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Academic Year/course: 2023/24

439 - Bachelor's Degree in Informatics Engineering

30263 - Computer Vision


Syllabus Information

Academic year:
2023/24
Subject:
30263 - Computer Vision
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Degree:
439 - Bachelor's Degree in Informatics Engineering
ECTS:
6.0
Year:
4
Semester:
Second semester
Subject type:
---
Module:
---

1. General information

 

The objective of the subject is to provide an introductory view of the most relevant techniques and algorithms in the development of Computer Vision systems, starting from the most basic concepts of artificial vision to the most relevant methods of greater relevance at present, developing a knowledge applied to different practical cases.

These approaches and goals are aligned with the following Sustainable Development Goals (SDGs) of the United Nations Agenda 2030 (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), so that the acquisition of the learning results of the subject provides training and competence to contribute to some extent to their achievement: Goal 5, Objective 5.b and Goal 9, Objectives 9.1, 9.4 and 9.5.

It is recommended to have taken the previous subjects of Mathematics II (linear algebra), Artificial Intelligence (probabilistic reasoning and intelligent systems) and Machine Learning (supervised and unsupervised learning).

 

2. Learning results

 

The student, in order to pass this subject, must demonstrate the following learning results:

  • Understand the fundamentals of image formation, acquisition, and representation.

  • Apply image processing, feature detection and segmentation techniques.

  • Implement learning and image recognition functions.

  • Understand the fundamentals and applications of three-dimensional vision.

  • Be able to develop simple practical applications of computer vision.




3. Syllabus

 

Since its inception, Computer Vision has served as a catalyst in the advancement of knowledge or the rescue from oblivion of other disciplines. At the beginning of the 21st century, computer vision has already been the benchmark for the advancement of different machine learning methodologies such as probabilistic learning models or deep learning (Deep Learning), which detonated by winning a visual recognition contest in 2012.  Undoubtedly, the scientific and technological advances of humanity in the rest of the century will be conditioned by advances in this area of knowledge.

Computer Vision is a very promising discipline for companies as the great advances in Machine Learning are being motivated by artificial vision applications of interest to companies and their customers and many of the intelligent systems that are produced make use of the visual interpretation of the environment to perform their functions. The machine vision is one of the pillars in Industry 4.0, where process automation through cameras or robots equipped with optical devices would not be possible without advanced vision algorithms. In addition, Computer Vision is of great relevance in medicine, where hospitals incorporate in many of their diagnostic and treatment protocols by image, many surgical operations are performed with the help of augmented reality, etc.

Program:

1. Image formation and acquisition. Image representation models.

2. Basic image processing methods.

3. Feature detection (points of interest, contours, etc.)

4. Segmentation. Shape analysis.

5. 3D vision.

6. Optical flow.

7. Deep-learning.

8. Computer vision applications.

 

4. Academic activities

 

The learning will be obtained from two types of contributions: the explanatory sessions of the teaching staff and the competences developed from the realization of the practices. The activities will be organized on the basis of the theory sessions and problems, the practicals, and the activities proposed for assessment.

In order to carry out the practices, students must do a previous work consisting of the study of the contents of the theoretical sessions of the subject and a proposal for a solution to the problem posed in the practice, which will be discussed with the teachers. Once the problem posed in the practice has been solved, the students must deliver the codes designed for the solution of the problem together with a report explaining all the work done and will make an oral defense of the work done. The calendar of the subject will be defined in the academic calendar of the Center.

The schedule of practical sessions and presentation of papers will be available in the Digital Teaching Ring (ADD), and will be presented on the first day of class. The detailed calendar of the various activities to be carried out will be established once the University has approved the academic calendar for the corresponding academic year. In any case, important dates will be announced well in advance.

The practical work is carried out in a computer laboratory. In the practice sessions the students will work in teams and will carry out a series of programming tasks directly related to the topics studied in the subject. The work will be delivered within the deadlines set in each case.

The student's dedication to achieve the learning results in this subject is estimated in 150 hours, distributed as follows:

  • 60 hours of activities with the teacher (theoretical, problem and practical classes).

  • 84 hours of effective personal study (study of notes and texts, problem solving, class preparation, program development).

  • approximately 6 hours of evaluation tests.

