与校外实践两个力一面有机组成。校内实践包括课程设计、工程训练与毕业设计等环节，校外实践鼓励学生到院企共建的实训基地完成工程设计、毕业设计和实训实习等。

1）依据“DIY”理念，构建先进的实践教学平台，实现随时随地学习。

首先，程序设计类基础课程依托自主研发的在线学习与测评系统（HD Online Judge），该系统全天候地向全球免费开放，能实时评判和反馈学生提交的作业，按照一定规则根据作业完成情况自动排名，以营造竞争性的学习氛围，“DIY”contest功能允许学生创建自己的在线比赛这种“课内课外紧密结合、学习竞赛互为促进”的教学模式广受学生欢迎，2011年注册用户提交量逾180万次，超过国内所有高校的同类系统，极大地提高了杭州电子科技大学计算机学院学生的程序设计能力。

其次，在专业培养中突出硬件特色，对于计算机组成原理、系统可编程单片机等课程实验，研制多种灵活的、高性价比的学习板（如 Startkit），鼓励学生将实验带回宿舍，以弥补实验室教学的不足，实现随时 随地学习。

最后对于软件实训类课程，搭建一个基于云计算技术的实训平台，主要用于软件工程和项目的实践环节，学生可以利用各种终端设备（包括手机等）在异地运行大型软件，进行大型软件项目的分析、设计与实现。

这些先进的实践平台打破了时间和空间的限制，使得学生可以利用课余时间做实验，随时随地进行协同开发，大大提高了实践能力和创新能力。

2）利用地区优势，加强校企合作，打造校外实训基地。

在计算机行业发展的新形势下，学生直接参与企业实训能够快速提升自身能力，为此杭州电子科技大学计算机学院与Sun公司、阿里巴巴、天堂软件、浙大网新等15家高新企业共建实训基地，与美国WinRiver公司联合建立Vxworks联合实验室与培训中心、与美国Google公司联合建立谷歌Android实验室，重点培养学生的工程实践能力与团队协作能力。此外，还开设若干校企合作课程，如与英特尔公司合作，将其先进的嵌入式技术融入原有的嵌入式课程体系中，利用公司提供的软硬件条件帮助学生掌握基于英特尔凌动TM嵌入式平台的研发技能，为培养出具有竞争实力、掌握先进技术、满足时展需求的人才打下良好基础。

2.3 实施创新工程，鼓励参与竞赛

1）推行创新性实验项目，实行创新能力学分制度。

鼓励学生进实验室，尽早参与教师的科研项目，设立本科生创新计划项目，以立项并给予经费支持的形式鼓励学生参加科技创新活动，这些措施可以为各类学科竞赛奠定广泛的基础。教师应鼓励有一定实践和项目经验的学生自发组团，参与各类省级、国家级创新项目，在学生之间形成“你追我赶”的良好氛围，在项目的带动下促进学生提升整体能力。

杭州电子科技大学计算机学院2010年起将创新能力学分纳入人才培养体系，推出《创新能力学分实施细则》。本科生参加院系及校级以上的一系列具有创新性的活动，包括科学研究、技术开发、发明创造、学科竞赛、撰写学术论文等，若取得标志性的科技成果、获得各类资格等级证书或竞赛奖励，均可得到一定的创新能力学分。

2）构建各类竞赛体系，引导激励多管齐下。

作为创新教育的重要内容，大学生科技竞赛对于激发学生学习兴趣，培养学生创新思维、创新能力、团队协作精神，提高分析和解决问题的能力有着极为重要的作用，因此科技竞赛是创新型人才培养的有效手段。杭州电子科技大学计算机学院以科技竞赛为抓手，建立各种竞赛组织、集训、选拔的长效机制，开设与竞赛配套的全校性任选课，组建ACM协会、电脑硬件协会，扩大竞赛的影响面，激发学生学以致用的兴趣，提高学生的综合素质，带动整个专业人才培养良性发展。

根据各项竞赛激励政策，对获得国家和省级各类学科竞赛等级的学生给予成绩、学分和物质3种奖励，对指导教师给予绩效奖励和课时补贴，调动广大师生的参与热情，在全院范围内形成师生共同备战、积极参赛的良好氛围。

2.4 严把教学环节，保障教学质量

教学过程管理是创新应用型人才培养的保障。杭州电子科技大学计算机学院引入IS09000质量管理体系标准，借鉴其过程化管理、按要素评估的思想，建立了一套完善的计算机专业教学质量控制和保障体系，形成了组织机构健全、职责分工明确、教学目标清晰、考核手段健全、过程管理严格、档案记录详实、定期总结讲评的专业管理模式，实现了教学管理从经验型向科学化的转变。

1）教学质量环节控制。

教学质量环节控制通过3个方面实现：制订严格的教学质量标准，如开课制度、新教师培养制度、教学事故认定制度等，每门课程均按照课程大纲规定作业批改量、自学课时数、答疑次数，重视实践教学环节的指导和考核；每门课程的考试成绩按照平时成绩、期中成绩和期终成绩综合给出；期末由教师上交学生成绩册、课程小结表和试卷分析表并由教务部门做好收集整理工作。

2）教学质量过程控制。

除了教务处的相关规定外，作为过程控制的相关制度必不可少，包括设立教学督察与指导制度，按课程领域对所有课程进行动态跟踪，在新教师的岗前培训、课程组教学研讨、专业班主任配备等方面均有相关的教学管理文件。在毕业设计从开题到答辩结束的全过程，学院学术委员会均参与指导、审核、检查，指导教师负责每个学生的毕业设计整体质量，各答辩小组负责论文评阅、系统验收和演讲答辩打分，保证毕业调设计质量。

3）教学评估检查控制。

通过社会评价、教师之间互评、督导小组不定期检查、学评教4个方面综合展开，多方面完善教学质量评价体系，体现全面、公平、公正的原则。

4）质量信息反馈控制。

杭州电子科技大学计算机学院为了提升教学质量，定期调查学生、家长以及用人单位对学院教学工作的满意度，尤其对于用人单位，学院通常会请企业对毕业生进行评价并给出建议，然后采用一些企业提出的培养方案，提高学生的就业竞争力。

