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计算机视觉的基础知识范文1
“发现航程的真正之道并不在于寻找新的土地，而在于用新的眼光来看待事物。”公共预算决策模式转型建立在政府治理理念的转变基础上，推动公共预算决策模式转变的首要问题，便是实现政府治理理念的根本转型。目前，尽管相关改革从宏观上呈现出一定的方向性，但因不断摸索、总结、完善的渐进式特性所致，改革本身却显示出一定的零散性和无系统性，政府常常选择从一套假定中推论出的改革方案，同时也选择建立在完全不同甚至相互对立的假设基础上的其他改革方案。在总结发达国家政府治理经验、同时结合我国政府实际的基础上，笔者认为，我国新时期政府治理理念和模式的构建，应当围绕“以公众为中心，以结果为导向，以市场为基础”三方面内容进行。
一、建立以公众为中心的政府
建立以公众为中心理念的基础是机械论的政府观，即视“政府为一信托机构，政府管理人员是受托人，信托机构和受托人都是为人民的利益而设”(享利·克莱，1829)，公共预算决策首先应该考虑的是决策在社会中的影响和如何为公众提供更直接、更全面的服务，而不是考虑在正式结构中的个人所得和个人权力。这一模式强调“公民社会的复兴”，寻求合作和个人参与来强化政府效能，官僚体制的作用是工具性的，公众可以通过一定的途径在决策中发挥更重要的作用。当政府倾听企业和人民的呼声，并在制定和实施政策时与他们保持合作关系时，政府预算决策的有效性就可以提高。如果政府缺乏倾听民众呼声的机制，那么他们就不会对公众的利益，尤其是弱势群体的利益作出有利的反应，这些阶层的公众往往很难使他们的意见传达到权力通道，如果政府不知道公众需要什么，那么即使是怀着最好意图的政府也不可能有效地满足他们的需求，作出合理的预算决策。哈贝马斯围绕这一理念提出“理想对话共同体”和“沟通理性”等概念，在他所设想的理想决策环境下，没有个人或理念上的层级限制，公开场合下所有意见都具有同样的价值，而且为了彻底实现社会公正和理性，各种观点都应当充分表达出米。显然，这种模式的决策效率会受到影响，但参与对决策民主化的促进以及这种决策方式可能带来的创新理念，会使额外的付出得到补偿。
以公众为中心意味着在公共预算决策方面为公众提供更全面的信息、更高的透明度、更多的参与渠道。不论是讨论公共资源的总体配置方式、支出优先项目的确定、设计社会援助计划、确定征地动拆迁标准，还是制定经济和社会中长期规划都应如此。因为仅凭公共部门内部的专家无法获得制定政策所需的全部信息，甚至得不到正确的信息。因此，如果排除公众对公共预算决策的参与，必然会造成决策上的失误。如果坚持公众对预算决策的最终评判权，那么知情权和偏好表达机制便非常重要。越来越多的证据表明，当政府寻求了潜在使用者的参与，当政府预算汲取了社区的社会资源潜能而不是试图与之作对时，这些预算可以取得更好的效果。其效益显示在预算的实施更平稳，可持续性更强，政府机构得到的反馈更好。
从决策过程来看，以公众为中心意味着决策更倾向于由下而上做出。也就是说，这种模式偏向于多中心分权化决策更甚于集权化的科层制，在政府部门间引入竞争机制在某种程度上可以说是对市场化模式的模仿。因此，与计划经济时代的情况不同，基层管理人员对预算决策会有相当的(但不是决定性的)影响力，而决策本身也更具针对性和代表性。技术手段的发展也为建立以公众为中心的治理模式创造了条件，互联网的发展正在转变公众与政府之间的沟通方式，构筑电子政府便是其中革命性的一步，在这种信息不受时空限制的快捷方式下，政府机构将通过安全的互联网处理业务，电子民意调查、电子投票、电子选举、电子邮件等多种方式被用于连接公众的申请并保护隐私。“这一双向性的运动重塑了民族——国家的权威，因为这一条道路可以使国家得以回应各种各样的冲击……使国家重获(对公众的)影响力。”这将大大加强公众与政府的互动，推动了公民与政府官员的直接对话，提高了民意在政府决策中的份量，培养现代公民意识，推动民主政治的发展，同时也从根本上重塑了政府回应公众需求的能力。
二、建立以结果为导向的政府
建立以结果为导向的政府，意味着不仅要重视公共资源的配置，还要重视公共项目的实施效率，即如何以最小的成本满足公众的需求。过去，这方面的焦点主要是腐败问题，但当人们逐渐转变观念，将浪费、滥用和欺诈也视为一种腐败之后，绩效变得同清廉同样重要，部分国家还通过出台法律法规使绩效和结果导向制度化(例如，1993年美国政府出台《政府绩效与结果法案》，要求每个联邦机构提供五年期战略规划和每年的绩效情况)。具体做法：一是将预算决策与绩效联系起来，包括对指定计划提交以绩效为基础的预算，使指定计划的具体绩效目标与资金水平相一致，计划负责人对目标的实现情况直接承担责任；通过立法使计划负责人对支持服务、固定资产和雇员福利承担责任；在预算和绩效衡量标准之间建立更紧密和广泛的联系等。二是取消重复和无效的计划。政府通过行政审批制度改革和“日落法则”，定期不定期重新审视现有开支项目，取消那些已完成使命的计划、无效过时的计划，重新安排资源，使必不可少的重点计划拥有更多的资金和选择余地。三是扩大以绩效为基础的合同的应用。在公共事务日趋复杂，而同时政府机构编制和人员相对有限的前提下，各机构不得不更多地依赖于外部合同单位。随着资金数额和合同种类的不断增加，建立以绩效为基础的合同体系的必要性增加，合同的重点应放在要得到的结果，而不是工作的态度或付出多少努力和成本。四是将尽可能多的政府机构转变为以绩效为基础的组织。赋予计划负责人更大、更广泛的重建工作团队的权力和手段，充分利用信息手段使组织扁平化，减少管理中间层，增加直接与公众打交道的服务提供人员，使公共部门反应更灵敏、工作更有效率。