 

5. Assessment system

 

In accordance with the current Regulation of Learning Evaluation Standards of the University of Zaragoza, two assessment systems will be established for the subject. For the First Call of the subject, a system of continuous assessment and a global test will be carried out, to which all students who do not opt for continuous assessment, who do not pass the subject by this process, or who wish to improve the grade obtained, are entitled to. The Second Round will be carried out by means of a global test according to the regulations. This global test will coincide in form with the one proposed for the first call. In either case, the evaluation will be coherent with the objectives and contents of program of the subject. The two assessment systems are detailed below.

 

Continuous assessment system

By means of this system, the evaluation of the subject is considered in a formative and continuous way, so this system is more recommendable in the student's learning process. Theoretical and practical knowledge of the subject will be evaluated. Given the relevance that the acquisition of practical skills has in the subject, all the work developed by the student for the realization of the practical activities proposed in the subject will be evaluated to verify that the student has achieved the learning results. The evaluable activities will be indicated during the term with sufficient anticipation.

In order to pass the subject, a final grade higher than 5 must be obtained in the assessment of the work done by the student.

 

Overall assessment system

For each session, a final exam will be divided into a theory part and a practical part. The criteria for the summative assessment will be as follows:

1. Theory exam - 30 %

2. Practical exam - 70 %

 

 In order to pass the subject a minimum of 4 points in each of the parts (PI and PE) and a score of 5 points or more out of 10 in the final grade will be required.





Curso Académico: 2023/24

439 - Graduado en Ingeniería Informática

30263 - Visión por computador


Información del Plan Docente

Año académico:
2023/24
Asignatura:
30263 - Visión por computador
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
439 - Graduado en Ingeniería Informática
Créditos:
6.0
Curso:
4
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
---
Materia:
---

1. Información básica de la asignatura

El objetivo de la asignatura es proporcionar una visión introductoria de las técnicas y algoritmos de mayor relevancia en el desarrollo de sistemas de Visión por Computador partiendo de los conceptos más básicos de visión artificial hasta los métodos de mayor relevancia en la actualidad desarrollando un conocimiento aplicado a diferentes casos prácticos.

Estos planteamientos y objetivos están alineados con los siguientes Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 de Naciones Unidas (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), de tal manera que la adquisición de los resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y competencia para contribuir en cierta medida a su logro: Objetivo 5, Meta 5.b y Objetivo 9, Metas 9.1, 9.4 y 9.5.

Se recomienda haber cursado las asignaturas previas de Matemáticas II (álgebra lineal), Inteligencia Artificial (razonamiento probabilista y sistemas inteligentes) y Aprendizaje Automático (aprendizaje supervisado y no supervisado).

2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados de aprendizaje:

  • Comprende los fundamentos de la formación, adquisición y representación de imágenes en un computador.
  • Aplica técnicas de procesamiento de imágenes, detección de características y segmentación.
  • Implementa funciones de aprendizaje y reconocimiento de imágenes.
  • Comprende los fundamentos y aplicaciones de la visión tridimensional.
  • Es capaz de desarrollar aplicaciones prácticas sencillas de visión por computador.

 

3. Programa de la asignatura

Desde sus inicios, la Visión por Computador ha servido de catalizador en el avance del conocimiento o el rescate del olvido de otras disciplinas. En los comienzos del siglo XXI, la visión por computador ya ha sido el referente para el avance en diferentes metodologías de aprendizaje automático como los modelos de aprendizaje probabilistas o el aprendizaje profundo (Deep Learning), que detonó al ganar un concurso de reconocimiento visual en el año 2012. Sin duda, los avances científicos y tecnológicos de la humanidad en lo que queda de siglo van a estar condicionados por los avances en esta área de conocimiento.

La Visión por Computador es una disciplina muy prometedora para las empresas pues los grandes avances en Aprendizaje Automático se vienen motivando por aplicaciones de visión artificial de interés para las empresas y sus clientes y muchos de los sistemas inteligentes que se producen hacen uso de la interpretación visual del entorno para desempeñar sus funciones. La visión artificial constituye uno de los pilares en la industria 4.0, donde la automatización de procesos a través de cámaras o robots dotados con dispositivos ópticos no sería posible sin algoritmos avanzados de visión. Además, la Visión por Computador es de gran relevancia en medicina, donde los hospitales incorporan en muchos de sus protocolos diagnóstico y tratamiento por imagen, muchas operaciones quirúrgicas se realizan con la ayuda de realidad aumentada, etc.

