CVED
——計(jì)算機(jī)視覺(jué)教育數(shù)字圖書(shū)館

□ 劉燕權(quán) / 美國(guó)南康涅狄格州立大學(xué)美國(guó)康州紐黑文市 06515

王凌云 / 北京師范大學(xué)信息管理系北京 100875

劉莎 / 中央財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院北京 100081

CVED
——計(jì)算機(jī)視覺(jué)教育數(shù)字圖書(shū)館

□ 劉燕權(quán) / 美國(guó)南康涅狄格州立大學(xué)美國(guó)康州紐黑文市 06515

王凌云 / 北京師范大學(xué)信息管理系北京 100875

劉莎 / 中央財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院北京 100081

計(jì)算機(jī)視覺(jué)教育數(shù)字圖書(shū)館（Computer Vision Education Digital，CVED）是美國(guó)國(guó)家科學(xué)數(shù)字圖書(shū)館（NSDL）的一個(gè)門(mén)戶(hù)項(xiàng)目，它旨在提供一個(gè)既包含各種計(jì)算機(jī)視覺(jué)教育數(shù)字資源，同時(shí)又能使相關(guān)人員貢獻(xiàn)、共享計(jì)算機(jī)視覺(jué)教育資源的一個(gè)平臺(tái)，代表了未來(lái)學(xué)科教育數(shù)字圖書(shū)館的發(fā)展方向。文章對(duì)該數(shù)字圖書(shū)館的建設(shè)以及現(xiàn)狀進(jìn)行了詳盡的評(píng)析，包括項(xiàng)目概述、資源組織、目標(biāo)用戶(hù)與特色欄目，并給出了作者的評(píng)價(jià)與建議。

CVED，計(jì)算機(jī)視覺(jué)教育，數(shù)字圖書(shū)館，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NSF），美國(guó)國(guó)家科學(xué)數(shù)字圖書(shū)館（NSDL）

1 項(xiàng)目概述

計(jì)算機(jī)視覺(jué)，是研究使計(jì)算機(jī)通過(guò)靜態(tài)圖像和視頻序列來(lái)理解和解釋視覺(jué)信息的學(xué)科。它于20世紀(jì)50年代末60年代初出現(xiàn)，現(xiàn)在世界各地獲得迅速發(fā)展。它是一門(mén)交叉學(xué)科，和圖像處理、機(jī)器人視覺(jué)、醫(yī)學(xué)成像、圖像數(shù)據(jù)庫(kù)、模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)以及虛擬現(xiàn)實(shí)等學(xué)科相關(guān)。在過(guò)去的幾十年中，計(jì)算機(jī)視覺(jué)研究獲得了極大的發(fā)展，已經(jīng)走出了象牙之塔，不再僅僅是一個(gè)學(xué)術(shù)研究的領(lǐng)域，同時(shí)成為一種被廣泛利用的技術(shù)。它的利用能夠大幅度提高勞動(dòng)生產(chǎn)力的水平。由于其交叉學(xué)科的性質(zhì)，計(jì)算機(jī)視覺(jué)學(xué)科的研究對(duì)于促進(jìn)工業(yè)和其他學(xué)科的進(jìn)步，如多媒體、機(jī)器人技術(shù)、制造業(yè)、醫(yī)藥和遙感等，作用巨大。與此不相協(xié)調(diào)的是，計(jì)算機(jī)視覺(jué)教育卻沒(méi)有跟上時(shí)代的步伐，大多數(shù)院校對(duì)此沒(méi)有很好的課程安排。為了促進(jìn)計(jì)算機(jī)視覺(jué)教育的發(fā)展，同時(shí)鑒于計(jì)算機(jī)視覺(jué)是一個(gè)交叉學(xué)科，學(xué)生必須學(xué)習(xí)和整合來(lái)自數(shù)學(xué)、電子工程、信號(hào)處理、光學(xué)、物理學(xué)、心理物理學(xué)和計(jì)算理論與算法等不同領(lǐng)域的知識(shí)，由美國(guó)頗富盛名的斯沃斯莫爾學(xué)院發(fā)起（Swarthmore college），Bruce Maxwell作為首席研究者（Principal Investigator），于2002年9月1日建立了計(jì)算機(jī)視覺(jué)教育數(shù)字圖書(shū)館（http://cved.org），其主頁(yè)如圖1所示。