绩效衡量是以结果为导向治理模式的核心，人们普遍希望通过项目测量(如产出量、单位成本、有效性测量、服务质量测量、公民满意度测量)和综合测量(如副作用测量、分配测量、无形测量)来建立一个根据客观结果对政府机构进行评估的系统，摒弃以往按所创立的项目或所花费的资金来证实自身合法性的传统途径。虽然绩效衡量的标准上存在诸多争议，但在一个决策民主化不断推进和科学主义盛行的时代，结果导向和绩效衡量已深入人心，具有持久的生命力。
三、建立植根在市场基础上的政府
计算机视觉的基础知识范文2
关键词：数字图像处理；教材；算法
作者简介：孙水发（1977-），男，江西黎川人，三峡大学计算机与信息学院，副教授；夏平（1967-），男，湖北麻城人，三峡大学计算机与信息学院，教授。（湖北 宜昌 443002）
基金项目：本文系2011年三峡大学教学研究项目（项目编号：J2011059）、2012年三峡大学研究生课程建设项目“数字图像处理”的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）16-0088-02
考虑到人眼是人类获取信息的主要来源，图像信息的一目了然及现代科学技术的发展，使得图像处理的基本知识越来越重要，因此国内很多高校的诸多专业都开设了“数字图像处理”相关课程。该课程主要面向高年级本科生及研究生，其任务是介绍数字图象处理的基本理论与基本方法，并结合应用讨论具体的算法分析及实现技术。主要内容包括：图像的获取与显示、图像的表示、图像的空间操作及频域操作、彩色图像处理以及形态学操作等，具体涉及的技术包括图像增强、图像复原、图像压缩、图像分割，以及为图像分析作基础的图像表示与描述，以及基本模式识别的内容。但由于各类专业背景的差异、年级层次的不同，使得在教学上存在很大的不同。本文以笔者近年在给三峡大学（以下简称“我校”）医学影像专业、数字媒体专业以及电子信息工程和通信工程几个本科专业学生以及计算机科学与技术研究生的教学实践，探讨一些“数字图像处理”课程的教学体会。考虑到教材的权威性及普适性，我们选用了由阮秋琦等翻译，电子工业出版社2003年出版的冈萨雷斯版的《数字图像处理（第二版）》教材。
一、教材分析
冈萨雷斯版《数字图像处理（第二版）》教材是图像处理领域的经典教材，据其官网http：//imageproces /显示，该教材被超过50个国家的1000多所高校采用，实际情况应该远远超过这个数据。因此该教材具有较强的普适性、权威性等，该教材的主要特点分析如下。
1.自成体系
该教材从基本的图像成像开始，到图像的矩阵、表示这些基本的图像处理概念，到后续的各个图像处理技术的讨论，都可以不用借助其他参考资料即完成内容的讲解。
2.使用面广
正如其官网显示，在具有如此众多的读者情况下，一方面表明该教材得到广大读者的认可，另一方面也为广大读者创造了一个优势，即一个公共的知识平台，使得用该教材所学知识进行交流无障碍。
3.资源丰富
该教材本身是本理论性很强的教材，但由于资源丰富，使得该教材并不显得那么枯燥。比如该教材有相应的网站，里面可以了解该教材的历史版本；教材的所有图片资料都可以在网站找到，方便做实验验证；网站有相应的论坛，可以借助网络进行共同学习。
4.与实验教学紧密结合
该教材有相应的配套实验教材《数字图像处理（MATLAB版）》，而且开发有相应的图像处理程序库DIPUM，与MATLAB版的DIP工具箱共同构成系统的图像处理仿真实验平台。而且教材中的部分效果都有相应的源程序，读者可以亲自演示，加深对知识的理解。
二、授课对象分析
在笔者近年授课对象中，既有大一下学期的“医学影像”专业的本科生，又有大三的数字媒体专业、电子信息工程和通信工程3个本科专业学生，更有研究生；由于自身研究领域是计算机视觉、生物医学图像处理，对于这些研究方向，图像处理是基础，对准备从事这方面研究的研究生其学习要求又不一样，具体分析如下。
1.医学影像学专业本科生
在该专业的培养目标中，明确提出“掌握常规放射学、CT、磁共振、超声学、介入放射、核医学等影像学基本操作技能，具有对常见病进行影像诊断和介入治疗进行操作的基本能力。”显然，了解数字图像处理基本理论与方法，是正确理解这些医学成像的基础，并且是用好这些医学影像原理的前提。但该专业毕竟是医学专业大类，具体的图像处理方法及其实现等并不是该专业核心需求。
2.数字媒体专业本科生
在该专业的培养目标中，明确提出“系统掌握数字媒体技术基本理论，具有计算机动画和计算机游戏等数字文化艺术作品的设计、制作和技术创新能力的复合性人才”。而无论是计算机动画还是游戏，都要求对图像、图形有基本的了解，包括获取、表示、描述及处理等。但该专业的核心应该是在图像、图像及三维模型的应用上，而不是底层的具体处理过程。
3.电子信息工程与通信工程专业本科生
图像处理一定程度上是二维的信号处理，因此对于系统学习过“信号与系统”、“数字信号处理”以及“随机信号分析”的高年级电子信息工程与通信工程专业的学生来说，他们更注重数字图像处理具体算法分析及实现技术。
4.计算机科学与技术专业研究生
智能信息处理是计算机科学与技术的一个重要研究方向，在智能信息处理领域，处理的对象通常是数字图像，比如指纹、人脸、虹膜、智能视频分析等等，因此掌握基本的图像处理理论与方法是从事该方向研究的必要前提。而且对于我校计算机专业的研究生，通常有两个原因使得他们对图像处理的知识了解不够深入：一种情况是其本科是计算机相关专业，没有修习这门课；另一种情况是从其他专业转到目前专业，修习过这门课程，但由于本科阶段这门课开课时间比较晚，比如大三下学期或大四上学期，学生要么准备考研，要么准备找工作，学生的学习精力不足，学习效果不好。因此有必要让学生进行系统的、深入的学习，为后续深入研究智能信息处理打下基础。
5.专门从事图像处理、计算机视觉方向的研究生
由于笔者从事医学图像处理、计算机视觉方向的研究，而这些方向的基础即是数字图像处理，因此对于自己指导的研究生，要求其对图像处理知识的掌握更加深入；而且由于学生规模小，上课方式相对较自由，因此可以探讨其他新的教学模式。
三、授课说明