3 改革成效

杭州电子科技大学计算机学院依据创新教育的理念大胆探索，扎实推进计算机专业“DIY”特色人才培养模式改革，取得了显著成果。

（1）改革成果受益面广、影响力大，已经辐射到全省众多高校，起到了显著的示范作用。计算机基础课实验教学中心是国家级10个计算机实验教学示范中心之一；计算机基础课程教学团队为国家级教学团队；计算机科学与技术专业成为国家特色专业，现又成为教育部专业综合改革试点工程项目；计算机组成原理为国家级精品课程，获得2项国家级教学成果奖和5项省级教学成果奖。

（2）学生在ACM程序设计、电子设计、数学建模、智能汽车等各类学科竞赛中屡获佳绩2011年院代表队成功进入ACM国际大学生程序设计大赛全球总决赛，与哈佛、麻省理工、斯坦福等国际一流学校的学生同场竞技，并且凭借全场最快解出E题的优异表现获得UPE单项奖；在国际大学生程序设计竞赛亚洲区预选赛（第34届、35届）中获得各类奖项72个；在2009年全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛中获得4项二等奖；2010年英特尔杯大学生电子设计竞赛嵌入式系统专题邀请赛中获得3项全国二等奖：在2010年浙江省第五届大学生电子商务竞赛中获得1项二等奖；在2010年浙江省大学生电子设计竞赛中获得3项二等奖；在2011年全国大学生“挑 战杯”学术科技作品竞赛中获得3项个国三等奖，17项省级奖；省新苗计划立项10项

（3）毕业生具有扎实肯干的工作作风和持续创新的能力，就业率连年达到97%以上。毕业生被众多知名IT企业录用，如阿里巴巴、百度、网易、腾讯、华为、华三、思科、网讯等，有着广阔的发展空间。杭州电子科技大学荣获“全国普通高等学校毕业生就业工作先进集体50强”称号

4 结语

第2篇：计算机视觉课程设计范文

关键词：计算机学科；软件学院；克莱门森大学；中国科学技术大学

文章编号：1672-5913（2013）18-0073-05

中图分类号：G642

0 引言

为促进国家新型软件工程的成长，教育部在中国内地37所大学建立国家示范性软件学院。软件学院的建立对国家经济结构战略性调整起到了重要的促进作用，其办学模式、管理体制和运行机制也是我国高等教育改革和创新的一种有益尝试。张尧学院士曾指出：“软件学院是一个连接学校与产业的开放式平台”，软件学院应“以市场需求为导向，培养具有国际竞争能力的多层次实用型人才”。

克莱门森大学创建于1898年，位于美国南卡罗来纳州的同名城市，是一所历史悠久的公立大学，2011年U.S.News&World Report的排名为全美公立大学25名。中国科学技术大学软件学院（以下简称科大软院）每年会聘请克莱门森大学的教授进行授课，软件学院的教师也可前往克莱门森大学进修，同时学院的优秀学生可申请赴克莱门森大学攻读硕士及博士学位。笔者于2012年1～7月在该校计算机学院进行了为期半年的访问学习，体验和学习了克莱门森大学在教学、管理和科研方面的优点和先进经验，在软件学院课程建设、人才培养方面进行了一些思考与探索。

1 克莱门森大学计算机学院教育体系

1.1 培养方案

克莱门森大学的计算机学院分为3个专业：计算机科学（Computer Science）、可视计算（Visual Computing）和人本计算（Human-CenteredComputing）。这3个专业中，计算机科学覆盖的领域包括计算理论、算法、软件工程、网络基础设施、计算机系统；可视计算的重点是计算机图形学、可视化、计算机视觉和图像处理、电子游戏设计、特效和动画艺术；人本计算则是一个较新的领域，专注于如何使用计算技术更好地影响社会。

克莱门森大学计算机学院的硕士研究生学位专业方向分为计算机应用、计算基础、图形学和可视化、交互式计算、软件工程以及系统和实现。硕士学位分为学分学位和论文学位。学分学位要求学生完成10门（30学分）认可课程的学习，为完善学生知识体系，每个专业方向的学生除了完成专业必修课之外，必须选修其他专业的一门必修课，且GPA不低于3.0。论文学位则适用于对研究感兴趣的学生，除获得足够的学分外，还要求学生原创性地完成具有创新性的项目，研究成果在期刊或者会议上发表，同时论文需通过院指导委员会的答辩。

克莱门森大学的学期分为秋季学期（8月底～12月底）、春季学期（1月初～5月初）以及可以自由选修的暑期小学期。2012年度Clemson计算机学院在春季和秋季学期分别开设了50门左右的课程，包括计算机语言、操作系统、算法、编译、网络、图形学、GPU、虚拟现实、软件工程、数据挖掘、生物信息等多个领域。从课程编号即可了解课程的适用范围。课程从100～999编号，其中，100-499为本科课程，以教师讲解为主，主要是理论和基础课程，都有相应配套的实验课；500～699为高年级本科生和低年级研究生课程；700～799则是硕士研究生课程；800及以后则适用于博士生，偏向研究，授课特点是教师提出研究问题，学生课后实践，上课讨论；900之后的为Seminar讲座课程，一般由教师和学生对自己的研究课题进行讲解。

1.2 授课特点

笔者在克莱门森大学旁听了操作系统设计、面向对象程序设计、计算机编程语言翻译、算法设计与分析等多门课程，其中体会最深刻的是克莱门森大学计算机学院在授课中体现的理论联系实际、强调动手能力的特点。这点也在和赴美学习的科大软院的学生交流时得到印证，也是美国工程教育回归工程、服务社会的一个例子。

克莱门森大学的授课非常注重学生的实际动手实践。教师课堂上的理论讲解与课后的作业及项目要求结合紧密，充分体现学以致用。以计算机编程语言翻译课程为例，课堂上教师的讲授从词法分析、语法分析到代码生成和优化，逐步实现编译器的各项功能，在课程最后实现一个完整的编译器。面向对象程序设计课程的目标是介绍C++语言，教师基于SGL图形库，在课堂上由简到难，一步步完成一个游戏的设计。课堂上，教师主要进行代码编写和演示，在发现和解决问题的过程中引入传参、指针和引用等重要的概念。在计算机图形学课程中，不同于国内大量的公式和算法的铺陈，学生在了解基本概念后，马上开始学习使用程序实现一些简单的图形，然后不断编程实现图形，进行色彩、形状等方面的美化。在课程的后半段学习使用玛雅这样的大型软件。最终学生可以设计出以假乱真、媲美动画电影的图片。

