〔重庆理工大学〕《专业综合实践II-计算机视觉方向》任务书

综合实践 II：计算机视觉方向任务书

CQUT《专业综合实践II-计算机视觉方向》任务书

• 综合实践 II：计算机视觉方向任务书
• • 计算机视觉方向任务书
  • 使用说明：
  • 一、设计目的：
  • 二、设计要求：
  • 设计内容：
  • • 课题一：国内车牌图像识别系统
    • • 规则和要求：
      • I、II类车牌举例如下：
      • 系统评价：
      • 注意事项：
    • 课题二：实时交通标志检测系统的设计与实现
    • 课题三：基于机器视觉的实时垃圾分类系统
    • 课题四：基于图像及视频的人脸美颜处理器的设计与实现
    • 课题五：银行卡图像OCR识别器的设计与实现
    • 课题六：基于手势识别的水果消消乐软件的设计与实现
    • • 1、手势识别与追踪
      • 2、游戏逻辑与交互
    • 课题七：基于机器视觉的人、车流量统计
  • 四、实践考核方式
  • • （一）成绩评定方式
    • （二）考核与评价标准
    • • 1. 源程序质量及运行结果考核与评价标准
      • 2. 实践报告考核与评价标准
      • 3. 考核方式与时间：
  • 五、提交的资料
  • • 1、提交资料包括：
    • 2、实践报告要求
    • 4、文档封面及格式要求
  • 六、学生注意事项
• 附件1：实践报告模板
• 综合实践II 计算机视觉方向
• • 实践报告
  • 评分表
  • 目录（数字图像处理及识别方向）
• 3 XXX模块设计与实现（单独占一页）
• • 3.1 功能说明（小四，黑体，不缩进）
  • 3.2 功能设计（小四，黑体，不缩进）
  • • 3.2.1 图像平移（小四，黑体，不缩进）
  • 3.3 算法设计（小四，黑体，不缩进）
  • 3.4 功能测试（小四，黑体，不缩进）
  • 任务书文档
  • • 1.《专业综合实践II-计算机视觉方向》任务书

计算机视觉方向任务书

开课单位：计算机科学与技术系 开课学期：第三学年秋季学期

学分：3 学时：2周

适用专业：计算机科学与技术专业

使用说明：

（1）本任务书用于指导教师进行《综合实践II》的教学，也用于指导学生开展本课程的准备和学习。

（2）如课程分为多个班行课，原则上各班行课应与本任务书一致。

（3）对课程具体的教学方法，教师可依据课程目标进行灵活设计和实施。

（4）任课教师如需进行评分标准等重要调整，请提起课程组研讨，共同确定。

一、设计目的：

本实践的目的是提升学生的综合动手能力，使学生熟练、灵活地运用软件开发技术及专业课程中学习的相关知识，综合使用1-2种编程语言编写面向计算机应用的综合性程序。

通过实践培养学生运用面向对象程序设计方法以及计算机领域专业知识解决实际应用问题的能力，使学生能够面向问题独立分析，制定合理的解决方案，完成从设计、编码到成果展示的整套软件开发流程。培养良好的沟通、表达能力，为后续计算机专业课程的学习及综合实践打下坚实基础。

学生在完成本门课程之后，能够根据用户需求确定计算机应用系统的设计目标，运用文献研究、实验、数学建模等方法，在对多种解决方案分析的基础上制定合适的技术路线。能够在安全、环境及法律等约束条件下，对现有方案进行适当优选和改进。综合运用1-2门编程语言及开发工具，设计和实现面向计算机应用的综合软件系统，在开发过程中实施质量控制和安全保障，并对实验结果进行展示和分析。

本课程的具体目标有5个：

目标1：能够根据用户需求通过建模工具对面向计算机应用的系统进行需求和功能分析，在此基础上，通过文献查阅、实验、数学建模、经验提炼等多种手段，结合专业知识设计合理的解决方案。

