TIES411 - Johdatus Konenäköön

Versio Horrible

Kurssin kulku

Tavoitteet

Johtuen poikkeuksellisen lyhyestä aikataulusta (4op) ja asian järkyttävästä määrästä (kurssikirjana toimiva Computer Vision: Algorithms and Applications on noin tuhat sivua ja lähes joka sivulla viitataan noin kymmeneen tutkimukseen aiheesta), kurssi pidetään projektimuotoisena. Kurssin tavoitteena onkin asian täydellisen ja kattavan hallinann sijaan

  1. Löytää jonkinlainen yleiskuva siitä, millainen ala konenäkö on, ja
  2. Toteuttaa itse lyhyt ja ytimekäs konenäköprojekti.

Kurssin on tarkoitus antaa valmiuksia, muiden esitietojen ohella, omatoimiseen konenäön harrastamiseen, mutta missään tapauksessa se ei tule tekemään kenestäkään alan asiantuntijaa. Kurssin käymisen jälkeen osaat esimerkiksi tehdä ohjelman, joka

Suoritustapa

Kurssi koostuu kolmesta osa-alueesta, kotitenteistä, tutoriaaleista ja projektityöstä. Projektityö vastaa kurssin käytännön harjoittelusta ja se tehdään siitä syystä, että yksi kurssin tavoite on antaa konkreettista tuntumaan konenäkötehtävien ratkaisuun. Jotta kurssi ei kuitenkaan jäisi kovin kapea-alaiseksi, projektitöiden lisäksi tarjotaan tutoriaaleja, joissa kokeillaan eri konenäkömenetelmiä ohjatusti. Viimeisenä yleissivistävänä osuutena on varsin laajan kurssikirjan lukeminen, minkä on tarkoitus antaa tutoriaaleja ja projekteja laajempi ja kattavampi yleiskuva alan nykykehityksestä ja menetelmistä.

Kurssikirjan lukemiseen motivoidaan kotitenteillä, joita tehdään viikottain yksi. Kotitenttien tarkoitus ei ole rankka arvostelu vaan sen varmistaminen, että kurssikirja maltetaan avata joka viikko. Kirjaa lukiessa on hyvä huomata, että kirjoittaja on pyrkinyt enemmänkin kokoamaan kirjallisuuskatsauksen kuin kattavan esittelyn aiheesta, joten kirjassa mainittuihin artikkeleihin kannattaa tutustua.

Projektiaiheen saat kurssin aloitustilaisuudessa. Se on joko enemmän tai vähemmän vaativa konenäkötehtävä, jonka suoritat kurssin aikana, mieluiten ryhmässä muiden opiskelijoiden kanssa.

Klo. Ma Ti Ke To Pe
8-10 - - - - -
10-12 Luku & puuha- tuokio - - - Tutoriaali
14-16 - - - - Kotitenttien palautus
16-20 - - - - -

Joka viikko kurssin puolesta tarjotaan yksi ohjattu luku / puuhastelutuokio, jossa on ohjaaja paikalla neuvomassa, mutta johon ei ole varattu mitään tiettyä sisältöä. Tämän tuokion tarkoitus on pääasiassa varata opiskelijan kiireiseen elämään hetki, jossa kurssikirjan ehtii varmasti avata ja kurssin asiaa kokeilla käytännössä.

Loppuviikosta on yhteinen tilaisuus, jossa käydään läpi asiaa joko luennon tai tutoriaalin muodossa. Tämän tilaisuuden tarkoitus on esitellä tarkemmin joitain valittuja menetelmiä ja tarjota hands-on-harjoitusta konenäkötehtävien ratkaisemiseen.

Kurssin puolenvälin jälkeen on syytä pyrkiä aloittamaan harjoitustyö ja sen raportointi. Katso myös harjoitustyöraportin mallipohja ennen raportin kirjoittamista.

Kurssin suorittamiseen on hyvä varata vähintään 15 tuntia viikossa. Huomaa, että työmäärä saattaa vaihdella viikosta toiseen ja painottuu kotona opiskeluun.

t/vko viikkoja yht.
Lukutuokiot 2 8 16
Tutoriaalit 2 9 18
Kotitentti + kirja 5 8 40
Harjoitustyö (kotona) 7 5 35
9-16 9 109h = 4op

Suoritusten palautus

Kotitentit palautetaan kurssin vetäjille sähköpostilla.

Kurssin projektityöt palautetaan ajallaan yousource.it.jyu.fi järjestelmään siten, että kukin ryhmä tekee oman palautus-tietovarastonsa kloonaamalla kurssirepon ja lisäämällä oman työnsä oikeisiin alihakemistoihin:

Huomaa, että suoritukset, tarkastetaan ja niitä voidaan pyytää täydennettävän ennen hyväksyntää.

Arvioitu aikataulu

Aikataulu joustaa ryhmäkohtaisesti aina kurssin päättymispäivään saakka, joten tässä esitetty aikatauluehdotus kannattaa ottaa lähinnä ohjeellisena ja edetä siinä tahdissa kuin itse hyväksi kokee. Kurssin yhteiset tilaisuudet kulkevat kuitenkin tämän aikataulun puitteissa. Viikoittaisissa tutoriaaleissa opetellaan yhdessä käyttämään erilaisia tekniikoita ja algoritmeja, joten niihin osallistuminen tukee harjoitustyön tekemistä.

Viikko Lukutuokio Aiheet Tutoriaali Muuta
1 Szeliski, luvut 1&2 Kuvan muodostus, konvoluutio, pikselioperaatiot Konvoluutio ja pikselioper. Harjoitustyön aiheen valinta
2 Szeliski, luku 3 Fourier-muunnos Fouriermuunnos
3 Luento Kuvan tilastolliset tunnusluvut ja piirteet, värijakaumat, tekstuurijakaumat, binääristen kappaleiden tunnusluvut Tilastolliset piirteet
4-5 Szeliski, luvut 4 & 9 Reunanhaku, pistepiirteet, Houghin muunnos, SURF, SIFT, salienssi Reunanhaku ja pistepiirteet Harjoitustyö alkuun
5 Szeliski, luku 5 Segmentointi, Watershed, K-Means, Mean Shift, graafileikkausmenetelmät Segmentointi Harjoitustyön raportti alkuun
6 Szeliski, luku 14 Tunnistaminen, luokittimet, K-nn, SVM Tukivektorit ja kohteiden tunnistus
7 Luento Erilaiset kuvantamismenetelmät, konfluenssimikroskopia, tomografia, spektrikuvaus, 3D kuvantaminen. Konenäkö ja GPU Harjoitustyön ja raportin esiversion palautus
8-9 Seminaari Harjoitustöiden esittely

Kurssin oppimistavoitematriisi

(Alunperin korppiin suunniteltu tavoitematriisi. Nykyisellään hieman vanhentunut)

Aihe Muistaa Ymmärtää Soveltaa Analysoi Osaa arvioida Osaa Luoda
Digitaalisen kuvankäsittelyn historia X
Kuvanmuodostus kamerassa X
Taajuustaso ja Fourier muunnos X
Reunanhaku X
Kohinanpoisto X
Kynnystysmenetelmät
    X
Morfologiset menetelmät X
Kuvien ja kappaleiden piirteytys ja tunnistaminen koneoppimismenetelmillä X
3D-konenäkö ja kappaleiden tunnistaminen x