冈萨雷斯版《数字图像处理（第二版）》教材虽然公式不多，但理论性较强。对于前面提到的5类学生，教学内容及方法肯定需要进行区分，具体说明如下。
对于低年级的“医学影像学”专业和高年级的“数字媒体”专业本科生，他们的共同特点是需要对图像处理的效果有较好的掌握，相反对于处理的原理他们仅仅需要了解，而很多数学的内容，比如频域图像处理仅仅需要点到即可。但由于年级及专业背景的不同，教师讲授的方法肯定也要不同。对于低年级的“医学影像学”专业学生，需要给学生介绍一些图像处理的工具软件，并进行课堂的演示，逐步把他们带入到图像处理的世界；而对于高年级的“数字媒体”专业本科生，由于他们已经具有较好的计算机基础知识，而且用过相关的图像处理软件，比如PhotoShop，因此这门课程的目的更多的是通过图像处理算法的学习，吸引他们探究相关图像处理软件功能原理的兴趣，从而达到综合、系统应用相关图像处理软件的目的。
对于高年级的“电子信息工程”和“通信工程”专业本科生，冈萨雷斯版《数字图像处理（第二版）》教材对他们来说不能算很难，但相对来说要在有限的学时（比如我校只有32个学时）讲完整本书的内容也不切实际，因此教师通常需要对课程的内容进行有针对性的裁剪。比如在我校，这两个专业都会讲授“多媒体通信”这类数据压缩相关的课程，因此原教材中的第八章可以不讲；而多尺度分析相对来说要求数学功底深，因此对于本科生点到即可。后续的第11和12章的内容显然超过了电子、通信本科生的知识范围，但可以当作课外读物推荐给学生，特别是对于有计划从事图像处理的学生，比如毕业设计选择了相关方向的学生。
对于计算机科学与技术专业的研究生，通常选这门课程的目的是要准备从事智能信息处理方面的课题研究，因此这本教材的知识面广、自成体系等上述优点得到充分的体现，甚至有学生说是他们的“宝典”。但显然，研究生教学与本科生教学有很大的区别，特别是针对各种层次、类别的研究生更是如此：比如有些研究生偏向工程应用，仅仅需要了解算法本身及其应用性能即可；但有些研究生偏向算法研究，则需要仔细推敲各个算法后面蕴含的本质。因此采用了分组的方式，每组成员先针对所涉及的研究方向开展资料查阅、讨论等过程，逐步形成一个主题鲜明的报告，并在课堂上进行汇报，教师进行点评和进一步讲解。这种方式提高了学生的参与程度，加深了学生对知识的理解。
对于笔者指导的研究生，由于涉及的研究方向为计算机视觉、生物医学图像处理等，则冈萨雷斯版《数字图像处理（第二版）》教材的内容是基础，而且学生数量少，学习方式可以很灵活。因此，为这些学生开了个读书班，以3个学生为一组，每周教师和所有研究生一起讨论教材里面涉及的每个知识点，不留死角，发现问题记录下来，讨论完后找资料，在下次讨论时再解决，通过这种方式使学生系统掌握数字图像处理基础知识、基本理论和方法，为学生今后开展相关方向的研究打下了坚实的基础。
四、总结
“数字图像处理”是高校面向本科专业及研究生专业开设的一门重要专业课程，冈萨雷斯版《数字图像处理》教材的权威性、内容的自包容性以及支撑资料全等优点，使其成为一部普适性很高的教材。本文结合笔者在不同专业、不同教学层次中的教学体会，研究基于该教材的教学方法，具有一定的理论与实践意义。该书第三版的中文版也于2011年出版，相信会对该课程的教学起到进一步的促进作用。
参考文献：
[1]冈萨雷斯.数字图像处理[M].第二版.阮秋琦，等，译.北京：电子工业出版社，2003.
[2]韩智，张振虹.“数字图像处理”实验课教学改革与实践[J].实验室研究与探索，2008，27（9）：102-104.
[3]金炜，周亚训，等.“数字图像处理”课程项目驱动教学模式的实践[J].中国电力教育，2010，（7）：82-83.
[4]张桂敏，汪熙.“数字图像处理”双语教学实施效果的调查与思考[J].中国电力教育，2010，（32）：107-108.
计算机视觉的基础知识范文3
1摄像机定标
三维计算机视觉系统应能从摄像机获取的图像信息出发，计算三维环境物体的位置、形状等几何信息，并由此识别环境中的物体，图像上的每一点的亮度反映了空间物体表面某点反射光的强度，而该点在图像上的位置则与空间物体表面相应点的几何位置无关。为了定量地描述光学成像过程，我们首先定义以下三个坐标系：图像坐标系、摄像机坐标系与世界坐标系。
摄像机采集的图像以标准电视信号的形式输入计算机，经计算机中的专用模数转换板变换成数字图像。每幅数字图像在计算机内为数组，行列的图像中的每一个元素（称为象素，pixel）的数值既是图像点的亮度（或称灰度，若为彩色图像，则图像上象素的亮度将由红、绿、蓝三种颜色的亮度值来表示）。如图1-1表示，在图像上定义直角坐标系、，每一个象素的坐标分别是该象素在数组中的列数与行数。所以，是以象素为单位的图像坐标系的坐标。由于只表示象素位于数组中的列数与行数，并没有用物理单位表示出该象素在图像中的位置，因而，需要再建立以物理单位（例如毫米）表示的图像坐标系，该坐标系以图像内某一点为原点，轴与轴分别与、轴平行。摄像机成像几何关系可由图1-2表示。其中点称为摄像机光心，轴和轴与图像的轴与轴平行，轴为摄像机的光轴，它与图像平面垂直，光轴与图像平面的交点，即为图像坐标系的原点，由点与，，轴组成的直角坐标系称为摄像机坐标系。为摄像机焦距。
图1-2 摄像机坐标系与世界坐标系
摄像机坐标系与世界坐标系之间的关系可以用旋转矩阵与平移向量来描述。因此，空间中某一点在世界坐标系与摄像机坐标系下的齐次坐标如果分别是与，于是存在如下关系：
其中，为的旋转矩阵，为的平移矩阵，定义为
、、为坐标变换过程中沿轴，轴，轴三个方向的平移量。
下式是针孔模型下的透视投影变换：
从上面的的步骤我们可以得知，需要求解的参数有、、。旋转矩阵――的旋转矩阵包含了9个参数，为了运算简单起见，我们在实验中规定世界坐标系的三个轴方向与摄像机坐标系的三个轴方向平行，从而世界坐标到摄像机坐标的变换可以不做绕轴旋转，这时旋转阵为单位阵，此时，三维世界坐标系到摄像机坐标系的坐标变换方程可以简化为：
