機器視覺(計算機視覺)學習路徑,分為 6 個階段,按由淺入深、兼顧理論與實戰(zhàn)的順序排列,既適用于 0 基礎學生,也適合 35 歲轉行者或工業(yè)場景工程師。
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階段 1 數(shù)學與編程地基(2–4 周)
數(shù)學
線性代數(shù):矩陣運算、SVD、特征值/向量
概率統(tǒng)計:貝葉斯、最大似然、常用分布
微積分:梯度、鏈式法則、最小二乘
編程
Python 基礎語法、虛擬環(huán)境、調試
必會庫:NumPy(矩陣)、Matplotlib(可視化)、Pandas(數(shù)據(jù)表)
版本管理:Git 基礎
學習資源:
書籍:《Python 編程:從入門到實踐》
在線:Coursera《Mathematics for Machine Learning》
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階段 2 數(shù)字圖像處理(2–3 周)
目標:能理解“像素級”在發(fā)生什么。
圖像表示:灰度、RGB、HSV、直方圖
基本操作:濾波(均值、高斯)、形態(tài)學(腐蝕/膨脹)、邊緣檢測(Canny、Sobel)
特征提取:SIFT/SURF/ORB、HOG
工具:OpenCV-Python 官方教程 + 100 行代碼小實驗(二維碼識別、車牌定位)
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階段 3 深度學習入門(3–4 周)
神經(jīng)網(wǎng)絡概念:感知機→MLP→反向傳播
框架實戰(zhàn):用 Keras 完成 MNIST 手寫數(shù)字識別;用 PyTorch 復現(xiàn) LeNet
GPU 環(huán)境:CUDA + cuDNN 安裝、Anaconda 環(huán)境隔離
提示:先跑通官方示例,再改網(wǎng)絡深度、學習率做對比實驗。
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階段 4 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡與視覺任務(4–6 周)
CNN 結構:卷積層、池化層、BatchNorm、殘差連接
經(jīng)典網(wǎng)絡復現(xiàn):AlexNet、VGG、ResNet(ImageNet 預訓練模型微調)
視覺三大任務:
圖像分類:用 CIFAR-10 訓練 >90 % 精度
目標檢測:YOLOv5 / Faster R-CNN(COCO 子集)
語義分割:U-Net、DeepLabV3+(CamVid / 醫(yī)療細胞數(shù)據(jù)集)
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階段 5 工業(yè)/業(yè)務落地深化(持續(xù)迭代)
根據(jù)就業(yè)方向選工具鏈:
A. 工業(yè)視覺(缺陷檢測、定位、測量)
Halcon + C#/C++:學習 HDevelop 流程化編程、模板匹配、標定助手
相機-鏡頭-光源選型、PLC 通信、產(chǎn)線節(jié)拍優(yōu)化
B. 智能安防/自動駕駛
TensorRT 模型加速、ONNX 轉換、邊緣設備部署(Jetson、海思)
多模態(tài) Transformer(VLA/VLN)前沿閱讀
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階段 6 項目與競賽實戰(zhàn)(長期)
小項目練手(2–3 周/個)
Kaggle: Cassava Leaf Disease(圖像分類)
天池:布匹缺陷檢測
自建:PCB 焊點缺陷檢測系統(tǒng)(OpenCV+YOLOv5+PyQt 界面)
真實業(yè)務項目
參與公司產(chǎn)線項目,從需求評審→數(shù)據(jù)集采集→模型訓練→C++/C# 部署→驗收報告
持續(xù)學習
頂會論文速讀:CVPR/ICCV/ECCV 每月 5 篇
社區(qū):GitHub Trending、paperswithcode、機器之心
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學習資源清單(精選)
在線課程
Coursera:Andrew Ng《Deep Learning Specialization》
Udacity:Computer Vision Nanodegree
書籍
《數(shù)字圖像處理》(岡薩雷斯)
《深度學習與計算機視覺》
《Halcon 機器視覺算法原理與編程實戰(zhàn)》
數(shù)據(jù)集與模型庫
公開:ImageNet、COCO、VOC、CamVid
框架:OpenCV、PyTorch、TensorFlow、MMCV、Detectron2
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總之,先把數(shù)學 + Python + OpenCV 打牢,再深入 CNN 與 YOLO,最后根據(jù)工業(yè)或互聯(lián)網(wǎng)場景選擇 Halcon/TensorRT 進行部署和優(yōu)化,用項目與論文雙輪驅動,持續(xù)迭代即可。
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