刘家瑛，北京大学王选计算机研究所副教授，博士生导师，北京大学博雅青年学者。2010年7月毕业于北京大学计算机应用技术专业，获理学博士学位并留校任教：2012年8月晋升为副教授。2015年在微软亚洲研究院任铸星计划访问研究员，研究领域为智能媒体计算与视觉理解。累计发表IEEE/ACM汇刊与CCFA类论文70余篇，谷歌学术引用7000余次，其中ESI高被引论文3篇，获得授权国家发明专利50余项。担任APSIPA杰出讲者、IEEE/CSIG/CCF高级会员、IEEE CASS-MSA/VSPC技术委员会委员、CSIG多媒体专委会秘书长。担任IEEE Transactions on Image Processing、IEEE Transactions on Circuit System for Video Technology等国际期刊编委，IEEE ICME指导委员会委员，ACM ICMR-2021/IEEE ICME-2021/VCIP-2019会议程序主席，CVPR/ICCV/ECCV会议领域主席等多个国际会议组织工作。获教育部科技进步二等奖、CSIG石青云女科学家奖、北京大学教学奖、IEEE ICME 2020论文奖等。主讲的全球MOOC课程获教育部首批“国家精品在线开放课程”、教育部首批国家本科课程。

第1章 引言
1．1 计算机视觉的基本概念
1．2 生活中的计算机视觉
1．2．1 对象识别
1．2．2 图像美化
1．2．3 图像生成
1．3 图像匹配：从SIFT到深度学习
1．3．1 基于特征的方法
1．3．2 基于深度学习的方法
1．4 图像风格化概述：从传统到学习
1．5 章节内容介绍

第2章 图像处理基础
2．1 图像的获取与表示
2．1．1 数字图像成像原理
2．1．2 图像表示
2．2 图像重采样与插值
2．3 空域变换
2．3．1 灰度变换
2．3．2 空域滤波
2．4 频域变换
2．4．1 从空域到频域
2．4．2 傅里叶级数与傅里叶变换
2．4．3 频域滤波器应用
2．5 从图像到视觉
2．5．1 图像梯度
2．5．2 图像边缘
2．5．3 霍夫变换
实践01：图像去噪：非局部均值
实践02：边缘检测
实践03：霍夫变换检测圆
实践04：二值化分割：OTSU算法

第3章 神经网络与深度学习基础
3．1 神经网络的生物学基础
3．2 人工神经元
3．2．1 神经元的数学抽象
3．2．2 感知机模型
3．2．3 激活函数
3．2．4 多层感知机
3．3 训练人工神经网络
3．3．1 反向传播
3．3．2 损失函数
3．3．3 正则化约束
3．4 卷积神经网络
3．5 循环神经网络
实践05：实现一个简单的实用神经网络
实践06：自定义网络层
实践07：循环神经网络的构建与训练
实践08：深度学习软硬件框架

第4章 图像分类
4．1 图像分类基本原理
4．2 传统图像分类方法
4．2．1 特征提取
4．2．2 分类器
4．3 神经网络图像分类方法
4．3．1 基本原理
4．3．2 网络设计与结构演进
4．4 图像分类中的新挑战
4．4．1 细粒度图像分类
4．4．2 无监督学习图像分类
4．4．3 零样本学习图像分类
4．4．4 领域自适应学习图像分类
实践09：MNIST手写数字分类
实践10：CIFAR-100分类
实践11：注意力机制实现
实践12：自监督与领域自适应图像分类

第5章 目标检测
5．1 目标检测基本原理
5．1．1 问题描述
5．1．2 应用场景
5．2 传统目标检测方法
5．2．1 滑动窗口
5．2．2 特征提取
5．2．3 分类器
5．3 神经网络目标检测方法
5．3．1 基本原理
5．3．2 两阶段目标检测方法网络设计与结构演进
5．3．3 单阶段实时目标检测方法网络设计与结构演进
5．4 目标检测中的新挑战
5．4．1 零/小样本学习目标检测
5．4．2 迁移学习目标检测
5．4．3 恶劣环境目标检测
实践13：传统目标检测器实现
实践14：神经网络目标检测器实现
实践15：两阶段神经网络目标检测器实现
实践16：恶劣环境目标检测器实现

第6章 图像生成
6．1 深度生成模型
6．1．1 方法概览
6．1．2 变分自编码器
6．1．3 生成对抗网络
6．2 生成质量评估
6．2．1 inception score
6．2．2 FID
6．3 应用：图像转换方法
6．3．1 监督的图像转换
6．3．2 无监督的图像转换
实践17：变分自编码器
实践18：深度卷积生成对抗网络
实践19：监督图像转换网络
实践20：无监督图像转换网络

第7章 图像复原增强
7．1 图像复原增强的概念
7．1．1 成像原理与问题描述
7．1．2 应用场景
7．2 图像质量评价
7．2．1 图像质量主观评价
7．2．2 图像质量客观评价
7．3 传统图像增强
7．3．1 多项式函数估计图像插值
7．3．2 隐式的基于边缘的图像插值
7．3．3 显式的基于等照度线的图像插值
7．3．4 传统图像低光照增强
7．3．5 传统图像去雨
7．4 深度学习图像增强
7．4．1 图像超分辨率问题定义
7．4．2 超分辨率卷积神经网络重建
7．4．3 极深超分辨率重建
7．4．4 快速超分辨率重建
7．4．5 超分辨率生成对抗网络
7．4．6 基于深度学习的低光照图像增强
7．4．7 基于Retinex模型的低光照图像增强
7．4．8 基于深度学习的去雨
7．4．9 基于区域感知的单张图像联合雨检测与去除
7．5 无监督/自学习图像增强
7．5．1 自监督超分辨率重建
7．5．2 无监督图像去噪
实践21：SRCNN的实现
实践22：图像雨雾去除
实践23：RetinexNet低光照图像增强
……

第8章 图像风格化
第9章 视频——运动的图像

参考文献