目标2：能够在安全、环境及法律等约束条件下，对已有方案进行优选和改进，体现创新意识。

目标3：能够通过合理分析，对计算机领域的新系统、技术的开发和应用给社会带来的安全、隐私、健康及文化的潜在影响进行评价，并理解应承担的责任。

目标4：熟练运用程序设计技术，对设计方案进行编码、调试和测试。在系统设计、开发过程中对开发进度、实施质量进行控制，确保系统良好的健壮性。

二、设计要求：

从实践的目的出发，通过设计工作的各个环节，达到以下教学要求：

（1）所有课题必须有界面展示。编码实现中使用的类名、对象名、变量名、方法名等必须符合规范，并在适当的位置添加注释，反映自己的学号姓名等，如可以在每个方法前面加上注释，说明本代码的创建时间、作者、功能等，如下所示。

[代码注释规范示例图]

# coding=utf-8
Created on 2018年9月20日
@author: purexang
@description: 本程序用于测试用普通字符串匹配算法在超大的txt文件中的匹配效率
@version: 1.0
@copyRight: cQUT
import time
# 蛮力法字符串匹配,在s中查找s1出现的位置
def BF(s, s1):
pass

（2）每人独立完成实践，本次实践采取集中指导+分散的方式完成。

（3）设计完成后，将所完成的工作交由指导教师或助教检查。

（4）要求写出一份详细的设计报告。

设计内容：

主要针对选修了《智能系统与应用》课程的学生进行综合性实践动手能力的培养。通过该实践，培养学生综合应用该课程的知识，选择恰当的开发工具设计并开发综合的计算机视觉系统，运用面向对象程序设计思想、数字图像处理、计算机视觉、人工智能和数据库等专业知识和技术的能力，为以后从事图像分析与图像理解等人工智能方面的相关工作奠定基础。

从下述题目任选一题完成实践任务，独立完成。（不限于此，也可以自选题目，经指导教师同意后可做）：

课题一：国内车牌图像识别系统

综合运用数字图像处理技术、面向对象程序设计等专业知识与技术，设计开发一个带GUI的国内车牌图像识别系统，实现CCPD中国车牌公共数据库的CCPD-Base集中车牌的识别，功能如下。

规则和要求：

① 使用传统的（非深度学习的）定位方法完成车牌的粗定位，然后使用深度学习技术对粗定位的车牌进一步验证得到车牌位置，使用分割方法对车牌字符进行分割，使用深度学习技术完成分割后的字符的识别。

② 车牌库使用目前流行的CCPD中国车牌公共数据库（数据库网站：https://github.com/detectRecog/CCPD，数据库使用教程：https://blog.csdn.net/LuohenYJ/article/details/117752120）。

③ 系统测评时将车牌分为I、II类，其中I类为已分割车牌的图像，II类车牌为未分割出车牌的图像，均来自库中的CCPD-Base集。注意这里的I类车牌并不是将车牌实际截图出来，而是程序可以利用测试文件名中包含的车牌位置信息定位车牌位置，如下图所示红框内的信息。II类车牌的测试文件将不包含车牌位置信息。

[CCPD车牌文件名结构示例图]

I、II类车牌举例如下：

I类：

[I类车牌示例图]

II类： [II类车牌示例图1]

[II类车牌示例图2]

系统评价：

① 对I类车牌，评价车牌由检查（答辩）教师按提供，且仅在系统评价时使用。评价车牌文件夹中的每个文件仅含一张车牌，文件名中包含车牌位置和车牌名的信息。

② 对II类车牌，评价车牌由开发者提供，II类车牌要求正确（车牌的每个字符都正确识别）识别至少5个。

注意事项：

① 为了快速对系统进行评价，要求设计的车牌图像识别系统界面中包含“I类车牌集中测试”菜单和“II类车牌集中测试”菜单，用户选择菜单后能够对指定文件夹中的所有图像进行车牌识别，根据文件夹中的测试文件（每个文件仅含一张车牌）个数和正确识别的车牌个数计算出识别率，并显示在界面上。