圖1 計(jì)算機(jī)視覺(jué)教育數(shù)字圖書(shū)館的主頁(yè)

計(jì)算機(jī)視覺(jué)教育數(shù)字圖書(shū)館（Computer Vision Education Digital，以下簡(jiǎn)稱(chēng)為CVED）是美國(guó)國(guó)家科學(xué)數(shù)字圖書(shū)館（NSDL）的一個(gè)門(mén)戶(hù)項(xiàng)目（Pathways projects），也是由國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（National Science Fund，簡(jiǎn)稱(chēng)NSF）支持的一個(gè)重要項(xiàng)目。CVED是一個(gè)免費(fèi)的數(shù)字圖書(shū)館，它的建館目標(biāo)旨在成為美國(guó)第一個(gè)計(jì)算機(jī)視覺(jué)教育的資源集成服務(wù)系統(tǒng)，收集各類(lèi)計(jì)算機(jī)視覺(jué)教育數(shù)字資源，促進(jìn)計(jì)算機(jī)視覺(jué)教育的發(fā)展，使該數(shù)字圖書(shū)館成為在校學(xué)生、教師、科研人員、自學(xué)人士以及其他對(duì)計(jì)算機(jī)視覺(jué)感興趣的愛(ài)好者的網(wǎng)絡(luò)資源中心。該圖書(shū)館收集了與計(jì)算機(jī)視覺(jué)教育課程相關(guān)的資源，主要包括全世界各地計(jì)算機(jī)視覺(jué)課程的鏈接，相應(yīng)教材的鏈接及評(píng)價(jià)，以及計(jì)算機(jī)視覺(jué)教師提供的作業(yè)與數(shù)據(jù)集的鏈接。同時(shí)作為該網(wǎng)站開(kāi)發(fā)的一部分，2004年秋季在一次由國(guó)家科學(xué)基金會(huì)資助的研討會(huì)上，Kevin Bowyer、Bruce Draper、Bob Fisher、Greg Hager、Bruce Maxwell、Sudeep Sarkar、Daniel Scharstein、George Stockman、C. J. Taylor共同編寫(xiě)了普通教學(xué)大綱說(shuō)明Common Syllabus Description）。該報(bào)告提供了計(jì)算機(jī)視覺(jué)課程中的常見(jiàn)主題分類(lèi)（a breakdown of the common topics），并對(duì)每一主題建議了計(jì)算機(jī)科學(xué)和數(shù)學(xué)的背景。這一報(bào)告可在網(wǎng)站的主頁(yè)上下載。

2 資源組織

計(jì)算機(jī)視覺(jué)教育數(shù)字圖書(shū)館收集了與計(jì)算機(jī)視覺(jué)教育課程相關(guān)的資源，主要包括全世界各地計(jì)算機(jī)視覺(jué)課程的鏈接，相應(yīng)教材的鏈接及評(píng)價(jià)，計(jì)算機(jī)視覺(jué)教師提供的作業(yè)與數(shù)據(jù)集的鏈接以及課程主題說(shuō)明，分述如下。

2.1 課程資源及組織

由于該數(shù)字圖書(shū)館主要是為計(jì)算機(jī)視覺(jué)課程的教學(xué)服務(wù)，所以課程資源是該網(wǎng)站收集的重點(diǎn)。該網(wǎng)站目前收集了世界各地的計(jì)算機(jī)視覺(jué)課程共50種，每種課程的表示方法如下：教師，所在學(xué)校，類(lèi)別，課程名稱(chēng)、相應(yīng)網(wǎng)址和課程簡(jiǎn)介。如圖2所示。

圖2 課程資源條目

對(duì)于所有課程資源，提供了四種瀏覽的方法，即通過(guò)姓氏（Sort by Last Name）、通過(guò)課程名稱(chēng)（Sort by Title）、通過(guò)機(jī)構(gòu)（Sort by Institution）和通過(guò)修改日期（Sort by Date Modified）。