而平移矩阵包含的三个参数、、，这三个参数和摄像机的有效焦距，可以在摄像机拍摄的时候预先设定，这样就完成了摄像机标定的工作。
2人体骨架的三维重建
现在得到了摄像机参数，下一步就是从一个已知的二维关节点坐标出发，求出该点的三维坐标。
从图1-2的透视投影的针孔模型可以知道，连接摄像机光心和成像点之间有一条投影直线，该投影直线上所有的点投影到二维平面都成像于同一个点。所以可以先假设某一个基准点的三维坐标为已知，然后从该点出发，利用关节点之间骨骼的连接关系及人体骨骼长度知识依次求出其他关节点的三维坐标。而人体的骨骼近似刚体，所以假设骨骼的长度近似不变。
图1-3是本文所用的人体模型，假定第12个或第15个关节点为基准点，即人体的最低点为基准，该关节点的坐标为已知。假如已知的第15个关节点的三维坐标为，要求第14个关节点的坐标，则有如下关系：
即：
其中表示点与之间的距离。为人体模型中小腿的长度，其中已假设为已知，而坐标和是通过上一章中的跟踪得到的，这样只需求解方程就可以得到了，即可以求得第14个关节点的坐标值了。从上方程可以看出，的解将会出现以下三种可能：
1. 有两个解，说明该关节点有两种可能的位置，这种二义性是由于二维坐标向三维坐标恢复本身固有的问题，可以通过用户的交互以及人体运动的连续性原则消除这种二义性。
2. 只有一个解，此时该解就是所要求的值。
3. 无解，产生的原因有两个：一是跟踪得到的二维关节点坐标存在误差，这种情况可以通过人工交互重新跟踪来解决；另一个是作为先验知识的人体骨骼长度过短而产生的无解，这时可以适当地调整骨骼长度，然后再进行计算。
由于人体运动是连续的，所以图像序列中相邻帧之间人体关节点的三维位置是连续的，变化不大的，即相邻帧之间的人体运动中存在一些关节点，这些点的位置在一定的时间内保持稳定或者只做很小的位移。
3小结
本文在人体二维骨架的基础上，通过摄像机标定的基础知识对人体模型进行了三维重建，最终获得了整个人体的三维运动序列。本文提出的重建方法还存在一些限制和不足之处，还需要进一步的改进和完善。
参考文献：
计算机视觉的基础知识范文4
[关键词]小波分析 研究生教学 探讨
引言
小波变换是由法国工程师J.Morlet于1984年首次提出的，是空间（时间）和频率的局部变换，通过伸缩和平移等运算功能对函数或信号进行多尺度细化分析，在信号分析、语音合成、图像识别、计算机视觉、数据压缩、CT成像；地震勘探、大气与海洋的分析，分形力学，流体湍流以及天体力学方面都已取得了具有科学意义和应用价值的重要成果[1]。我院从2002年开设研究生课程《小波分析》以来，选修的研究生较多，为研究生课题研究开拓创新思维，掌握现代信号处理技术方法，起到重要作用。然而随着教学学时的不断压缩，给本课程教学带来了新的挑战。为使小波分析方法在装备技术保障中发挥作用，本课程尽可能在有限的学时内，采用工程技术人员易于理解的物理直观方式介绍和论述小波变换的基本内容和主要特性，并通过实例说明小波分析的主要方法和计算机实现。本文主要探讨了小波分析教学中的提高教学质量的一些教学方法。
一、注重小波变换与傅立叶变换的比较
选修本课程的研究生均以具备傅立叶变换的基础知识，为使研究生能迅速理解本课程的工程意义和数学含义，采取了与傅立叶变换对比的教学方法。
首先，要带领研究生回顾一下傅立叶级数与傅立叶变换的基础，分析傅立叶变换对非平稳信号分析的局限性，进而引出窗口傅立叶变换的概念和分析方法。对窗口傅立叶变换的窗口选择进行深入讨论，引入了ω和t组成的相平面来刻画窗口的相空间特征，分析了Heisenberg测不准原理的极限制约。对于分析频率变化剧烈的宽带信号，为了保证有足够的时间分辨率以及能准确地提取高频信息，时域窗口应尽量窄，而同时则允许频域窗口适当放宽，因为高频分量即使有较大的绝对频率误差，但相对误差并不大；对于低频分量，时域窗口应适当加宽，以保证至少包含一个周期过程，频窗尽量缩小，保证有较高的频率分辨率和较小的测频误差。因此，窗口应具有自适应性～高频时频窗大，时窗小；低频时频窗小，时窗大，这就引出了小波分析的思想。
在介绍小波变换的过程中，把握其与傅立叶变换、窗口傅立叶变换的对比分析。
傅立叶变换的积分核为e-iωt，该变换测量了频率为ω的正弦分量的幅度；窗口傅立叶变换的积分核为g（t-τ）e-iωt，该变换在τ点附近局部地测量了频率为ω的正弦分量的幅度；而小波变换的积分核为 ，该变换在b点附近局部地测量了尺度参数为a的小波分量的幅度。进而分析τ与b的关系、ω与a的关系。同样对离散小波变换、离散傅立叶变换和离散窗口傅立叶变换进行对比分析。使研究生能较快理解小波变换的物理意义和工程应用方法。
二、深化多分辨分析与泛函分析和分形理论的结合
小波理论需要数学分析、实变函数与泛函分析的基础知识。因此，需要结合现代数学的内容，介绍泛函分析基础，特别是Hilbert空间的概念，重点讲解直和与投影的概念，为小波基的构造、框架理论、正交小波分解、非正交小波分解、双正交小波分解和多分辨分析打下良好的数学基础。
在多分辨分析及其表示的介绍中，通过分形理论中Cantor三分集的性质进行刻画分析，加深了研究生对小波分解的直观认识。能够简单直观地几何解释的是Cantor三分集，这一点在文献[5]中有详细论述，这里仅介绍其基本思想。
dk是尺度k下小波单支重构的反映细节特性的时域函数，fk是第k步分解中反映基本特性的时域函数。这样可以对函数的小波级数展开式进行直观的几何解释。
三、 引导小波构造的创造性思维
在介绍小波的构造方法时，首先介绍小波允许条件：平均值为零
式中CΨ是有限值，意味者在ω=0处Ψ（ω）连续且可积，而Ψ（0）=0才保证上式的积分有意义。
以Daubechies小波的构造方法为例，首先从双尺度方程出发，逐步构造出尺度函数和小波函数的通式：