克莱门森大学授课的另一个优点是课程内容变化和更新快。计算机行业发展迅速，知识更新快，相应地，授课内容也需要随之调整。在笔者旁听的几门课程中，教师基本没有指定教材，而是给出参考资料或查询网址。在操作系统设计课程中，教师要求学生在硬件设备上实现操作系统，课程主要内容便是相应的代码设计，随着软硬件的发展和更新，每年的具体实现都不相同。另外，不少教师所承担的课程与他们的研究领域密切相关，科研和教学结合得比较紧密，可以自行组织授课材料。以算法导论课程为例，授课教师本人的研究方向是算法，上课所用的教材也是教师自己编写，且随着研究进展和深入不断更新。

最后在旁听过程印象深刻的是大多数的课程中课堂气氛极为活跃。因为国内外文化的差异，学生习惯于随时举手打断教师的授课进行提问，教师也会随时停下，询问学生是否有不解之处。教师还会在教授新内容之前，对学生在课后任务中遇到的问题进行讲解。师生关系融洽的另一表现是课堂上允许适当的饮食，有教师也会带上自己做的甜点分发给学生。严格的成绩管理和宽松的氛围相辅相成，带来更好的教学效果。

1.3 程管理和考核

克莱门森大学的教学非常注重过程管理，课程考核严格，学生的最终成绩取决于期中和期末考试成绩、课程项目、到课率、课堂测试成绩以及作业成绩等多方面。严格的考核制度的另一个体现便是课程难度大。在克莱门森大学，硕士研究生1个学期一般只能完成3～4门课程。

不同于国内的研究生课程主要由期末考试成绩决定，克莱门森大学计算机学院在授课过程中基本每月都有课堂测试，每次的考试成绩都会影响到最终得分。因此学生在1个学期4个月中，基本时刻处于紧张状态，在每一阶段都需要掌握好相应的知识点，而不是靠考前突击。

另一个影响成绩的主要因素是课程项目。课程项目一般从课程早期便开始，要求代码量大，实用价值高，因此难度也很大。课程项目通常设立若干时间节点，若过了提交的截止时间，该段的成绩便记为0分。

教师还通过提供office hour进一步加强对学生的管理。部分课程的教师要求学生在指定的时间段进行当面交流，还会针对课程内容和学生的作业及项目进行提问。这种做法一方面可以有效甄别学生是否独立完成作业以及学生对课程的掌握程度，另一方面可以检查授课效果，对教师的授课也起到促进作用。

另外，和很多西方大学一样，克莱门森大学强调对学生沟通能力和表达能力的培养。如课程项目的最终检查方式是由项目组成员进行演讲和汇报，每人分别对自己的工作进行介绍，教师和其他学生可以随时打断，提出问题。小组合作以及汇报演讲可以锻炼学生的表达和组织能力、分工协作能力以及增强团队精神。

1.4 科研情况

在大学高等学府中，科研和教学相互促进，相辅相成。积极开展科研活动不仅可以提高教师本身能力和教学水平，同时可以通过引导学生参与，提高学生的学习兴趣和科研能力。

克莱门森大学计算机学院学术氛围浓厚，学院下设20个实验室项目组。计算机学院基本每周都有其他大学的教授前来作学术报告，进行交流。笔者参加过的几场，几乎每次都座无虚席。学术交流对于了解业内的最新进展、拓展思路、促进个人研究都很有帮助。

在促进学生科研方面，除带领本校学生进行科研外，克莱门森大学会提供暑期的学生交流岗位，由教师提供岗位和研究经费，供外校学生申请。在暑期科研交流结束之际，学生负责将自己的工作制成海报，每人在自己的海报前，向全院的教师和学生做展示。听取了部分学生的汇报后发现，很多学生在暑期中完成的工作量大，质量高，而且具有来源于应用、服务应用的特点。同时，学生思路开放，涉及多领域合作，横跨化学、生物基因、气象科学计算等众多应用领域。

2 对中国科技大学软件学院教育改进的启示

中国的软件学院经过10年的发展，在培养学生人数、学生就业率、实验室和实习基地建设以及企业对学生满意度等各方面都取得了很大的进步。

科大软院是国家教育部和国家计委首批批准建立的示范性软件学院之一，秉承中科大优良的教风和学风，一方面依托学校现有的基础及专业师资力量和教学资源进行办学；另一方面，聘请海内外著名企业和大学的专家、教授授课，课程设置与国际接轨，课程内容面向软件市场和企业需求，强化实践教学。学院一直致力于不断提高教学质量，为了适应教育国际化的需要，学院与美国克莱门森大学合作，创立了硕士联合培养项目，旨在培养一批具有高技术和英语水平，满足IT业界需求的高素质人才。

科大软院在培养懂技术、熟练进行外语沟通，以及具有国际化的思维方式和团队协作能力的人才上做出了不懈的努力。在课程设置方面非常注重教育的国际化，借鉴了国外著名大学的课程设计，并随着软件行业的发展和行业人才需要不断优化课程设置和教学内容。学院的外语教学受到重视，英语教学改革方面已经取得了一定的成绩。科大软院每年都能输送多名学生前往日本富士施乐公司等国外公司实习。但不可否认，和国内相比，美国的教育体系在课程安排和师资力量等方面都有较大优势。软件学院教育是一个较新的尝试，软件学院也需要学习和吸取已有的先进经验，不断提升教育水平和国际化程度。从Clemson大学计算机系的教学中，国内软件学院可以从中汲取经验，从以下几方面进行改进：

（1）严格教学，规范课程管理。国内部分课程考察存在盲点，考核体系不完善，导致学生平常松懈、考前突击，依靠死记硬背得高分。与国外的教育相比，国内学生在知识掌握程度、实践和动手方面的能力亟须提高。通过加强对课程的过程管理，包括增加作业、实验、测验等对课程成绩的影响比重，有效检测学生的真实水平和能力，促进学生认真学习。规范考核系统的一个挑战是国外的课程课堂规模一般较小，教师可以和每个学生进行足够的交流。例如克莱门森大学的计算机课程大多数都是小班授课，1个班级一般在20人左右，Seminar课程的人数则更少。但充分的师生交流在国内实行起来就困难得多，软件学院教师需要在教学过程中不断摸索，不断提高课程设计，完善检查机制，平衡选课人数，以达到最优授课效果。

