深度學(xué)習(xí)應(yīng)用與實踐 -教案《計算機(jī)視覺應(yīng)用開發(fā)》項目4 基于API實現(xiàn)圖像去霧

《計算機(jī)應(yīng)用開發(fā)》教案授課題目基于API實現(xiàn)圖像去霧授課類型新授課授課時長4節(jié)課教學(xué)內(nèi)容教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)了解百度的圖像去霧API能力目標(biāo)掌握使用API的步驟實現(xiàn)圖像去霧情感目標(biāo)使學(xué)生體驗人工智能的分類任務(wù)，將人工智能的興衰與自身職業(yè)規(guī)劃聯(lián)系起來。能理解機(jī)器學(xué)習(xí)在實際中的應(yīng)用并產(chǎn)生學(xué)習(xí)動力。教學(xué)重點(diǎn)掌握使用API的步驟實現(xiàn)圖像去霧教學(xué)難點(diǎn)掌握使用API的步驟實現(xiàn)圖像去霧教法學(xué)法講授法、練習(xí)法特色學(xué)習(xí)資源分析、技術(shù)手段應(yīng)用說明學(xué)習(xí)場所：實訓(xùn)室教學(xué)資源：PPT、視頻、操作手冊、學(xué)生任務(wù)單教學(xué)設(shè)備：電子白板學(xué)情分析學(xué)生了解圖像去霧的理論知識，但未實現(xiàn)過圖像去霧。板書設(shè)計（教學(xué)結(jié)構(gòu)圖）圖像去霧教學(xué)環(huán)節(jié)（時間分配）教學(xué)內(nèi)容及教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖及實施效果案例導(dǎo)入項目描述項目分析知識準(zhǔn)備項目實施課堂總結(jié)【情境導(dǎo)入】一般情況下，戶外的計算機(jī)視覺系統(tǒng)的應(yīng)用都需要準(zhǔn)確獲取圖像的細(xì)節(jié)特征，如交通監(jiān)控系統(tǒng)需要提取車輛型號、車牌號和車身顏色等信息，這就要求系統(tǒng)采集的圖像有較高的清晰度。但是近年來霧霾天氣頻繁出現(xiàn)，對戶外計算機(jī)視覺系統(tǒng)的正常使用造成了較大影響，使得系統(tǒng)獲取的圖像會出現(xiàn)對比度降低，色彩失真等情況，嚴(yán)重的還會使圖像模糊不清，這大大降低了戶外計算機(jī)視覺系統(tǒng)的使用性能，導(dǎo)致后期工作無法有效進(jìn)行。比如：在霧霾天氣環(huán)境下，公安部門無法通過安全監(jiān)控系統(tǒng)識別和追蹤犯罪嫌疑人，交警部門不能根據(jù)交通監(jiān)控系統(tǒng)準(zhǔn)確獲取車輛和道路交通信息等等。由此可見，為了提高系統(tǒng)對各種天氣環(huán)境的適應(yīng)性，可以使用圖像去霧算法對監(jiān)控圖像進(jìn)行去霧。本項目要求基于上述案例中的場景，使用成熟的圖像去霧云服務(wù)接口，對圖進(jìn)行圖像去霧操作，從而獲得去霧后的圖像本項目首先介紹API和圖像去霧的相關(guān)知識，然后介紹如何調(diào)用百度AI開放平臺中的圖像去霧API實現(xiàn)圖像去霧操作，具體分析如下。（1）理解API的定義、架構(gòu)、工作方式和類別，為后續(xù)調(diào)用API奠定基礎(chǔ)。（2）了解國內(nèi)頭部人工智能企業(yè)所開放的人工智能平臺，了解其中的計算機(jī)視覺人工智能功能。（3）學(xué)習(xí)針對數(shù)字圖像的圖像預(yù)處理技術(shù)，了解處理的內(nèi)容和目的，并從中引出重要的圖像增強(qiáng)技術(shù)——圖像去霧。（4）掌握圖像去霧的背景和定義，理解兩種圖像去霧算法的工作原理。（5）掌握百度AI開放平臺圖像去霧API的使用方法，能夠調(diào)用API實現(xiàn)圖像去霧操作。（6）能夠?qū)D像去霧的結(jié)果進(jìn)行可視化，并將其與原圖進(jìn)行對比，直觀感受圖像去霧的效果。知識點(diǎn)1：API1）API的定義和架構(gòu)2）API的工作方式——RESTAPI3）API的類別知識點(diǎn)2：視覺類云服務(wù)平臺1）百度AI開放平臺2）阿里云視覺智能開放平臺知識點(diǎn)3：圖像預(yù)處理1）圖像采集2）圖像清洗3）圖像增廣4）圖像增強(qiáng)知識點(diǎn)4：圖像去霧1）圖像去霧的背景2）圖像去霧的定義3）圖像去霧的算法知識點(diǎn)5：圖像去霧API的使用【任務(wù)描述】圖像去霧API介紹百度，對濃霧天氣下拍攝，導(dǎo)致細(xì)節(jié)無法辨認(rèn)的圖像進(jìn)行去霧處理，還原更清晰真實的圖像。