进而以D4小波为例，通过限定面积守恒条件、精度条件、正交条件，确定出函数的各系数值。在此过程中，注意引导研究生思考条件的变化对小波构造的影响，同时使研究生认识到小波构造并不复杂，任何人只要掌握了小波分析的基本理论，根据小波允许条件，均可构造所需要的小波函数。
四、 加强小波分析的实践性环节
在介绍了小波变换基本理论的基础上，注重加强实践环节的教学，开设应用篇。通过讲座式教学，介绍信号奇异性检测方法、含噪声信号的有用信号的发展趋势识别方法、信号中某一频率区间的信号提取方法、信号的自相似性检测方法、信号压缩方法和小波分析在自行火炮发动机、齿轮箱故障诊断中的应用。讲解上述应用中，介绍Matlab程序的编制方法和注意事项。通过大作业的形式使研究生掌握Matlab中小波工具箱的使用方法和利用Matlab语言编制小波分析程序的方法。使研究生能够学以致用，提高他们利用小波分析进行复杂信号分析处理的能力。
同时，建设了基本实验装置，针对小波分析课程实验需要，建设了齿轮箱测试实验台。该实验台能够实现变速变载工况下多路振动响应信号以及输入输出转速、转矩信号等的测量。
齿轮箱测试实验台组成包括一台电磁调速电机、齿轮箱、光栅编码器、转矩转速测量仪、联轴器、磁粉负载、LMS信号分析仪、加速度传感器组成。转速扭矩传感器可测量齿轮箱的输入输出的旋转脉冲信号和扭矩信号，光栅编码器测量高精度的转速信号，安装在轴承座上的加速度传感器拾取齿轮箱振动信号，这些信号经信号分析仪采集到计算机中，然后对采集到计算机中的数据进行后续分析和处理。
齿轮箱主要参数：主动轮齿数z1=30，从动轮齿数z2=50，输入轴支撑为6206型单列向心滚动轴承，输出轴支撑为7207型单列向心滚动轴承。调速电机的转速范围为0～1600r/min。可控磁粉负载通过改变输入电流控制施加负载的大小，负载范围0～50N/m。光栅编码器等角度采样每转7200个采样点，实际的实验台如图2所示。
如图2：齿轮箱测试实验台
在实验中，采用人为设置齿轮的齿面磨损、齿根裂纹、及滚动轴承外圈裂纹故障等多种状态。对于裂纹故障，主要是采用线切割的方法在相关部位（齿根、滚动轴承外圈）切割出贯通切口。齿面磨损故障则是通过在齿轮啮合面切去一定厚度的材料实现。
针对各类设置的故障状态，由研究生开展测试实验，并利用小波分析，进行信号分析并提取故障特征。
五、 结束语
本文介绍了作者在小波分析课程教学方面的一些体会：注重装备技术保障对人才工程能力的需求和学科发展的要求。利用研究生已有知识基础，深入浅出地传授该课程知识；开发研究生创造性思维，提高研究生工程实践中创新能力；加强实践环节，提高动手能力。教学实践验证了方法的可行性。
[参考文献]
[1]赵松年，熊小芸.子波变换与子波分析[M].北京：电子工业出版社，1996.
[2]罗永成，礼智.傅立叶变换与小波变换的比较教学[J].数学理论与应用，2008，28（4）：105-108.
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[4]李福利.浅谈小波分析的启发式教学[J].大学数学，2005，21（3）：31-34.
计算机视觉的基础知识范文5
关键词: 中小学 机器人教育 教育机器人
1954年,美国人乔治・德沃尔设计了第一台电子程序可编程的工业机器人,并于1961年获得了该项机器人专利。自1962年美国万能自动化(Unimation)公司研制出世界第一台工业机器人(GM)以来[1](p2),日本等国也很快地相继研制出了自己的机器人。随着工业的快速发展,机器人的优点逐渐显现出来,各国都看到了机器人技术对工业发展的深远影响,把机器人的研制列入重点发展项目,使机器人技术得以快速发展。现今最尖端的机器人是具有人类外观特征,并可以模拟人类行走的类人型机器人。机器人技术广泛涉及人工智能、计算机视觉、自动控制、精密仪器、传感和信息技术等一系列学科的创新研究和综合集成,是一门综合性很强的学科,它代表着一个国家的高科技发展水平。建国以来,我国的机器人从无到有,特别是改革开放以来,机器人的发展突飞猛进,机器人技术已经深入到各个领域,在不同的岗位上完成人类难以完成的工作。
一、机器人教育是综合性的新兴学科
机器人技术是一门跨专业、高度综合的新兴学科。它综合了应用数学、力学、机械、电子、计算机、自动控制、传感技术、通信和人工智能等学科的最新成就,是光机电一体化的典型应用。开展机器人技术实践性课程的教学,可以培养学生的综合应用能力,提高学生的科学素质,一切靠学生自主地去探索、想象、构思和设计,充分发挥学生的创造力,使学生置身于充满趣味性、创造性、挑战性的活动中;可以给学生提供一个平台和环境,让学生自己去想象、去创造,培养学生的动手能力、创造力和想象力,并能够鼓励学生去不断地探索,掌握最先进的技术,开拓未来。
教育机器人是由生产商专门开发的以激发学生的学习兴趣、培养学生的综合能力为目的的机器人成品、套装或散件。它除了机器人机体本身之外,还有相应的控制软件和教学课本等。
从外形来说,教育机器人可以分为两类:一类是有基本形状的机器人,学生可以在此基础上增加模块,进行改装。另一类是没有固定形状,只有一堆零部件的积木式机器人,学生可以根据自己的想象来自主搭建各种形状的机器人。两类机器人的基本结构主要包括主板、各种传感器、运动装置及发声器等功能模块。
在中小学引入教育机器人,并不是要将机器人当成玩具让学生玩,而是根据基础教育的教育目标和学生的认知特点,选取适当的教学内容,使学生学习一点机器人的基础知识和基本技能,培养他们的创新精神和综合实践能力。信息技术包括信息获取、信息存储、信息加工、信息传递和信息输出。多年来,我国的信息技术教育都以计算机作为唯一载体,教学内容以讲授微软的各种常用软件为主,较少体现出信息技术所涵盖的感测、控制、通信等方面的内容。机器人技术除了涉及传感器、计算机软件、硬件、人机交互、人工智能等多门学科以外,还涉及电子元器件及电路各个方面。教育机器人能够极大地丰富信息技术教育的教学内容。