2.2 教材資源及組織

教材對(duì)于一門(mén)課程的的重要性同樣不言而喻。該網(wǎng)站目前收集了各種計(jì)算機(jī)視覺(jué)課程教材共64種（每頁(yè)10種，最后一頁(yè)4種），每種教材的表示方法如下：教材名稱(chēng)，作者，出版社，提交人。如圖3所示。同時(shí)對(duì)于有些教材，還給出了Average Rating。

對(duì)于所有教材資源，該網(wǎng)站也提供了四種瀏覽的方法，即通過(guò)教材名稱(chēng)（Sort by Title），通過(guò)修改日期（Sort by Date Modified），通過(guò)作者（Sort by Author）和通過(guò)出版社（Sort by Publisher）。

2.3 作業(yè)與數(shù)據(jù)集資源及組織

作業(yè)與數(shù)據(jù)集是該網(wǎng)站收集的又一重要資源。在該網(wǎng)站的首頁(yè)有這樣一段話(huà)：“在教授計(jì)算機(jī)視覺(jué)課程時(shí)一件很困難的事情就是布置良好的作業(yè)。在這個(gè)問(wèn)題上，我們既有成功，也有失敗。計(jì)算機(jī)視覺(jué)課程同時(shí)也是一門(mén)昂貴的課程，無(wú)論從設(shè)備方面看，還是從配置好硬件設(shè)施以及獲取高質(zhì)量的數(shù)據(jù)集所需要的時(shí)間看。不同的機(jī)構(gòu)具有不同的能力，但很少有機(jī)構(gòu)能夠擁有覆蓋計(jì)算機(jī)視覺(jué)課程所有主題的各種必要的資源?！笨梢?jiàn)網(wǎng)站的建立者對(duì)于作業(yè)與數(shù)據(jù)集資源的看重。目前該網(wǎng)站共收集10種作業(yè)與數(shù)據(jù)集資源。每種資源的表示方法如下：作者及所在高校，資源種類(lèi)，資源名稱(chēng)，資源網(wǎng)址。如圖3所示。

同時(shí)對(duì)于每一種資源，用戶(hù)還可以提交匿名的評(píng)價(jià)。

上述三種資源，該網(wǎng)站除了提供上述瀏覽功能外，還在查詢(xún)頁(yè)面提供了查詢(xún)功能。如圖5所示，用戶(hù)可以先在資源列表中選擇所需資源的種類(lèi)（共有8種，分別為課程、問(wèn)題集、指導(dǎo)手冊(cè)、圖像集、評(píng)論、教材、軟件和作業(yè)），然后查詢(xún)的途徑（共3種，通過(guò)名稱(chēng)、所有者姓氏和提交及更新日期），然后輸入關(guān)鍵詞，點(diǎn)擊Submit進(jìn)行查詢(xún)。另外，用戶(hù)還可以選擇查詢(xún)結(jié)果的顯示方式，如每頁(yè)10/20/50/100個(gè)記錄。

2.4 課程主題說(shuō)明

由于計(jì)算機(jī)視覺(jué)是一門(mén)相對(duì)較新的課程，因此對(duì)于計(jì)算機(jī)視覺(jué)課程的任課教師來(lái)說(shuō)很難決定在這門(mén)課中應(yīng)該教哪些主題。有鑒于此，該網(wǎng)站建立了課程主題說(shuō)明這個(gè)頁(yè)面，供計(jì)算機(jī)視覺(jué)課程的任課教師參考，同時(shí)這些主題信息對(duì)于學(xué)習(xí)這門(mén)課程的學(xué)生也有一定的參考價(jià)值。該網(wǎng)頁(yè)包含了兩類(lèi)信息，一為正在被教授的主題，二為這些主題在計(jì)算機(jī)視覺(jué)課程中受歡迎的程度。其中一個(gè)主題的受歡迎程度表示的是有多少門(mén)課將該特定的主題作為教學(xué)大綱的一部分。