（2）开展课程改革，强调因材施教。软件学院当前招生的明显特点是学生人数多、跨专业背景，教育机制是1年理论课学习、1年企业实践。学生只有1年在校时间，要在获得足够学分的情况下提高学习质量，对于教师的课程内容安排和课程设计方面提出了较高的要求。在学生背景知识和水平差别较大的情况下，教师要能够找到平衡点，积极听取其他教师和学生的意见，不断改进教学水平。同时需要规范课程大纲，详细介绍课程内容，保证学生在选课之前了解课程难度和深度，选择适合自己专业和能力的课程。

（3）强调沟通和交流能力的培养，全面提高学生“软实力”。笔者在参加克莱门森的课程项目答辩时发现，国内学生的英语演讲和表达能力仍然存在一定程度的欠缺。计算机从业人员，除了专业技能和知识等硬技能之外，交流和合作等“软技能”非常重要，国外不少大学（如普渡大学的理工学院）都会设置包括写作和演讲、团队合作、语言文化等文科类模块，全面培养学生的能力。国内在这方面则有所不足，学生在专业技能方面可能已经达到一定的水平，但在交流、论文、演讲等方面存在较大的短板，不利于学生的长期发展。譬如，数据挖掘课程的最后答辩中，中国学生的项目完成情况并非不好，但台上的表达能力和演讲效果比美国、甚至印度学生存在很大差距。语言表达和沟通能力是立足社会的最基本能力，良好的团队协作精神、国际化的思维方式更是企业看重的能力。软件学院在课程整体设置、课程设计中应该将软实力的培养作为目标。

（4）推动教师科研工作，积极开展校企项目合作。与克莱门森大学计算机学院相比较，科大软院的专职教师相对年轻，参与科研活动还不够，科研能力还有待增强，在科研促进教学，教学辅助科研，带领学生科研等各方面还需要进一步探索。同时，为了更好地适应软件学院学生的培养目标，教师应该具有更多的实际项目经验，学院应积极支持和鼓励教师和企业开展项目合作。

3 结语

了解和借鉴国外大学的培养制度和经验，可以促进和改善国内教育的发展，同时也需要结合我国教育的实情和学生的特点，因材施教。我国软件学院学生众多，教学资源相对紧张，学生背景不同，全面提高教学水平，提高学生能力存在着不少困难。他山之石，可以攻玉，如何把国外大学先进的教育理念和方法融入到我国教育的培养体系中，借鉴他山之玉，积极促进我国教育的国际化进程，是需要我们不断探讨和研究的问题。

参考文献：

[1]张尧学，吴爱华，关于我国信息化教育的几点看法[J]，计算机教育，2008（5）：3-7

第3篇：计算机视觉课程设计范文

在长期的实验教学实践中，浙江师范大学教育技术学实验室与全国大多数师范院校一样，从无到有，从小到大，从常规媒体到多媒体，从黑板到网络，再从真情实景到虚拟现实，教育技术学实验室的建立和发展走过了一条健康成长的道路，先后投资一千多万元，改造了常规媒体实验室，新建了多媒体实验室，是我国师范院校规模最大、项目最全、设施最完善的教育技术学专业实验室之一。目前，这些实验室分别为全校各学科本科生、教育技术专业本科生、研究生、教育硕士、函授生、继续教育教师等开设200余个实验项目。这些实验除了教育技术学专业实验课程，还包括全校教育技术学公共课的实验教学，全省基础教育师资的函授、进修、培训等各类继续教育活动的实验教学，并为基础教育教学改革和学生课外活动提供指导和相关服务。

1 实验室建设

1.1 实验室的建设原则

（1）实验内容追求综合性、新颖性、示范性及学生的参与性；

（2）实验对象追求真实、有直接的应用背景；

（3）实验室建设目标是面向不同层次的基础型实验、提高型实验、研究创新型实验；

（4）实验项目的开设密切结合教育技术学的学科建设，突出本校、本学科特色。

各实验室按照新的实验体系设置，力求做到科学与规范，打破了按课程设立实验室的传统做法。

1.2 实验内容

针对实验教学的一般规律和教育技术学科的基本特点，实验内容划分为三个层次：

（1）基本实验，或称基本共性实验。由各门实验课程规定所必须完成的基础技能训练内容，要求每个学生都必须熟练掌握。它是整个实验室所开设实验的主体，占所开设实验全部内容的60％以上，如全校公共课《现代教育技术》课程实验中的“常规媒体使用”以及“课件制作”就属于基本实验。

（2）提高型实验。这是供学生进行选做的实验，主要包括那些综合性、设计性和应用性较强的实验内容。旨在因材施教，提高学生的学习热情并从中发现人才。这类实验除一些课程内的实验外，还有大量由学生自主申请的实验项目，如学生毕业论文、课程设计以及为参加各类竞赛需要进行的实验项目。

（3）研究创新型实验。是为优秀学生开设的高层次的加深部分实验，由导师推荐或学生科研社团提出申请，由实验室给予安排进行实验、科研或开发。这类实验主要集中在学生参与教师的研究课题以及学生申请的学校社团课题。每学期由实验教师及实验技术人员申请设立的十几项实验室技术开发项目属于此类实验。

在完成实验教学任务的同时，我们还承担了社会和学校的其它工作。例如，对全校中青年教师进行的多媒体课件轮训，对全校师生的微软授权培训与考试（与微软中国公司合作）（2000-2002）共培训600余人次，通过考试获得微软证书337人次，为学校电视台每周的校园新闻等栏目的拍摄与制作提供设备共享，浙江省首届和第二届大学生多媒体作品设计竞赛，全省中小学校园网络管理讲习班，全省中小学教师多媒体课件制作培训班，全省电教系统现代教育技术研究生课程班，全省小教自考实践性环节培训、考试，教育类课程教学网站开发，自考多媒体课件开发，与金华市电视台合作制作的周末版栏目，《现代教育技术》网络课程开发等。同时还依托校园宽带网，开发建设了“浙江教师远程教育”网站、“现代教育技术中心”网站和“教育类公共课教学”网站，为全省参加继续教育的教师、全校学生提供课程网络辅助教学，目前上网课程已有十门，同时提供各类资源库、课程视频点播等教育信息。