Programa:

  1.  Formación y adquisición de imágenes. Modelos de representación de imágenes.
  2.  Métodos básicos de procesamiento de imágenes.
  3.  Detección de características (puntos de interés, contornos, etc.)
  4.  Segmentación. Análisis de forma.
  5.  Visión 3D.
  6.  Optical flow.
  7.  Deep-learning.
  8.  Aplicaciones de visión por computador.

4. Actividades académicas

El aprendizaje se obtendrá a partir de dos tipos de contribuciones: las sesiones explicativas del profesorado y las competencias desarrolladas a partir de la realización de las prácticas. Las actividades se organizarán en base a las sesiones de teoría y problemas, las prácticas, y las actividades propuestas para evaluación.

Para la realización de las prácticas, el alumnado deberá realizar un trabajo previo consistente en el estudio de los contenidos planteados en las sesiones teóricas de la asignatura y una propuesta de solución del problema planteado en la práctica que se discutirá con el profesorado. Una vez resuelto el problema planteado en la práctica, el alumnado deberá entregar los códigos diseñados para la resolución del problema junto con una memoria que explique todo el trabajo realizado y realizará una defensa oral del trabajo realizado. El calendario de la asignatura estará definido por el centro.

El calendario de sesiones prácticas y presentación de trabajos estará disponible en el Anillo Digital Docente (ADD), y se presentará el primer día de clase. El calendario detallado de las diversas actividades a desarrollar se establecerá una vez que la Universidad haya aprobado el calendario académico del curso correspondiente. En cualquier caso, las fechas importantes serán anunciadas con la suficiente antelación.

El trabajo de prácticas se desarrolla en un laboratorio informático. En las sesiones de práctica los alumnos trabajarán en equipo y realizarán una serie de trabajos de programación directamente relacionados con los temas estudiados en la asignatura. Los trabajos realizados se entregarán dentro de los plazos de tiempo que se fijen en cada caso.

La dedicación de los estudiantes para alcanzar los resultados de aprendizaje en esta asignatura se estima en 150 horas distribuidas del siguiente modo:

  • 60 horas, aproximadamente, de actividades con el/la profesor/a (clases teóricas, de problemas y prácticas)
  • 84 horas de estudio personal efectivo (estudio de apuntes y textos, resolución de problemas, preparación de clases, desarrollo de programas)
  • 6 horas, aproximadamente, de pruebas de evaluación.

5. Sistema de evaluación

Ajustándose al actual Reglamento de Normas de Evaluación del Aprendizaje de la Universidad de Zaragoza, se establecerán dos sistemas de evaluación para la asignatura. Para la Primera Convocatoria de la asignatura se realizará un sistema de evaluación continua y una prueba global a la que tienen derecho todos los alumnos que no opten por evaluación continua, que no superen la asignatura por este proceso, o que deseen mejorar la calificación obtenida. La Segunda Convocatoria se llevará a cabo mediante una prueba global siguiendo la normativa. Dicha prueba global coincidirá en forma con la propuesta para la primera convocatoria. En cualquiera de los dos casos, la evaluación será coherente con los objetivos y contenidos del programa de la asignatura. A continuación se detallan los dos sistemas de evaluación.

Sistema de evaluación continua

Mediante este sistema, la evaluación de la asignatura se plantea de manera formativa y continua, por lo que este sistema es más recomendable en el proceso de aprendizaje del alumno. Se evaluarán los conocimientos teóricos y prácticos de la asignatura. Dada la relevancia que en la asignatura tiene la adquisición de competencias prácticas, se evaluará todo el trabajo desarrollado por el alumno para la realización de las actividades prácticas propuestas en la asignatura para verificar que el alumno ha alcanzado los resultados de aprendizaje. Las actividades evaluables se señalarán durante el curso con suficiente anticipación.

Para superar la asignatura se deberá obtener una calificación final superior a 5 en la evaluación del trabajo realizado por el alumno.

Sistema de evaluación global

Para cada convocatoria, se realizará un examen final dividido en una parte de teoría y una parte práctica. Los criterios para la evaluación sumativa serán los siguientes:

  1. Examen de teoría - 30 %
  2. Examen de prácticas - 70 %

Para superar la asignatura se deberá obtener un mínimo de 4 puntos sobre 10 en cada una de las partes del examen final y una calificación final superior a 5 entre las dos partes.