圖3 教材資源條目

圖4 作業(yè)與數(shù)據(jù)集資源條目

圖5 資源查詢(xún)頁(yè)面

獲取該頁(yè)信息的過(guò)程如下：使用Python腳本語(yǔ)言找出所有課程教學(xué)大綱的交集，同時(shí)記下包含主要主題列表中主題的課程門(mén)數(shù)。然后將各個(gè)主題整合到它們各自的類(lèi)別中。一般認(rèn)為包含在同一個(gè)類(lèi)別中的主題是被一起講授的。將類(lèi)別表作為參照表來(lái)梳理課程列表，如果一門(mén)課程包含一個(gè)類(lèi)別中的一個(gè)或多個(gè)主題，則認(rèn)為該類(lèi)別出現(xiàn)一次。如表1所示，左邊一列表示類(lèi)別名稱(chēng)，中間一列表示該類(lèi)別出現(xiàn)在教學(xué)大綱中的次數(shù)，也即該類(lèi)別主題的受歡迎程度，右邊一列表示該類(lèi)別出現(xiàn)的比例。

表1 課程主題類(lèi)別及受歡迎程度（局部）

3 目標(biāo)用戶(hù)與特色欄目

3.1 目標(biāo)用戶(hù)

由于CVED是一個(gè)教育數(shù)字圖書(shū)館，為計(jì)算機(jī)視覺(jué)教育服務(wù)，其用戶(hù)服務(wù)群可大體上分為以下三類(lèi)：

1）科研用戶(hù)群，CVED為科研人員提供了計(jì)算機(jī)視覺(jué)論文及計(jì)算機(jī)視覺(jué)會(huì)議列表（Computer Vision Conference Listing）等鏈接，可以是研究人員掌握最新的研究動(dòng)態(tài)；

2）教師群，CVED為教育人士提供了豐富的計(jì)算機(jī)視覺(jué)教育資源，可以將這些資源引入課堂、實(shí)驗(yàn)室等教育場(chǎng)所，促進(jìn)計(jì)算機(jī)視覺(jué)教育的普及與發(fā)展；

3）學(xué)生群，包括高等院校學(xué)生和業(yè)余愛(ài)好者，可以利用CVED提供的豐富資源進(jìn)行計(jì)算機(jī)視覺(jué)課程的學(xué)習(xí)、練習(xí)等。

3.2 用戶(hù)注冊(cè)及資源提交

該網(wǎng)站的初衷是想?yún)R集與計(jì)算機(jī)視覺(jué)教育課程有關(guān)的資源，由于網(wǎng)站的創(chuàng)建者囿于聞見(jiàn)、時(shí)間的限制，不可能將所有資源收集完全。為了發(fā)揮廣大用戶(hù)的積極主動(dòng)作用，讓用戶(hù)參與到資源的建設(shè)中來(lái)，該網(wǎng)站設(shè)計(jì)了用戶(hù)注冊(cè)及資源提交功能。成為注冊(cè)用戶(hù)后，便可提交電子資源與其他用戶(hù)共享。

3.3 知識(shí)產(chǎn)權(quán)說(shuō)明

該網(wǎng)站匯集了很多資源，而這些資源并不為該網(wǎng)站所有同時(shí)又具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)，為了對(duì)他人的產(chǎn)權(quán)表示尊重同時(shí)為了避免可能帶來(lái)的法律糾紛，因此有必要對(duì)這些資源的知識(shí)產(chǎn)權(quán)進(jìn)行相應(yīng)的說(shuō)明。

4 評(píng)論與建議

計(jì)算機(jī)視覺(jué)教育數(shù)字圖書(shū)館定位于提供一個(gè)既包含各種計(jì)算機(jī)視覺(jué)教育數(shù)字資源，同時(shí)又能使相關(guān)人員貢獻(xiàn)、共享計(jì)算機(jī)視覺(jué)教育資源的一個(gè)平臺(tái)，代表了未來(lái)學(xué)科教育數(shù)字圖書(shū)館的發(fā)展方向?？傮w說(shuō)來(lái)，CVED基本上實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)，即收集與計(jì)算機(jī)視覺(jué)教育課程相關(guān)的資源，包括課程資源、教材資源、作業(yè)與數(shù)據(jù)集資源和課程主題說(shuō)明，為計(jì)算機(jī)視覺(jué)教育課程的發(fā)展服務(wù)。

正如該網(wǎng)站首頁(yè)上所說(shuō)的，“匯集這些資源是一個(gè)嘗試”。既然是嘗試，就免不了有一些問(wèn)題。存在的問(wèn)題可以分為兩個(gè)方面，一是該網(wǎng)站資源收集方面，二是該網(wǎng)站的網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)方面。