② 选择了集中测试的菜单后，用户可以通过“上一张”、“下一张”按钮查看该文件夹中每一张车牌的具体定位、分割和识别结果。

课题二：实时交通标志检测系统的设计与实现

具体功能及要求如下：

课题三：基于机器视觉的实时垃圾分类系统

基于深度学习技术，采用基于facebook开源分类神器ResNext101网络架构，来实现准确高效的垃圾分类系统。

课题四：基于图像及视频的人脸美颜处理器的设计与实现

使用Python+OpenCV，以及dlib包实现人脸图像的美颜处理，要求系统带有界面和菜单，具有功能如下：

课题五：银行卡图像OCR识别器的设计与实现

基于深度学习技术，在Python平台下，采用YOLOv5目标检测算法，结合OpenCV机器视觉库、PyTorch机器学习库实现银行卡卡号信息的提取功能。

系统提供简洁、易操作的用户交互界面。

系统从正常光照下的银行卡正面图像中提取银行卡信息，包括银行名称、卡类型、卡号、银行卡有效期等，将识别的信息显示在软件界面。

课题六：基于手势识别的水果消消乐软件的设计与实现

该课题通过摄像头识别手势动作，并跟踪手部的移动来消除屏幕上显示的水果图像，具体功能和要求如下。

1、手势识别与追踪

（1）手势捕获：使用摄像头实时捕获用户的手部动作。

（2）手部检测：通过计算机视觉技术从摄像头捕获的图像中定位出用户的手部。

（3）手势识别：利用机器学习或深度学习技术识别出手部做出的“划动”手势。

（4）手势追踪：利用目标跟踪技术对“划动”手势进行连续追踪，通过“划动”形成直线判断其与界面中出现的哪些水果相交。

2、游戏逻辑与交互

（1）消除逻辑：根据手势追踪的结果，将用户的手势动作映射到游戏中的消除逻辑，如手势划到的水果消失。

（2）分数计算：根据消除的水果数量、种类和连击次数等因素，计算并显示玩家的分数。

（3）游戏界面：设计清晰直观的游戏界面，包括水果显示区域、分数显示区域、操作提示等。确保用户能够轻松识别游戏状态和操作方式。

（4）用户交互：支持用户通过手势与游戏进行交互，屏幕显示手势点击的位置，包括消除水果、点击屏幕选择菜单等。确保手势操作在游戏中的流畅性和准确性。

课题七：基于机器视觉的人、车流量统计

基于深度学习技术，在Python平台下，采用YOLOv5目标检测算法，结合OpenCV机器视觉库、PyTorch机器学习库来实现人流、车流统计等功能。

系统实现简洁、易操作的用户交互界面。

搭建环境进行训练：对YOLOv5官方的预训练模型yolov5s，利用公共数据集（COCO2017等）进行训练。并测试训练模型，测试模型在实际场景下的性能。

实现交通场景视频中人流量和不同类型的车流量统计系统，将目标检测系统与人车流量统计系统进行封装，得到一个具有较好交互的系统，方便将带有标注的结果视频输出到界面显示。

四、实践考核方式

（一）成绩评定方式

所有成员均需进行答辩，并且文档资料完整才能给予成绩，本课程的考核及成绩评定方式如下。

针对课程目标，本课程考核及成绩评定对照表如下。

（二）考核与评价标准

1. 源程序质量及运行结果考核与评价标准

注：该表格比例为源程序质量及运行结果考核比例。

2. 实践报告考核与评价标准

注：该表格比例为实践报告考核比例。

3. 考核方式与时间：

（1）中期检查：中期至少要完成30%进度，由指导教师抽查完成情况。抽查进度不合格的同学是结课检查的重点对象，将严格打分。

（2）结课检查：完成情况至少让指导教师检查一次，否则按照不及格处理，提前做完的同学可以提前检查。每个同学录制一段视频，介绍自己所作工作（用一页PPT列出自己的工作要点，要出境），并演示自己那部分程序，要求讲解阐述清楚，重点、亮点突出，视频不能少于8分钟，不多于10分钟。

五、提交的资料

1、提交资料包括：

电子文档一套：项目海报、实践报告（pdf文件）、项目源码（不含训练数据）、讲解视频，PPT。所有材料放在一个文件夹内，文件夹名称为“班号-学号-姓名”，每个同学都要交。