示意圖如下：二、使用API的步驟步驟一：領(lǐng)用資源步驟二：創(chuàng)建應(yīng)用，生成acesstoken。步驟三：調(diào)用API，實現(xiàn)功能。三、圖像去霧實現(xiàn)（1）導(dǎo)入庫#導(dǎo)入實驗所需庫importrequests（2）生成request_url#為請求URI添加access_token參數(shù)request_url=request_url+'?charset=UTF-8&access_token='+access_token（3）設(shè)置消息頭#設(shè)置請求消息頭headers={"Content-Type":"application/json"}（4）圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為Base64格式。#將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為Base64格式importbase64#導(dǎo)入所需庫#以二進(jìn)制的方式讀取待預(yù)測圖片f=open('1.png','rb')#轉(zhuǎn)為Base64格式img=base64.b64encode(f.read())（5）將圖像傳入請求體所需參數(shù)#將圖像傳入?yún)?shù)params={"image":img}（6）請求體參數(shù)設(shè)置完成后，即可發(fā)送請求。#發(fā)送post請求response=requests.post(request_url,data=params,headers=headers)（7）查看響應(yīng)信息#查看響應(yīng)信息print(response)ifresponse:print(response.json())（9）查看回應(yīng)返回狀態(tài)碼為200，表示響應(yīng)正常。四、結(jié)果可視化（1）將圖像進(jìn)行解碼#加載結(jié)果data=response.json()#提取圖像數(shù)據(jù)image=data['image']#解碼base64圖像數(shù)據(jù)image_data=base64.b64decode(data['image'])（2）圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為RGB格式#將圖像數(shù)據(jù)寫入保存withopen('2.jpg','wb')asf:f.write(image_data)#讀取保存的圖像sourceImg=cv2.imread('2.jpg')#轉(zhuǎn)為RGB格式srcImage_new=cv2.cvtColor(sourceImg,cv2.COLOR_BGR2RGB)#顯示圖像plt.imshow(srcImage_new)plt.show()圖像已經(jīng)順利地進(jìn)行了去霧操作，效果良好?！緦W(xué)生談收獲】讓學(xué)生分享在本次課上的所學(xué)所得，【總結(jié)】教師總結(jié)本次課內(nèi)容。學(xué)生聆聽并思考學(xué)生明晰任務(wù)學(xué)生聆聽并思考學(xué)生聆聽并思考學(xué)生聆聽并思考完成百度平臺的資源領(lǐng)取、acesstoken獲得操作學(xué)生生成request_url學(xué)生將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為Base64格式學(xué)生將圖像傳入請求體所需參數(shù)學(xué)生發(fā)送請求學(xué)生查看響應(yīng)請求學(xué)生將圖像進(jìn)行解碼學(xué)生將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為RGB格式分享自己在本項目中的收獲聆聽并思考基于現(xiàn)實問題，激發(fā)學(xué)生興趣，引入新課。明確本項目所學(xué)內(nèi)容，樹立學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)生明晰本節(jié)課的學(xué)習(xí)流程，緊跟學(xué)習(xí)內(nèi)容。系統(tǒng)講授機(jī)器學(xué)習(xí)相關(guān)知識有利于學(xué)生迅速獲得大量知識。使學(xué)生明確任務(wù)，有的放矢介紹調(diào)用的API，了解API可實現(xiàn)的功能。算法較為抽象，教師講解使學(xué)生不會有習(xí)得性無助講解編碼