1.3 实验室的建设情况

中国的教育技术学大都脱胎于物理学。在最早的教育技术学（那时称之为电化教育）实验中，以电子线路、电视机、录音机为主，然后逐渐开展了摄录像实验、摄影实验和幻灯投影实验。1989年，第一次东南八省（市）（现在已经扩大为十一省（市））师范院校电化教育系主任会议在华南师范大学举行。在讨论了电化教育的办学方向、培养目标、课程设置的同时，提出了如何建立电化教育实验室问题。当时的专业实验室包括幻灯、投影（后来改名为光学媒体）实验室、摄影实验室（包括暗室）、广播录音教学（后来改名为电声媒体）实验室、摄录编（又称教育电视）实验室和语言（音）实验室。教育技术学科课程设置不断完善以及社会对教育技术的需求不断增强，作为一门以技术在教育中的运用为核心内容的学科，教育技术学实验室的建立亦随着现代教育技术的不断发展而发展。目前浙江师范大学现代教育技术学实验室建设情况如下各表所示：

类型

实验室名称

作用或实验课程名称

常

规

媒

体

实

验

室

常规媒体实验室

现代教育技术公共课光学投影媒体实验、视听媒体实验，专业课光学投影媒体教学实验、现代教学媒体的原理与维修

电声实验室

模拟电路实验、数字电路实验、教育电声系统实验

非线性音频编辑实验室

电视教材编导与制作配音实验、其他专题片、记录片、教学片配音

数字实验室

数字摄影实验、电视教材编导与制作实验（数字）、特技动画实验

布光实验室

室内摄影、摄像实验

电视编辑实验室

摄像机实验、电视教材编导与制作实验（模拟）

电视演播室

承担全校闭路电视系统的室内节目、新闻节目、访谈节目的拍摄与制作；承担远程教学节目、学术讲座以及教学活动的拍摄与制作；教育技术学专业学生参观、学习、实习

电视播控室

接收卫星电视节目并向全校发送有线电视节目，双向闭路电视系统提供互动教学与节目点播

转贴于 类型

实验室名称

作用或实验课程名称

多

媒

体

实

验

室

平面设计实验室

特技动画、平面设计、电脑美术、平面广告设计、电脑动画设计、字体设计与创意、电视广告

网络实验室

网络教育概论、网络技术、网络基础、组网、WEB/FTP服务、计算机网络通讯等

计算机多媒体实验室（1）

数字摄影图片处理、教育统计SPSS软件应用、课件制作、多媒体技术、计算机程序设计

计算机多媒体实验室（2）

计算机网络与应用（通识课） Internet及网络教育应用（通识课）INTERNET网络资源学习

计算机多媒体实验室（3）

计算机音乐制作、多媒体课件制作、现代教育技术公共课、教育软件制作

类型

实验室名称

作用或实验课程名称

其

他

实

验

室

微格教学实验室

师范生专业教学技能训练、实习前微格教学训练、新教师教学试讲

远程教育实验室

多媒体教学及实时交互教学

数字化信息资料室

为全校师生提供教学过程中常用的数字化资源和计算机软件

实验教学研究室

师生进行创新型实验研究

虚拟现实实验室

虚拟现实创作工具的使用、网络虚拟课堂的构建、虚拟实验系统的构建

智能技术实验室

先进人工智能和智能信息处理的基本原理、基本方法研究；与人工智能相关的应用技术和系统集成技术研究，包括新一代互联网技术、人机（计算机）交互技术、虚拟现实、计算机视觉、专用集成电路自动化设计、分布式智能系统技术等

由上表所示表明，目前现代教育技术学实验室正随着学科的发展逐步完善了多媒体、虚拟现实、智能技术等实验室的建设。

2 实验室管理

在实验室管理上我们的原则是：为教学服务的、为学生学习服务，努力创造条件24小时对学生开放。只有在学生过多、实验室（机器、仪器）供不应求情况下才设订时间表，在规定的时间内对规定的学生开放。一个实验室的使用率是衡量其作用和效率的重要指标。要最大限度的发挥其在教学中的作用，使其真正为教学服务，就要坚持对学生开放。因此，合理安排教学计划内、外实验使用实验室的时间段，尽量挤出较多的时间开放实验室。对于学生课题、社团活动、兴趣小组等需用实验设备或实验室，只要有利于学生的能力培养，实验室尽一切努力提供实验条件，简化实验室审批手续，根据学生需求、某课程实验教学的性质，采取不同的管理模式。

2.1 主讲教师管理模式

教育技术学课程的多样性使得其教学方法发生了巨大变化。多媒体实验室有时变成了多媒体教室，教师可以带领学生边讲边练。还有一些课程要进行教学实践、教学设计，巩固课堂教学效果，提高学生的动手能力。在任课教师的指导下，通过这样的实验更有利于教学质量的提高。

2.2 实验教师管理模式

目前，除了教育技术学专业的实验课，全校教育技术学公共课以及部分培训性课程全部由实验室管理人员承担。从仪器设备的准备到管理维修，从实验教学内容到实验方法，我们建立了一整套的规章制度。既让学生放开手脚，大胆实验，又严格管理，强调爱护仪器设备。特别是贵重物品，如摄像机、照相机等，一定要有严格的检查制度。

2.3 研究生管理模式

在目前情况下，我们还不能为每一位研究生提供一台计算机。但是，如果将实验室作为研究生学习室可以一举两得：研究生在实验室里研究生可以有固定的计算机。除了本科生上课实验以外，大多数时间研究生使用管理实验室，同时承担实验室的日常管理和一般性维修。这样一来，既不用配备专职实验室管理人员，又给研究生提供了学习、实践的机会。特别优秀的研究生还可以承担一部分实验教学任务，得到了极大的锻炼。

2.4 本科生管理模式

这一管理模式由实验技术人员指导、组织学生管理员加学生助理员组成。由实验技术人员负责技术及总体管理，由学生管理员负责具体设备维护及管理，助理员协助管理，且各类人员岗位职责明确。这种管理模式不但解决了工作量超时问题，培养了一批学生管理和技术能手，同时还给学生提供一个勤工俭学的场所。因此，每学期招聘管理员时，报名学生都很踊跃，经过几年锻炼。各方面能力出色的学生管理员，毕业后近一半留在学校，其余的也在各自的岗位上很快成为业务熟练的骨干力量。