通过教育机器人,教师可以向学生介绍机器人的发展和应用状况,使学生理解科能机器人的概念和工作原理。各种外露的传感器能够强烈地激发学生的好奇心,教师可以借此讲授各种传感器的原理和作用。这些都可以为学生进一步学习相关知识打下基础。另外,程序设计也正是中小学校信息技术学科教育的重要内容之一。外形可爱的机器人、友好的人机交互界面、丰富多彩的虚拟环境,能使以往枯燥的程序设计变得妙趣横生。
二、机器人教育与传统课程相整合
将教育机器人用于传统课程的教学中,可以开发学生的早期智力,激发学生的学习兴趣。在各门传统学科中引入教育机器人,可以给传统课程注入新鲜血液,增加其新活力。
平面几何图形是中小学数学的重要部分。教师用Logo语言编写程序,可以让机器人走出各种轨迹,并可以在仿真环境中画出相应的图形,从而直观形象地让学生理解各种图形。比如在给小学生讲正三角形时,教师与其让学生硬背三角形的概念,不如指导学生用Logo语言让机器人画个三角形。教师讲解后,学生会明白正三角形有三条边,其外角为120°,内角为60°。教师也可以采用任务驱动法,让学生自己观察,找出规律。
物理是一门试验学科,教师可以利用教育机器人来做物理试验。比如,可以利用机器人代替传统的小车来验证匀速直线运动的速度、位移和时间的关系;可以将机器人改装,让机器人以一定速度原地旋转,从而学习匀速圆周运动的相关知识;还可以用机器人来讲授基本的电学知识,等等。
教育机器人是能歌善舞的小演员,是音乐老师的好帮手。在传统教学中,简谱学习是令人乏味的教学难点,教师可以通过编程将乐曲的简谱输入到机器人中,让机器人演奏音乐。这样学生在训练机器人唱歌的过程中,自然地就学会了乐谱知识。还可以让机器人根据音乐的节拍,翩翩起舞(做各种动作),从而培养学生的节奏感。
三、与课外活动相结合
教育机器人还可以作为学生课外活动的好朋友。教师可以组织有兴趣的学生组成机器人小组,利用课余时间开展各种机器人活动,参加各类机器人比赛,使他们在娱乐的过程中学到先进的机器人知识,提高综合能力,培养团队精神。
四、对教育机器人的几点要求
1.具备较高的教学适用性
顾名思义,教育机器人的主要目的就是为教学服务。机器人教学与其他学科教学的最大不同之处在于不是以讲授为主,而是一种师生平等的合作伙伴关系,教师起着指导者、组织者、帮助者、合作者的作用,是平等中的首席,是师生学习共同体的一分子。在完成基本的知识把握之后,关键是学生以小组合作为形式,进行创新设计、编制程序、组装部件、演习实验、研究反思等,这样,各个小组可以确定各自不同类别的机器人进行研究,课题截然不同。在这种情况下,如何保证教学组织呢?教师可采用任务驱动式的项目教学,即让学生根据兴趣、研究问题组成项目小组,每个项目小组内部又根据研究具体任务进行责任分工,教师根据学生需要帮助项目小组选择明确的研究课题,并宏观指导,具体设计研究则由各项目小组合作来完成,最后负责鉴定各小组的研究报告、机器人操作演习。完成某个项目后,原项目小组即告解散,再重新确定下一个研究课题,重组结构。这种教学方式任务明确,资源共享,灵活自主,操作性强,可收到很好的教学效果。因此,教育机器人首先应该具备良好的教学适用性,应当“易教益学”,零部件要尽量坚实耐用。
2.具备一定的可扩展性
为了培养学生的动手能力和创新精神,教育机器人要有一定的可扩展性,可拆可装,但并不是拆得越散越好,零部件过于细小,容易丢失,会影响课堂教学的顺利进行。另外,过多的零部件组装会耗费学生大量的时间,在课时有限的情况下,学生在拧完众多螺丝之后,几乎没有时间去做其它事情。这就相当于使用最先进的技术上了一门传统的手工课。
3.具有开放性
教育机器人的各种传感器和其它核心部件要尽量外露,以激发学生的好奇心,并方便教师讲解。
教育机器人作为崭新的教学载体,符合建构主义提倡的教育理念,能够使学生在探索中学习,在活动中发现,在问题中创造地建构知识;能够培养学生分析问题、解决问题的能力。同时,教师按照任务驱动、课题研究、实践探究、创意设计等形式开展研究性作业、探究性学习活动,使教育机器人走进学生的学习和生活,能为学生搭建创造和发展的平台。教师应通过机器人教学活动,引导学生逐渐形成编程的思想,然后用图形化编程语言或代码程序语言在计算机上编写程序,再通过计算机和机器人的通讯技术,将程序下载到机器人的微处理器中,让学生通过观察机器人的运行情况来调试、验证、反思、改进程序。这其中涵盖计算机知识、语言知识、数学知识、物理知识、艺术知识等,这种多学科的综合性、合作性学习,能极大地激发学生的学习兴趣,有效地培养学生的创新思维能力、策划设计能力、解决问题的能力、逻辑推理的能力、科学与艺术审美相结合的能力。
随着教育机器人的出现,教师会更容易地接受建构主义等新的教学理念,采用任务驱动、研究学习等新的教学方法去组织教学。事实上,学生在设计操演过程中,就会有效地构建知识系统,并创造性地应用于实践活动,同时能培养创新思维、合作精神和竞争意识。
计算机视觉的基础知识范文6
关键词：人工智能；教学内容；教学方法
中图分类号：G642 文献标识码：A
1 引言
人工智能(AI)是二十世纪五十年代后期兴起的利用计算机模拟人类智能活动去求解问题的学科，与空间技术、原子能技术一起被誉为二十世纪三大科学技术成就，目前广泛应用于专家系统、机器翻译、语音识别、文字识别、计算机视觉、机器人、电子游戏等方面，已经成为计算机技术发展以及许多高新技术产品中的核心技术。
