DRAFT Outline - CV

2025-08-08

现代计算机视觉（Computer Vision, CV）领域发展迅速，应用广泛（如自动驾驶、人脸识别、医学影像、工业检测、AR/VR 等），要系统掌握其核心内容，可以从以下几个层次进行学习和理解：

一、基础知识（必备）

1. 图像基础

数字图像的表示（RGB, 灰度图，通道等）
图像坐标系与几何变换（仿射变换、投影变换）
常见图像处理操作（滤波、边缘检测、直方图均衡）

2. 传统图像处理与特征提取

OpenCV 使用
特征提取：SIFT, SURF, ORB, HOG
特征匹配与几何估计（RANSAC, 单应性矩阵）
分割、边缘检测（Canny、GrabCut、分水岭）

二、深度学习与神经网络基础（计算机视觉转向深度学习后必学）

1. 基础模型结构

CNN（卷积神经网络）：卷积、池化、激活函数、BatchNorm
网络结构设计：ResNet、DenseNet、EfficientNet 等

2. 常见训练技巧

数据增强（Data Augmentation）
损失函数（Cross-Entropy, Focal Loss, IoU Loss 等）
优化器（SGD, Adam, 学习率调度）

三、核心任务与方法

计算机视觉的核心任务可以分为几个典型方向：

1. 图像分类（Image Classification）

标准分类任务（ImageNet、CIFAR-10）
网络结构：AlexNet, VGG, ResNet, EfficientNet
迁移学习与微调（Fine-tuning）

2. 目标检测（Object Detection）

Two-stage：R-CNN, Fast R-CNN, Faster R-CNN
One-stage：YOLO 系列, SSD, RetinaNet
Anchor-based 与 Anchor-free 方法（如 CenterNet）

3. 图像分割（Image Segmentation）

语义分割（Semantic）：FCN, U-Net, DeepLab 系列, SegFormer
实例分割（Instance）：Mask R-CNN, SOLO, YOLACT
全景分割（Panoptic Segmentation）

4. 关键点检测与姿态估计（Keypoint & Pose Estimation）

人体姿态估计（OpenPose, HRNet）
面部关键点检测、手势识别

5. 图像生成与编辑（Generative Models）

GAN（生成对抗网络）及其变种（Pix2Pix, CycleGAN）
Diffusion Models（Stable Diffusion, ControlNet）
图像修复、超分辨率、图像合成

6. 多模态学习与视觉语言模型

图文匹配（CLIP）、图像问答（BLIP, OFA）、多模态大模型（GPT-4V, LLaVA）
基于 Transformer 的模型架构（ViT, Swin Transformer）

7. 视频理解（Video Understanding）

视频分类（SlowFast, TimeSformer）
动作识别、视频目标检测与分割
时空特征建模（3D CNN, ConvLSTM）

四、前沿方向

1. Vision Transformer 系列（纯 Transformer 模型）

ViT, Swin Transformer, DeiT, BEiT
优点：统一模型结构、可与 NLP 融合

2. 多任务模型（Foundation Models）

Segment Anything Model（SAM）
DINO, DINOv2（自监督视觉表征）
CLIP, BLIP 等开放领域图像理解模型

3. 3D 计算机视觉

点云处理（PointNet, Point Transformer）
三维重建、SLAM、NeRF（神经辐射场）

4. 自监督与无监督学习

SimCLR, MoCo, BYOL, DINO

5. AIGC（AI生成内容）方向

文生图、图生图（Stable Diffusion, Midjourney）
视频生成（AnimateDiff, Sora）

五、工具与实战能力

Python + OpenCV + PyTorch（或 TensorFlow）
图像/视频数据预处理与标注（LabelMe, CVAT）
训练框架：MMDetection, Detectron2, YOLOv8
模型部署：ONNX, TensorRT, OpenVINO, Web 部署

六、推荐学习路径（逐层推进）

学习图像处理基础 + OpenCV 编程
学习深度学习基本知识 + PyTorch 框架
从图像分类入门，逐步学习检测、分割、关键点等任务
理解 Transformer 与 Vision Transformer
探索多模态与生成模型（如 CLIP, Diffusion）
做 2-3 个完整项目或比赛，提高实战经验

如果你告诉我你的背景（比如是 CS 还是数学出身，是否学过深度学习、想做研究还是工程等），我可以为你量身定制一套学习计划。