2.5 计算机智能管理模式

在三个多媒体实验室，我们采用了先进的计算机实时管理手段、电视监控系统对整个实验室进行无人值守开放式实验管理，学生可以在校内任何地方，通过校园网络对示范中心所有的实验项目进行预约、登录或查询。实验室中所有计算机设备均可根据管理系统中的实验计划自动开机或关机，并对用户上机情况进行自动登记。计费系统我们使用的是北京泰利德科技有限公司的射频卡机房自动管理系统，其不依赖于任何硬件，采用底层登陆技术，与操作系统无关，安全性好，维护量小。

浙江师大现代教育技术实验室边建设边使用，目前已经在实验教学、项目研究与开发、校内外师资培训、多媒体设计竞赛等方面做了大量工作，取得了良好的社会效益。在2003年召开的东南十一省（市））师范院校教育技术系主任会议上，来自全国各地的80多名专家学者参观了我们的实验室并给予了高度评价。

【参考文献】

[1] 刘雍潜．教育技术学科研究现状与发展的调查报告[J] ．中国电化教育，2001，（1）：5—9．

[2] 顾清红，祝智庭．教育技术的后现代观[J] ．电化教育研究，2001，（7）：3—7．

[3] 赵时亮．虚拟实验：从思想实验到虚拟现实[J]．科学技术与辩证法 1999，(6)：21—25．

第4篇：计算机视觉课程设计范文

关键词：图像分割； 参数活动轮廓； 几何活动轮廓； 能量泛函； 蛇模型

中图分类号：TP3914 文献标识码：A文章编号：2095-2163（2013）02-0082-04

0引言

蛇（Snake）模型，即活动轮廓模型（Active Contour Model），一度曾被国内学者译成主动轮廓模型，最早由Kass等人提出，能利用图像高层信息能量泛函来解决图像分割问题，2000年左右引入国内。国内，较早关注此模型的有哈工大李培华教授，当时将国外最新的蛇模型技术进行了综述[1]。文中阐述了Snake的数学模型，提到了Snake的算法实现，主要有计算复杂度为O（nm3）的Amimi动态规划法，和算法复杂度为O （nm） 的Williams的贪婪算法。接着又介绍了Snake的改进模型，如Cohen的气球模型，Storvik的基于贝叶斯概率统计的Snake模型，及用于运动跟踪的可变形模板（Deformable Templates）模型。另外一位长期深入研究Snake模型、且造诣深厚的学者是美籍华人徐成阳，首先提出了GVF-Snake模型[2]。该模型在图像分割或轮廓提取时，能双向驱动初始曲线的演化，使其进入图像的深凹轮廓，同时，在更大程度上降低了对初始化曲线位置需有严格限制的要求。

早期的Snake模型在图像分割或轮廓提取时，因驱动外力不够，要求初始化曲线须设定在图像真实轮廓的附近，否则较难收敛于图像真实轮廓，得不到较好分割效果。

在此期间，国内则少有学者开展Snake研究，可见的发表成果为：周彦博结合变分法处理医学图像，成功提取红细胞。贾春光结合遗传算法研究MR图像，提取大脑皮层外轮廓和左脑室，但并未取得满意效果[1]。

国内其他学者，鉴于Snake方法的新颖，于2001年左右对Snake算法进行了系统研究，课题多会涉及国家自然基金项目。研究活动多是集中于对Snake算法的各种改进，并得到改进的GVF-snake模型，再后来，即是采用水平集方法，所得研究成果多为几何活动轮廓模型。

在Snake模型的研究期间内，因多种原因所致，如学术名词的翻译等，Snake模型，曾被冠以多种名称，如蛇模型[1]、Snake算法[3]、主动轮廓模型[1，4]、活动轮廓模型[5，6]、几何主动轮廓模型[4，7]、可变形模板Snake模型[1，5] 、基于角点的Snake模型[8]，随着研究的进一步深入，又出现了结合区域信息、边界信息的改进的新蛇模型，但这些新数学模型已经与当年Kass的原始Snake有较大区别，本文依然将其归纳为蛇模型家族。为了统一起见，将蛇模型分为参数式活动轮廓模型、几何式活动轮廓模型、融合其他信息的混合蛇模型。

（1）基于参数的经典蛇模型有Snake；Balloon-Snake；距离势能Snake；GVF-Snake；GGVF-Snake；虚拟电场Snake（Virtual Electric Field），简称VEF；改进的虚拟电场Snake（External Force Using Vector Field Convolution）简称VFC。

（2）几何式蛇模型。采用水平集方法，包括了测地线蛇模型（Geodesic Active Contour Model） 简称GAC；测地线活动区域模型（Geodesic Active Region），简称GAR；分段常数模型（Chan-Vese）简称C-V；此外，还有双向Chan-Vese。第2期王成杰：基于蛇模型图像分割研究综述智能计算机与应用第3卷

（3）混合蛇。两种模型结合的Snake，融合了边界或区域信息，由此得到了对Snake改进后的新方法，如，2006年，Lie等人提出了基于区域的二值水平集。Tai提出了基于边界的二值水平集。2007年，尚岩峰提出自适应的Balloon-GVF Snake。此后一些学者，又结合其他方法，研究了参数蛇模型进行多目标分割的算法，此算法打破了参数蛇模型不能解决拓扑结构变化的问题。还另有一批学者，结合边界信息，通过演化曲线方式，实现了水平集。

1Snake模型的思想

图像分割（Image Segemention）可将给定的图像分割成一系列感兴趣的区域，因而是图像分析、图像理解的基础。

Marr的传统视觉将信息处理分为底层视觉、中层视觉和高层视觉三个阶段，只是底层视觉是无法利用高层信息。而Kass提出的Snake模型，将图像的灰度信息、梯度信息等特征当做能量，先验知识如目标的大致情况也可等同为能量，并以其为基础，设计一个可供高层视觉选择的能量函数[2]（具体的能量函数可参见朱国普的博士论文），用以处理低层视觉中的图像分割问题。该模型的实现原理为：

在待分割的图像中放置一条自由曲线，曲线自身具有内部能量，能约束自身的形状，能抗拉伸，抗弯曲，图像的外部能量，能驱动曲线运动，在内外能量形成的内、外力场综合作用下，曲线达到能量最小化，收敛于图像的显著特征或局部极值处，达到图像分割的目的。