为了适应人工智能技术日益广泛的需要，国内外高校普遍开设了“人工智能”方面的课程，特别是作为计算机方面专业的核心课程之一。我校自从1993年开始为自动化专业本科生开设“智能控制”选修课，1996年为自动化、计算机、机械等专业本科生开设“人工智能导论”、“人工智能及其应用”课程。目前，我校软件学院、信息学院、机电学院都开设了“人工智能导论”课程，已经成为计算机科学与技术、软件工程、数字媒体技术、自动化、机械制造与自动化等许多专业本科生的一门重要的技术基础课程，也是面向包括人文社科等全校所有专业的公选课之一，其目的是使学生了解人工智能的基本概念和基本原理，初步学习和掌握人工智能的基本技术和前沿内容，拓宽知识面，启发思路，为学生提供最基本的人工智能技术和有关问题的入门性知识，提高学生应用开发软件的能力和水平，为今后在相关领域的研究和应用奠定更为坚实的基础。因此，建设好“人工智能导论”课程具有重要意义和很广的受益面。
由于人工智能是交叉学科，涉及面广、内容抽象、不易理解，学生往往有望而生畏的感觉，在教学过程中，老师教、学生学都比较吃力。为了更好地实现上述教学目标，提高本课程的教学质量，协调好教与学的双边关系，使学生由望而生畏的感觉，变为有用有趣的感觉，根据已有人工智能课程在教学与实践方面的经验和方法，结合“人工智能导论”课程的近几年教学实践，对课程的教学体系、教学内容、教学方法、教学手段、考核方式等方面进行了探索总结。
2 调整与优化教学体系和教学内容
“人工智能导论”是计算机科学与技术、软件工程、数字媒体技术、自动化、机械制造与自动化等许多专业本科生的一门重要的技术基础课程，也是面向包括人文社科等全校所有专业的公选课之一，其研究领域及内容十分丰富，涉及的基础面广。因此如何选好教学内容，既能使学生了解本领域的概貌，又能适合学生的基础，便于他们在有限的时间完成学习任务，是一件重要而又困难的事情。
进入21世纪以来，人工智能学科又有了新的发展。为了及时反映人工智能研究和学科的最新进展，我们修订了“人工智能导论”的教学大纲，对教学内容进一步优化和更新，极大充实了各个系统的内容。我们确定的教学内容主要分为三部分：第1部分为概论，介绍人工智能的基本概念、基本内容、主要研究领域及发展过程；第2部分是知识表示，推理和搜索技术，讨论几种常用的知识表示方法、推理技术(包括确定性推理方法和不确定推理方法)和搜索求解策略；第3部分是人工智能应用研究领域，包括专家系统、自然语言理解、机器学习、人工神经网络、遗传算法等的基本概念和方法等。其中第2部分是基础理论，是人工智能的重要基础，应该循序学习。第3部分是人工智能的应用，由于每个研究内容都相对独立、自成体系且有其专门的学术著作研究、热点，因此针对高等院校的本专科生来说，不必循序学习，而且结合专业特点可以选择其中几个研究领域。例如对自动化专业的学生来说，可以选择专家系统、人工神经网络、遗传算法等，同时可增加在自动控制领域的应用，包括专家控制、神经网络控制和进化控制等热点：而对计算机科学与技术专业来说，可以选择专家系统、自然语言理解、机器学习等，并辅以动物识别系统、语音识别系统、智能机器人等实例。总之就是要把握课程性质和教学目的，调整本课程教学体系，优化教学内容，让学生以有限的时间学到人工智能的基础知识和基本方法。
另外，在选择和确定教学内容时必须兼顾基础知识和新兴技术，注意与相关课程(如离散数学、数据结构、概率论、自动控制原理、Matlab系统仿真、面向对象的编程技术等)的链接，密切理论与实际的关系，通过课堂讲授和课外训练，注意学生能力培养，提高他们的学习效果和整体素质。
3 加强课程立体化建设和系列教材研究
在课程的立体化建设中，教材充当了地基的角色，所有的课程内容安排，无不体现出以教材为基本，以教材为模板。所以本着基础、实用的原则，我们先后编著出版了《人工智能及其应用》课程教材导论部分概括性强，引人入胜；基础部分系统全面，叙述深入浅出，循序渐进；应用部分密切理论与实际关系，典型形象。其中第二版在第一版的基础上，增加了证据理论、模糊推理、神经网络等理论的一些典型应用，使学生能够更深入地理解和应用这些理论；另一方面，又新增了自然语言理解及其应用内容，以适应目前计算机翻译、人机自然语言交互等技术日益广泛应用的需要。系列教材适应了人工智能导论新课程开设的需要，反映了人工智能学科的发展，为人工智能课程确立了基本框架，发挥了重要作用。系列教材的问世不仅解决了本校“人工智能导论”课程教学用书的问题，而且也被各兄弟院校普遍采用，促进了该课程的普遍开设，推动人工智能学科的发展。
为了配合教材第二版的教学和自学，在已有教学经验和教学成果积累的基础上，制作了高质量的教学课件和完整的教学视频录像，并刻录成光盘随书供读者使用；同时又研究与开发了网络课程(http：//)，以更好地调动学生的学习兴趣和主动性，促进本课程的教学改革。
包括主教材、电子教案、教学视频录像、网络课程及教学资料库等在内的课程立体化建设符合二十一世纪高校教学的要求，支持教师提高教学手段现代化的水平，更贴合学生的学习需求。
4 改革与创新教学模式和教学方法
在“人工智能导论”课程教学的过程中，我们积极探索教学新路，经过数年辛勤试验，结合蔡自兴教授等对人工智能课程的建设经验，对课程的教学模式和教学方法进行了如下一些的改革与创新。
(1)通过多种途径激发学生的学习兴趣
“兴趣是最好的老师”，“人工智能导论”课程的学习效果，直接受到学生兴趣和参与意识的影响。由于这是一门导论性前沿课程，一般来说，学生开始学习兴趣很大。但是，当一些学生开始接触到抽象概念和算法时，往往感到不易接受。我们通过各种途径和方法，激发和培养学生的学习兴趣。例如，鼓励学生参与课堂讨 论、布置读书报告和课外实验、以问题为导向的启发式教学、专题讨论／辩论等形式。特别，我们精心组织和准备了模糊控制技术及其应用、智能机器人技术与应用、智能交通、BCI(脑机交互接口)等专题，以及智能调度软件、语音识别系统、动物识别系统、足球机器人比赛、机器人轨迹跟踪、倒立摆的智能控制等课内演示，使学生扩大了眼界，增加了感性知识，达到提高学生学习兴趣的目的与效果。
(2)面向问题的启发式教学