2、实践报告要求

（1）字数要求不小于5000字，正文中请不要复制大段代码，特殊情况可以包含核心代码来阐述设计思想或实现思路。

（2）严禁抄袭，如发现雷同，同时取消两个人的实践成绩。

（3）根据自己的实际情况如实撰写，自己没有实现的功能和算法不能写进报告。

（4）程序中尽量多写注释，要求注释的行数要超过程序行数的1/3。

（5）报告中需包含以下内容：

• 题目功能的描述和分析。

• 功能模块的分解描述。

• 关键问题的解决方案描述。

• 相关算法和流程图。

• 功能测试及运行结果。

• 分析及评价系统给社会带来的安全、隐私、健康、法律及文化的潜在影响，及自己应承担的责任。

• 心得体会。

4、文档封面及格式要求

见附件1。

六、学生注意事项

（1）课程的评价标准

（2）实践的具体流程安排

（3）实践过程的学习方法（主要为：沟通、交流、答疑、提问、自主查阅资料等）

（1）不侵犯他人知识产权

（2）独立思考，主动探究

（3）注重开发过程的严谨性、科学性及文档资料的规范性

（4）勤于实践，完整、准确记录实验结果

（5）积极沟通和交流，拓展视野，并潜心完成学习任务

附件1：实践报告模板

综合实践II 计算机视觉方向

实践报告

[重庆理工大学校徽及标题图]

二级学院 计算机科学与工程学院

专 业 计算机科学与技术

班 级

学生姓名 学号

指导教师 傅由甲

时 间 2025年12月

评分表

注：请学生按照严格按模板格式撰写本报告。

目录（数字图像处理及识别方向）

（三号、黑体、居中）

（空一行）

1 功能描述与分析……………………………………………………………………1

（小四号、黑体、左对齐、空一行）

1.1 功能描述………………………………………………………………………2

1.2 功能分析………………………………………………………………………3

（小四号、宋体、二级标题退位、空一行）

2 XXX模块的设计与实现……………………………………………………………2

（小四号、黑体、左对齐）

2.1 功能说明………………………………………………………………………2

2.2 功能设计………………………………………………………………………3

2.3 算法设计………………………………………………………………………6

2.4 模块测试………………………………………………………………………6

（小四号、宋体、二级标题退位、空一行）

3 系统或技术对社会的影响分析……………………………………………………67

（小四号、黑体、左对齐）

3.1 XXXX的影响…………………………………………………………………67

3.2 XXXX的影响…………………………………………………………………69

4 心得体会…………………………………………………………………………77

5 参考文献…………………………………………………………………………80

（小四号、黑体、左对齐、空一行）

3 XXX模块设计与实现（单独占一页）

（三号、黑体、居中）

（空一行）

3.1 功能说明（小四，黑体，不缩进）

简要阐述系统相关功能……（小四号、宋体）

3.2 功能设计（小四，黑体，不缩进）

根据功能内部逻辑组织结构，先总体，后逐个阐述各个程序中的各个逻辑执行模块的原理。

3.2.1 图像平移（小四，黑体，不缩进）

图像平移采用……，具有五大属性：

① 图像平移矩阵。……。（小四号、宋体，首行缩进两字）

② 注意事项。……（小四号、宋体，首行缩进两字）

某某如图3-1所示。

[原文档图片：图像平移示意图]

图3-1 图像平移原理示意图（图片居中，图题由图号和图标题组成，位于图下方，五号字体。图号命名规则：第X章的第Y个图，命名为“图X-Y”，如第3章的第1个图，命名“图3-1”，以此类推）

3.3 算法设计（小四，黑体，不缩进）

简要阐述模块中用到的相关算法，并用流程图描述之。

3.4 功能测试（小四，黑体，不缩进）

先逐个，再总体对功能模块进行全面的测试描述，表3-1为测试用例模板，供参考。

表3-1 功能测试用例模板（表格居中，表题由表号和标题组成，位于表上方，五号字体，表号命名规则：第X章的第Y个表，命名为“表X-Y”，如第3章的第1个表，命名“表3-1”，以此类推。该表仅作格式参考，非必须）

正文各部分均照此排版

任务书文档

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