由此可知，Snake模型的突出优点是：

（1）突破了由Marr提出的传统视觉理论局限，为计算机视觉理论引入了新的思维思路。图像分割中，有效地利用了图像高层信息，并对底层视觉信息的加工进行指导和修正，为信息处理提供了更多的方便。其处理方法与人类的视觉系统已存在更多的类似。

（2）可将图像数据、初始估计、目标轮廓及先验知识集成于同一个特征提取过程中。一旦启动初始化，将能自主地收敛于能量极小值状态，且无需人工干预，就能捕捉到连续、完整的目标轮廓。

当然，该模型也有一些缺点：

（1）分割结果对于初始曲线的选定位置非常敏感。

（2）因外力不足，曲线通常不能被驱动到深凹图像的内部。

（3）原始的蛇模型无法控制曲线拓扑结构的自适应变化。因而需要对蛇模型进行改进。

改进的模型分为两组，一组是参数蛇，另一组是几何蛇。针对模型的缺点，从4个方向实行改进。分别是：

（1）对初始化曲线条件的研究。

（2）对力场改进，如双向驱动、进入深凹图像开展轮廓提取的研究。

（3）弱边界、抗噪处理；

（4）针对拓扑结构变化，自适应控制曲线演化，完成复杂目标图像的分割。

具体来说，参数蛇研究成果多集中在（1）、（2）、（3）方向，尤其是方向（3）对力场持续改进，双向驱动的改进；几何蛇执行处理却在（1）、（2）、（4）方向，且最好的成果输出体现于方向（4）中。

另外，以时间为维度参数可得，研究的早期时候，参数蛇因GVF-Snake的提出而广受众多研究者的推崇青睐；现今，因几何蛇快速数值算法的实现，几何蛇已成为研究的重心。而今后，蛇模型改进除了需要结合边缘、结合区域、还需与其他的分割方法相结合，才能取得更大的进展和更大的新突破。

2典型改进蛇模型特性分析

因为Snake模型天然的优越性，其应用所及已经相应拓展到图像分割、目标识别、行为分析、视频跟踪、三维医学重建等领域。同时也因其局限性，众多学者也在对其进行不断的改进。

21参数蛇模型

（1）Balloon-Snake。由Cohen提出，修改了Snake外力项，增加了一项气球力，该力驱动势头强劲，有利于深入图像的深凹部位，且能跨越小的图像噪声点，弱边界或残损边界，而不致出现收敛。因此，对于存在边界空隙、边界破损的图像，就需要根据收敛结果，人工设置迭代次数。鉴于气球力每次只能单向驱动，因此，气球模型的初始曲线设置，必须设定于图像的内部或外部，一定不能与图像有所交叉，否则不能进行正确分割。Cohen还给出了距离势能力函数，此模型也是用于增加Snake外力，其结果是使得初始曲线可以位于待割图像周围、可以位于待割图像交叉，但其力度并不到位，因而无法收敛到图像的深凹处。

（2）GVF-Snake。由徐成阳提出，其提出的梯度向量流GVF是一个比较优秀的力场，可以双向驱动，而对初始曲线放置的要求也不再那么严格，既能放置在待割图像周围、也可以与待割图像交叉，还能深入凹形图像的极低处，而且也能分割弱边界的情况。但是对于极个别图像驱动到深凹处能力仍然偏弱，因此，又提出了GGVF模型，使得推进深凹处问题得以满意解决。

在以上研究基础上，又经过多次实验进一步发现，GVF-Snake及其改进模型并非每次设定初始位置都能得到正确分割。而且对于同一幅图像，放置相同的初始曲线，一种GVF力场解决不了，但是换一种改进的力场就能实现正确分割了，这一原因直到2002年才得以完整揭示。Yu等人指出，向量场，即外力场中存在一些临界点会对分割产生重要影响[2]。若要进行正确的图像分割， He等人已经提出了正确分割的充要条件：初始曲线需要包含并且只能包含待割图像内的所有节点。

随着研究的不断推进，后续许多改进Snake模型（如VEF、VFC） 所提取的轮廓已经更加贴近图像真实边界，且对弱边界、抗躁等都具有较高的鲁棒性，但却仍然未能完全解决曲线的初始化问题。参数蛇已经成功应用于医学图像的交互式分割，但若要实现自动化分割则需要寻求一种新的方法。

2.2几何蛇模型

（1）测地线活动轮廓模型 （Geodesic Active Contour Model，简称GAC），是最早的几何蛇。这类模型是以目标边缘信息作为主要驱动力来引导分割曲线的运动，即可归结为是基于边缘的分割。该模型的特点是：边界强度小或者没有边界的地方，变形曲线运动速度很快，而边界强度较大的地方，变形曲线速度较慢甚至停止。当目标边缘不明显或者存在缝隙情况下，此方法将会出现边缘泄露现象。

（2）测地线活动区域模型（Geodesic Active Region，简称GAR）是Paragios结合了基于边界的测地线模型和朱付平的区域竞争模型的优点而研发提出的基于区域特征几何蛇模型。该模型解决了初期的测地线几何蛇初始曲线鲁棒性不足的问题。

（3）分段常数C-V模型。假定图像只有目标和背景两部分，在分割图像的同时，还能对图像实现增强去噪，而对无明显边缘的目标分割也能取得良好效果；但也存在缺点，就是计算量大，且不易实现。

总地来说，几何蛇的轮廓曲线演化只是基于法向量和曲率等，而与曲线的参数表示无关， 并且通过采用水平集方法加以实现，由此突破了拉格朗日系统框架的限定，因而能自适应地处理拓扑结构的变化，对弱边界、断裂边界的处理能力，数值稳定性良好，也就更加利于由二维向三维分割领域的推广。其改进模型则能简捷、有效轻松地进行多目标分割，同时亦获得了更佳的抗噪效果。

在几何蛇的研究早阶阶段，因算法复杂度高达O（n3），计算量太过庞大，研究者的关注度也更多地聚焦于参数蛇方面。另外，早期的几何蛇也与balloon-snake模型相仿，其与目标边界不能存有交集，否则将无法得到正确分割结果。

