ПРИЛОЖЕНИЕ

1.	Курс естественно-научного содержания: Зрение роботов и живых организмов
2.	Преподаватель: профессор Кугушев Евгений Иванович
3.	Аннотация курса: Цель курса – дать слушателям представление о том, как зрительная информация используется в системах управления роботов. Параллельно с этим проводится некоторое сопоставление процессов и явлений, наблюдаемых в зрительных системах живых организмов и в системах обработки зрительной информации роботов. В спецкурсе рассказывается как устроены зрительные системы роботов и живых организмов. Описываются основные психофизические законы восприятия зрительной информации человека и живых организмов, рассказывается о восприятии света и цвета, перспективных и цветовых искажениях. Рассказывается о константности восприятия человека и роботов и дается их математическая модель, изучаются ее свойства. Рассматриваются вопросы восприятия движения на основе зрительной информации. На основе свойств отражающих поверхностей и закона Ламберта выводится уравнение оптического потока. Отдельно описывается восприятие движения в одномерном случае. Ставится задача определения параметров движения объектов по зрительной информации. Анализируется однозначность и возможность решения этой задачи. Рассматривается влияние шума на обработку и восприятие зрительной информации, использование шума для повышения точности восприятия. Рассматривается задача определение формы объектов на основе моментных признаков. Изучаются аффинные моментные признаки для учета перспективных искажений зрительной информации.
4.	Тематическое содержание курса:

Тема 1	Основные принципы устройства зрительных систем роботов и живых организмов.	
Тема 2	Психофизические законы восприятия зрительной информации человека и живых организмов. Законы Вебера-Фехнера и Стивенса.	
Тема 3	Восприятие света и цвета. Перспективные и цветовые искажения.	
Тема 4	Константность восприятия человека и роботов.	
Тема 5	Математические модели константности зрительного восприятия и их свойства.	
Тема 6	Восприятие движения. Оптический поток.	
Тема 7	Свойства отражающих поверхностей. Закон Ламберта. Уравнение оптического потока.	
Тема 8	Восприятие движения в одномерном случае.	
Тема 9	Определение параметров движения объектов по зрительной информации.	
Тема 10	Однозначность и возможность решения задачи идентификации параметров движения твердого тела по серии изображений.	
Тема 11	Влияние шума на обработку и восприятие зрительной информации.	
Тема 12	Задача Бюффона и теорема Вейля о равномерном распределении.	
Тема 13	Использование шума для повышения точности восприятия зрительной информации. Гиперчувствительность зрения человека.	
Тема 14	Анализ сцен и определение формы объектов. Моментные признаки.	
Тема 15	Полнота системы моментных признаков и однозначность восстановления зрительной информации.	
Тема 16	Аффинные моментные признаки для учета перспективных искажений зрительной информации.	
Тема 17*	Измерительное видение. Общие вопросы восприятия на разных уровнях. Наглядное мышление человека и таксис микроорганизмов.	
* - если специальный курс читается в нечетном семестре (продолжительность нечетного семестра 18 недель, четного семестра 17 недель).

5.	Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки результатов обучения, характеризующих этапы формирования компетенций.

Список экзаменационных вопросов:
1.	Зрительные системы роботов и живых организмов. Камерное и фасеточное зрение.
2.	Психофизические законы восприятия зрительной информации человека и живых организмов. Законы Вебера-Фехнера и Стивенса
3.	Восприятие цвета. Цветовой треугольник.
4.	Перспективная проекция в технических зрительных системах.
5.	Константность восприятия человека и роботов.
6.	Математическая модель константности зрительного восприятия. Операторы линейной нормировки. Оптимальный оператор.
7.	Линейно инвариантные функции и их свойства. 
8.	Психофизические аналогии – закон Вебера-Фехнера.
9.	Психофизические аналогии –  порог различения восприятие нейтральных тонов, насыщение.
10.	Восприятие движения. Оптический поток.
11.	Свойства отражающих поверхностей. Закон Ламберта. 
12.	Уравнение оптического потока.
13.	Плоская и пространственная интерпретация уравнения оптического потока. 
14.	Восприятие движения в одномерном случае. Восстановление формы поверхности. Время столкновения.
15.	Восприятие движения в одномерном случае. Определение средней скорости.
16.	Восприятие движения в одномерном случае. Двухмерная интерпретация и оптимальное определение параметров.
17.	Определение параметров движения объектов по зрительной информации.
18.	Однозначность и возможность решения задачи идентификации параметров движения твердого тела по серии изображений.
19.	Определение параметров движения по полю видимых скоростей.
20.	Влияние шума на обработку и восприятие зрительной информации.
21.	Задача Бюффона и теорема Вейля о равномерном распределении.
22.	Использование шума для повышения точности восприятия зрительной информации. Гиперчувствительность зрения человека.
23.	Раскачка сигнала и алгоритм точного определения точного сигнала по бинарным измерениям
24.	Анализ сцен. Определение формы объектов. Моментные признаки.
25.	Полнота системы моментных признаков и однозначность восстановления зрительной информации.
26.	Моментные признаки низших порядков.
27.	Аффинные моментные признаки для учета перспективных искажений зрительной информации.
28.	Одна задача таксиса микроорганизмов.

Экзаменационный билет состоит из двух вопросов из списка экзаменационных вопросов.
Примеры экзаменационных билетов:
Билет № 1.
1.	Восприятие цвета глазом человека и системами технического зрения. Цветовой треугольник. 
2.	Закон Ламберта и уравнение оптического потока
Билет № 2.
1.	Определение параметров движения по зрительной информации в плоском случае
2.	Математическая модель константности восприятия.
6.	Ресурсное обеспечение:
•	Перечень основной учебной литературы:
Конспекты лекций
•	Перечень дополнительной учебной литературы:
1.	Хорн Б. Зрение роботов. М., Мир, 1989, 488 с.
2.	Прэтт У. Цифровая обработка изображений. М., Мир, 1982, 
3.	Ульман Ш. Принципы восприятия подвижных объектов.  М., Радио и связь, 1983, 168 с. 
4.	Сантало Л.А. Интегральная геометрия и геометрические вероятности. М., Наука, 1983, 360 с.
5.	Пэдхем Ч. Сондерс Дж. Восприятие света и цвета. М., Мир, 1978, 256 с.
6.	Миннарт М. Свет и цвет в природе. М., Наука, 1969, 424 с.