黨的二十大報告指出：教育、科技、人才是全面建設社會主義現代化國家的基
礎性、戰(zhàn)略性支撐。必須堅持科技是第一生產力、人才是第一資源、創(chuàng)新是第一動
力，深入實施科教興國戰(zhàn)略、人才強國戰(zhàn)略、創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，開辟發(fā)展新領域新
賽道，不斷塑造發(fā)展新動能新優(yōu)勢。
1. 為什么計算機視覺技術如此重要
計算機視覺技術是信息科技中最具前沿性、挑戰(zhàn)性的領域之一，涵蓋了模式識
別、計算機圖形學、機器學習、圖像處理等多門學科。隨著數字技術的不斷進步，計
算機視覺技術正在從理論研究走向實踐應用，是醫(yī)療、安防、智能交通、人臉識別、
虛擬現實等各類應用場景的中樞神經。此外，計算機視覺技術還廣泛應用于工業(yè)智能
化、文化遺產保護、環(huán)境監(jiān)測等領域�？梢哉f，計算機視覺技術已經成為新一代信息
科技的引擎，正在高速驅動人類社會的發(fā)展和進步，也在深刻影響我們的日常生活。
2. 為什么要編寫本書
自2007 年以來，編者團隊一直從事計算機視覺技術領域的本科生和研究生教學工
作，期間開展了大量的教學實驗和理論研究，以及與國內外同行密切交流，為本書的
編寫打下了重要的基礎。
當前，計算機視覺科技已成為信息科技領域的熱門方向之一。然而，對于初學者來
說，在海量文獻中找到一份系統、全面的學習資料并不容易�，F有的計算機視覺技術類
教材有些注重理論而缺少實踐；有些過度追求專業(yè)化，將初學者拒之千里；有些教材強
調學理，缺少現實生活的應用情景；有些教材缺少對黨的二十大精神和《習近平新時代
中國特色社會主義思想進課程教材指南》等重大主題教育進課程教材的系統規(guī)劃。
因此，我們編寫了這本《計算機視覺技術與應用》，旨在讓學生輕松、系統、全
面地了解計算機視覺技術，使之適應信息時代和知識社會的需求，具備解決復雜問題
和適應不可預測情境的高級能力。
計算機視覺技術與應用
Ⅱ
3. 本書有什么特點
（1）本書堅持以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，深入貫徹黨的二十
大精神，落實育人的根本在于立德。
本書始終堅持以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，以潤物細無聲的方
式融入黨的二十大精神，在具體案例和項目導讀中弘揚社會主義核心價值觀，弘揚科
學家精神，激發(fā)學生實現高水平科技自立自強的責任感和使命感。
（2）本書著眼于學科發(fā)展前沿，具有前瞻性和時代性。
在編寫本書的過程中，我們借鑒了許多國內外優(yōu)秀的計算機視覺教材和案例，結
合我們多年的教學和研究經驗，將知識點分類整理并精選了對應案例。通過案例講解
和實踐操作，學生能夠學以致用，更好地掌握計算機視覺的核心技術。
（3）本書內容翔實，脈絡清晰，體現核心素養(yǎng)的要求，具有科學性和系統性。
本書針對復雜、真實的生活情境，精心設計和編排內容，共有圖像濾波、圖像特
征提取、圖像識別、圖像分割、目標檢測與追蹤、圖像生成與轉換、人體行為解析、
圖像文本生成、視覺問答系統和視頻理解10 個項目。每個項目下設2 ～ 3 個應用任
務，每個任務都設置有學習目標、任務要求、知識歸納、任務實施、任務小結、任務
自測等。任務、知識點、基本原理相輔相成，項目的編排順序環(huán)環(huán)相扣，互相鋪墊，
進一步培養(yǎng)學生解決現實生活復雜問題的能力。
本書使用當前主流的Python 語言編寫，并講解核心程序，代碼簡潔高效，便于學
生實踐操作。
（4）本書在自主學習和人才培養(yǎng)模式方面做出了積極嘗試，具有原創(chuàng)性和創(chuàng)新性。
按照傳統體例編寫的教材需要教師進行大量的指導與講解，留給學生自主學習的
空間有限。本書按照項目式學習原則編寫，提高了真實性和實踐性。學生通過項目、
任務以及豐富的配套資源，能夠實現自主學習。我們也希望通過這本書鼓勵和啟發(fā)教
育者創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。
4. 本書適合哪些讀者
本書內容豐富、涵蓋面廣，涉及低、中、高層視覺，以及視覺與文本結合的多模
態(tài)技術等，適合計算機、人工智能、通信和自動化等相關專業(yè)的教師與學生，以及廣
大從事計算機視覺工程的研發(fā)人員閱讀參考。
5. 致謝
在本書出版之際，我們特別要感謝清華大學出版社和劉茵女士，他們精準策劃，
執(zhí)著約稿，耐心溝通，對我們來說是莫大的鼓勵。我們還要感謝參與本書編寫的其他
成員：楊振國、孫宇平、黃國恒、姬玉柱、趙靖亮等老師，他們查閱梳理了大量國內
Ⅲ
外的最新學術文獻和論著，力求全方位展現計算機視覺領域的前沿技術和最新成果，
凡此種種，都讓我們感動不已。
在本書的編寫過程中，我們通過多種渠道與書中選用作品（包括照片、插圖等）
的作者進行了聯系，得到他們的大力支持，對此，我們表示衷心的感謝。在本書付梓
前，書中仍有部分所參考和引用資料的作者，我們未能與之取得聯系，懇請他們以及
讀者，在本書使用過程中，如遇問題請與清華大學出版社聯系，再次感謝！
在編寫本書的時候，我們常常能感受到吾生也有涯，而知也無涯的浩瀚，但
我們更享受不怕真理無窮，進一寸有一寸的歡喜。期待能夠跟大家一起，通過本
書感受計算機視覺技術領域的魅力。
由于編者水平有限，書中難免有疏漏和不足之處，在此懇請廣大讀者批評、指
正，以便日后修訂。
編　者
2023 年11 月