在此之后，研究者们因参数蛇的力场虽有改进，却仍无法解决复杂目标的分割，继而加强了对水平集方法的探索和研发，对几何蛇提出了快速数值算法，分别为窄带法、针对Eikonal方程的快速行进法和快速扫描法。其中，快速行进法的算法时间复杂度为O（NlogN），快速扫描法复杂度为O（N）。此外，Li等人还提出了一种不需要重新初始化符号距离函数的方法，其算法复杂度为O（N）。

2.3其他研究

何宁以联立偏微分方程为出发点，提到简单曲线、曲线曲率等数学问题[9-10]，并推证得出连续Snake曲线收敛原理，再将连续的曲线借助离散化方法进行了处理，提出了离散化Snake算法，为深入理解贪婪算法提供了数学基础，同时也有利于学者对Snake原理的清晰解读。除此之外，更多学者又结合了其他方法进行的算法改进，限于篇幅，这里不再一一列举。

3应用领域

31Snake算法在图像分割领域的应用

蛇模型适于对背景灰度不均匀的医学图像，纤维图像进行分割，并提取运动物体的轮廓。其中的参数蛇适宜于交互式医学图像分割，而几何蛇则适用于复杂多目标下医学图像自适应分割。

2003年，南理工王洪元博士利用二阶段的贪婪算法[11]实现了心脏左心室的分割。2005年，一军大的杨谊博士，使用改进的DP-Snake，成功提取了血细胞[12]。2006年，复旦大学张俊华结合边缘检测GVF模型，进行了低对比度的超声图像分割[6]。2007年，哈工大的朱国普博士改进了球模型，提出了GVF-balloon Snake模型[13]，能双向运动，提取复杂目标，完成了人肺CT图的分割。2007年，南理工王元全提出了改进的GVF模型，完成了左右心室的分割，同时也提高了精准度[14]。2009年，复旦大学利用几何蛇模型，完成了冠状动脉的分割、二尖瓣的分割[4]。中科大的博士编制了改进几何蛇，完成了腹部肝脏CT图像的分割[7]。2010年，东华大学的韩海海硕士利用融合聚类算法和GVF-Snake模型[15] ，去除了纤维毛刺，并准确提取纤维图像的轮廓

32Snake模型在其他方面的应用

蛇模型甫经提出，就已经应用于运动跟踪，比如，体育实况转播时的运动跟踪，也可用于人脸面部的活动跟踪，如嘴或眼的运动。

值得一提的是，参数蛇的算法实现也已成功地引入到教学中。已有很多著名高校的教师，在结合自己科研方向的基础上，将一些相对成熟、且先进的技术，融入本科教学。已有实践表明，在北大、北师大中，参数蛇已率先进入了教学，或作为一周编程课的课程设计，或成为大三、大四专业实践的训练案例。而由于案例表现的趣味性、综合性和系统性，将使得学生独立研究能力得到更进一步的强化。另外，在探索Snake算法时，为学生文献查阅、算法设计的能力提供了充分训练机会，而学生的科研素养和参与课题的能力也将达到更高水准，学生在这样的科研探讨氛围中也必将获益良多。

4结束语

Snake模型将图像分割、数学泛函分析、能量问题集于一身，俟其问世，就有数目可观的学者从多个角度对其特性展开了不同研究，并在不同学科的知识启发和影响下，对蛇模型进行了改进。其类型分析如下。

（1）参数蛇模型：目标函数简单，运算迅速而高效，通过添加能量项，多种先验知识可以灵活嵌入能量函数中，在交互式的图像分割中应用最广，而对出现有拓扑变化的目标分割却不占优势。但凭借其先验知识嵌入的灵活性，应用仍在不断拓展。多目标分割的探索也在进行中。

（2）几何蛇模型：在高维空间内进行轮廓演化，可以解决大变形，拓扑有变化的问题，计算稳定性高，但计算效率偏低，且表达式复杂，先验知识在轮廓演化方程中的表达不灵活。当目标变形很小时，一般并不采用几何蛇模型。即便如此，几何蛇在复杂背景下分割、多目标分割、抗噪、防边界泄漏等问题的处理方面保持优势擅场。目前，研究已从单项水平集向非参多水平集图像分割方向演变。

近年来，持续的拓展研究使蛇模型在图像分割领域占得了一席之地，尤其是在医学图像领域。利用Snake模型处理遥感图像、彩色图像的分割，也只是出于起步阶段，需要将Snake算法与其它分割算法结合。而其他算法则包括比如结合分水岭算法、种子填充算法和向量法等。可以预期的是，其发展前景必将十分广阔。

参考文献：

[1]李培华，张田文. 主动轮廓线模型（蛇模型）综述[J]. 软件学报，2000（6）：751-757.

[2]XU C， PRINCE J L. Generalized gradient vector flow external forces for active contours[J]. Signal Processing. 1998， 71（2）： 131-139.

[3]吕明忠，罗鹏，高敦岳. 一种具有向心力的新型Snake算法[J]. 微电子学与计算机， 2001（4）：39-42，46.

[4]尚岩峰，杨新，朱铭，等. 基于先验知识和几何主动轮廓线的三维超声瓣膜分割[J].生物医学工程学杂志，2008（1）：1-6.

[5]李启翮. 基于蛇模型的图像分割与目标轮廓跟踪研究[D]. 北京： 清华大学，2008：11-26.

[6]张俊华，汪源源，施心陵，等.基于边缘流和距离图Snake模型分割淋巴结超声图像[J].中国生物医学工程学报，2006，（5）：532-537.

[7]刘军伟. 基于水平集的图像分割方法研究及其在医学图像中的应用[D]. 合肥：中国科学技术大学，2009：51-63.

[8]向买阳. 结合角点检测的GVF Snake改进模型[D]. 北京：北京交通大学，2010：1-40.

[9]白小晶. 基于偏微分方程的图像分割与配准研究[D]. 南京：南京理工大学，2010：5-18.

[10]何宁. 基于活动轮廓模型的图像分割研究[D]. 北京：首都师范大学，2009：9-18.

[11]王洪元，周则明，王平安，等. 一种改进Snake模型的边缘检测算法[J].南京理工大学学报（自然科学版），2003（4）：395-399.

[12]杨谊. 基于Snake模型的细胞图像分割新方法研究[D]. 广州： 第一军医大学，2005：43-114.

[13]朱国普. 基于活动轮廓模型的图像分割[D]. 哈尔滨：哈尔滨工业大学，2007： 33-45.