人工智能中的许多问题，有的似是而非，有的引人入胜。在教学中，有意识的提出相关问题，提请学生思考，鼓励学生提出自己的猜想和解决方案。然后逐步进入教材中的解决方案，启发学生求解这些问题，并进行分析和比较，从而强化了学生学习的主动意识和参与意识，提高了学生的学习积极性。例如，在讲到比较抽象的“遗传算法”时，提出“遗传算法如何用于优化计算?”这一问题。针对该问题，先从“达尔文的生物进化论”入手，讨论“遗传”、“变异”和“选择”作用；然后通过一个简单的例子，从特殊到一般地启发学生思考“遗传”、“变异”和“选择”的实现，最终让学生与教师一起导出遗传算法用于优化计算的基本步骤。这样，学生不但从中学习了遗传算法，而且得到一次逻辑思维的训练，取得很好的教学效果。
(3)课堂辩论与交互式教学
组织课堂辩论，讨论的议题包括人工智能的应用前景和其他比较等有争议的问题。学生对这些问题展开了激烈的争论，激发了学习潜能，明确了学习目标。例如，为了加深学生对智能机器人内涵的理解，我们组织了“机器智能能否超过人类智能”的辩论会。会前正反双方结合本课程内容及其相关知识，认真进行准备；辩论会上正反双方唇枪舌战，激烈争辩，气氛热烈。辩论后，学生余意未尽，讨论热情不减。无论是哪一方获胜，都达到了预期的效果。教学中我们还注意采用了多种交互式策略，如课堂上教师提问可鼓励或指定学生提问，也可由学生自由地就某个知识点进行主题发言后老师点评等。
(4)个性化学习与因材施教
在本课程教学过程中注意对学生因材施教和个性化教学。例如，通过组织学生进行读书报告的形式，鼓励学生从多方面、多角度考虑问题，多提新颖思想，有意识地鼓励优秀学生探讨比较深层的内容，并辅导优秀学生将其成果以科技论文和发表文章的形式转化为成果。又如，在教学设计和实验设计中，注意要求学习有余力和兴趣的学生选作部分探索性、创新性的功课和实验(选学内容，如模糊控制器的设计、进化控制等)，从而引导学生发挥个性优势，达到因材施教的目的。同时注意分析学习较差的学生的具体困难，进行有针对性的指导。
(5)多媒体与网络教学的使用
本课程在PPT演示文稿和网络课程上，采用了大量的多媒体表现形式，如视频、动画、声音和图像等。目的在于使得人工智能抽象的知识形象化，便于学生理解。例如，课内让学生在线观看涂晓媛博士的计算机动画“人工鱼”的录像片段、人工生命Floy中生命智能体在环境中不断的适应进化构成演示等，有助于加深学生对所学知识的理解，促进教学水平的提高，激发了学生对课程的兴趣，使学生创新意识得到增强。此外，随教材附赠的教学光盘和开发的网络课程(http：//)提供了学生课外自学用的高质量的电子课件、完整的教学视频录像、丰富的实验和案例资料等，以更好地调动学生的学习兴趣和主动性。
(7)理论与实践结合
在教学内容安排上，注意理论联系实际，适时布置一些人工智能实验给学生进行课外练习。设计的课外实验包括产生式系统实验，归结反演实验，主观Bayes推理网络实验，A搜索实验，以及基于Maltab工具箱的模糊控制位置跟踪系统、两车追赶模糊控制系统、神经网络模式识别仿真、遗传算法优化计算等实验。通过实践和参与，保持学习兴趣，有助于学生对人工智能基本概念和难点的理解，掌握基本方法和技术，为从事智能系统应用开发打下基础，从而达到教学目的。例如，我们组织学生参观我们的研究生综合自动化实验室，观看机器人臂取物、倒立摆控制、语音识别软件、指纹识别软件、智能调度软件等演示，密切理论与实际的关系。
我们在教学改革实践中探索的这些教学方法，有利于充分激励学生的学习积极性和主动性，有利于鼓励学生发挥独立思考和创新思维，有利于多方位培养学生学习发现问题、分析问题和解决问题的能力。
5 运用多样化的教学手段和考核方式
5.1 多样化的教学手段
采用现代信息技术进行教学，构筑“人工智能导论”课程的现代教学模式，是本课程的主要特点之一。教学过程中采用了多媒体教学课件和网络课程相结合的方法，充分利用多媒体的丰富表现形式，利用网络课程的交互性、情景化等，进行教学。采用的方法包括：
(1)抽象知识内容的多媒体表示
通过动画和视频来演示抽象的概念、算法和过程，包括机器人轨迹跟踪、机器人臂取物、足球机器人比赛、倒立摆控制、“人工鱼”等录像片段，以及智能调度软件、语音识别系统、指纹识别系统、动物识别系统等软件演示。
(2)通过PPT撰写教案
精心编制PPT，组织好课件内容，做到图文并茂，提纲挈领，便于学生理解，便于教师讲授。
(3)开发与应用网络课程
“人工智能导论”网络课程较好的实现了交互性、在一定程度上实现了学习过程的情景化。在交互性方面，通过网络课程的课堂练习和章节练习，评价学生的学习情况，并给学生提出学习建议。在情景化方面，采用了在线答疑形式，使得学习过程丰富有趣。
(4)先进实验系统的观摩与演示
利用我们的研究成果等有利条件，有针对性地对学生进行成果演示(包括智能调度软件、语音识别系统、指纹识别系统、动物识别系统等软件)，使学生知道学了有用，而且很有用，很有趣，很有意义，从而进一步诱导学生的学习兴趣，巩固了课堂所学知识，提高了教学质量。
教学效果通过上述先进的现代信息技术的应用，不仅极大地提高了学生的学习兴趣和主动性，而且也取得很好的实际教学效果，提高教学质量。
5.2 作业、考试等教改举措
(1)改革作业方式与方法
改变过去那种单纯的书面习题作业，发展成为必须交给教师评阅的书面家庭作业、不必交给教师的课外思考题目、口头布置的思考题或阅读材料以及大型作业等。其中上交作业通过网络进行，教师批阅后的作业也通过网络返回给学生，实现了作业呈交和返回的网络化。
(2)改革考试方式与方法
如何对本课程的考试方式进行改革一直是我们探索的问题。我们综合考虑课堂出勤情况(10％)、平时正式作业成绩(20％)和期末课程考试(70％)，进行综合评分。期末考试有时采用综合试题考试，出几个大题目让学生选择其中几个进行开卷笔试，当面交卷后评分；有时采用课外开卷论文结合或口试面试。最近，我们还对部分学生结合实验或实际问题提问等进行考核。我们正进一步改革、试验和探索，使考试成为衡量与培养创新能力，促进学生学习主动性和提高课程教学质量的重要环节。