在資源收集方面，有下面兩個(gè)問(wèn)題：

1）該網(wǎng)站收集的資源還是偏少，特別是作業(yè)與數(shù)據(jù)集資源，僅收集了10種，也許這和這種類(lèi)型的資源收集比較難有關(guān)；

2）網(wǎng)站的更新稍顯緩慢，很多都是較早之前的內(nèi)容，而有關(guān)計(jì)算機(jī)視覺(jué)教育最新動(dòng)態(tài)的資源則有些少。

在網(wǎng)站設(shè)計(jì)方面，則存在著下面的問(wèn)題：

1）在用戶(hù)登錄界面，選擇用戶(hù)時(shí)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)下拉列表，顯示所有已經(jīng)注冊(cè)的用戶(hù)，用戶(hù)只需選擇自己的用戶(hù)名，不需敲入，如下圖所示。

同時(shí)這樣也有一個(gè)好處，能夠讓一個(gè)用戶(hù)獲得其他用戶(hù)可以公開(kāi)的信息，如姓名、所在機(jī)構(gòu)（高?；蜓芯克沟糜脩?hù)之間的交流成為可能。但同時(shí)也可以看到雖然用戶(hù)名是按照字母排序，但這個(gè)排序很不統(tǒng)一，沒(méi)有將首字母是A的放在一起，也沒(méi)有將首字母是a的放在一起，而且A，a交叉。可以說(shuō)這是該網(wǎng)站沒(méi)有注意到而應(yīng)該注意到的一個(gè)地方。

2）在作業(yè)與數(shù)據(jù)集資源頁(yè)面，點(diǎn)擊頁(yè)面2，會(huì)出現(xiàn)如下圖所示的頁(yè)面，該頁(yè)中沒(méi)有任何資源，會(huì)讓用戶(hù)感覺(jué)很奇怪。頁(yè)面2沒(méi)有存在的必要，應(yīng)該予以刪除。同樣的問(wèn)題也存在于課程資源頁(yè)面。

圖6 用戶(hù)登錄界面

圖7 空資源界面

[1] Computer Vision Education Resource [OL]. [2013-06-05]. http://cved.org.

[2] BEBIS G, EGBERT D,SHAH M.Review of Computer Vision Education [J]. IEEE Transactions on Education,2003, 46(1).

[3] ZIA L L. The NSF National Science, Technology, Engineering, and Mathematics Education Digital Library (NSDL) Program New Projects in Fiscal Year 2002 [J]. D-Lib Magazine, 2002.

CVED - A Digital Library Collection for Computer Vision Education

Yan Quan Liu / Southern Connecticut State University, New Haven, CT, USA, 06515
Wang Lingyun / Beijing Normal University, Beijing, 100875
Liu Sha / Center University of Finance and Economics, Beijing, 100081

Computer Vision Education Digital Library (CVED) is an attempt to bring collective educational successes and capabilities together into a comprehensive digital library collection for computer vision education. It contains links to computer vision courses around the world, links to and evaluations of textbooks, and links to assignments and data sets provided by computer vision educators. This paper reviews its major development, collection organization, special services provided. Author's comments and suggestions are also given.

CVED, Computer vision education, Digital library, National Science Foundation (NSF), National Science Digital Library (NSDL)

2013-06-17）

10.3772/j.issn.1673—2286.2013.08.012

劉燕權(quán)，畢業(yè)于美國(guó)麥迪遜大學(xué)信息學(xué)院。現(xiàn)在南康涅狄格州立大學(xué)任終身正教授。曾在各類(lèi)書(shū)刊雜志上發(fā)表百余篇專(zhuān)業(yè)論文。今年出版物主要集中在數(shù)字圖書(shū)館、數(shù)據(jù)挖掘、軟件工程、信息存儲(chǔ)、數(shù)字化及多媒體技術(shù)、國(guó)家信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、圖書(shū)館統(tǒng)計(jì)及管理等。E-mail: liuscsu@gmail.com

王凌云，北京師范大學(xué)信息管理系研究生。

劉莎，中央財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院。