OpenCV計算機視覺基礎(chǔ)教程(Python版)教學(xué)教案

PAGEPAGE0教案課程名稱計算機視覺基礎(chǔ)課程代碼系(部)教研室(實驗室)授課教師職稱年月PAGE2課程名稱計算機視覺基礎(chǔ)總計：44學(xué)時課程類別專業(yè)課課程代碼講授：34學(xué)時實驗：10學(xué)時其他：學(xué)時授課教師學(xué)分授課對象教材和主要參考資料教材：夏幫貴《OpenCV計算機視覺基礎(chǔ)教程（Python版）（慕課版）》人民郵電出版社2021.6參考資料：李立宗《OpenCV輕松入門：面向Python》，電子工業(yè)出版社2019.5課程簡介計算機視覺是人工智能的一個重要研究領(lǐng)域，主要研究如何讓計算機代替人眼實現(xiàn)對目標(biāo)的分類、識別、跟蹤和場景理解等內(nèi)容。OpenCV是一個跨平臺的開源計算機視覺庫，最早由Intel發(fā)起并參與開發(fā)。OpenCV從4.5.0版開始，將以前的BSD許可更改為Apache2許可，允許企業(yè)和研究人員自由使用。Python功能強大且簡單易學(xué)，是目前非常流行的程序設(shè)計語言之一。通過Python來實現(xiàn)OpenCV應(yīng)用，可以讓你快速理解并掌握實現(xiàn)計算機視覺應(yīng)用的基本概念和方法。教學(xué)難點重點第1章：OpenCV起步第2章：圖像處理基礎(chǔ)第3章：圖形用戶界面第4章：圖像變換第5章：邊緣和輪廓第6章：直方圖第7章：模板匹配和圖像分割第8章：特征檢測第9章：人臉檢測和識別第10章：機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)

授課題目：第1章OpenCV起步授課方式（請打√）理論課□討論課□實驗課□習(xí)題課□其他□課時安排理論課：2實驗課：1教學(xué)大綱要求：讓學(xué)生了解OpenCV簡介，掌握配置開發(fā)環(huán)境、使用OpenCV文檔和示例。教學(xué)重點及難點：重點：配置開發(fā)環(huán)境、使用OpenCV文檔和示例作業(yè)、討論題、思考題：課后總結(jié)分析：教學(xué)內(nèi)容實驗內(nèi)容主要教學(xué)內(nèi)容：第1章OpenCV起步1.1OpenCV簡介1.1.1OpenCV主要功能及模塊介紹1.1.2OpenCV的版本1.1.3OpenCV-Python簡介1.2配置開發(fā)環(huán)境1.2.1安裝Python1.2.2安裝NumPy1.2.3安裝OpenCV-Python1.2.4安裝VisualStudioCode1.3使用OpenCV文檔和示例1.3.1查看OpenCV文檔1.3.2查看OpenCV-Python示例第1章1.4實驗1.4.1實驗1：配置虛擬開發(fā)環(huán)境1.4.2實驗2：在VSCode中運行示例授課題目：第2章圖像處理基礎(chǔ)授課方式（請打√）理論課□討論課□實驗課□習(xí)題課□其他□課時安排理論課：4實驗課：1教學(xué)大綱要求：掌握NumPy簡介、圖像基礎(chǔ)操作、圖像運算。教學(xué)重點及難點：重點：NumPy簡介、圖像基礎(chǔ)操作、圖像運算。作業(yè)、討論題、思考題：課后總結(jié)分析：教學(xué)內(nèi)容實驗內(nèi)容主要教學(xué)內(nèi)容：第2章圖像處理基礎(chǔ) 2.1NumPy簡介 2.1.1數(shù)據(jù)類型 2.1.2創(chuàng)建數(shù)組 2.1.3數(shù)組的形狀 2.1.4索引、切片和迭代 2.1.5數(shù)組運算 2.2圖像基礎(chǔ)操作 2.2.1讀、寫、顯示圖像 2.2.2讀、寫、播放視頻 2.2.3操作灰度圖像 2.2.4操作彩色圖像 2.2.5圖像通道操作 2.3圖像運算 2.3.1加法運算 2.3.2加權(quán)加法運算 2.3.3位運算 第2章2.4實驗 2.4.1實驗1：為人物圖像打碼2.4.2實驗2：創(chuàng)建圖像掩模

授課題目：第3章圖形用戶界面授課方式（請打√）理論課□討論課□實驗課□習(xí)題課□其他□課時安排理論課：4實驗課：1教學(xué)大綱要求：讓學(xué)生掌握窗口控制、繪圖、響應(yīng)鼠標(biāo)事件、使用跟蹤欄。教學(xué)重點及難點：重點：窗口控制、繪圖、響應(yīng)鼠標(biāo)事件、使用跟蹤欄作業(yè)、討論題、思考題：課后總結(jié)分析：教學(xué)內(nèi)容實驗內(nèi)容主要教學(xué)內(nèi)容：第3章圖形用戶界面 3.1窗口控制 3.1.1創(chuàng)建和關(guān)閉窗口 3.1.2調(diào)整窗口大小 3.2繪圖 3.2.1繪制直線 3.2.2繪制矩形 3.2.3繪制圓 3.2.4繪制橢圓 3.2.5繪制多邊形 3.2.6繪制文本 3.2.7繪制箭頭 3.3響應(yīng)鼠標(biāo)事件 3.4使用跟蹤欄 第3章3.5實驗 3.5.1實驗1：鼠標(biāo)取點繪圖3.5.2實驗2：使用跟蹤欄選擇通道圖像授課題目：第4章圖像變換授課方式（請打√）理論課□討論課□實驗課□習(xí)題課□其他□課時安排理論課：6實驗課：1教學(xué)大綱要求：讓學(xué)生掌握色彩空間變換、幾何變換、圖像模糊、閾值處理、形態(tài)變換。教學(xué)重點及難點：重點：色彩空間變換、幾何變換、圖像模糊、閾值處理、形態(tài)變換。作業(yè)、討論題、思考題：課后總結(jié)分析：教學(xué)內(nèi)容實驗內(nèi)容主要教學(xué)內(nèi)容：第4章圖像變換4.1色彩空間變換4.1.1RGB色彩空間4.1.2GRAY色彩空間4.1.3YCrCb色彩空間4.1.4HSV色彩空間4.2幾何變換 4.2.1縮放 4.2.2翻轉(zhuǎn) 4.2.3仿射 4.2.4透視 4.3圖像模糊 4.3.1均值濾波4.3.2高斯濾波4.3.3方框濾波4.3.4中值濾波4.3.5雙邊濾波4.3.62D卷積 4.4閾值處理 4.4.1全局閾值處理 4.4.2自適應(yīng)閾值處理 4.5形態(tài)變換 4.5.1形態(tài)操作內(nèi)核 4.5.2腐蝕 4.5.3膨脹 4.5.4高級形態(tài)操作第4章4.6實驗 4.6.1實驗1：圖像幾何變換4.6.2實驗2：圖像形態(tài)變換授課題目：第5章邊緣和輪廓授課方式（請打√）理論課□討論課□實驗課□習(xí)題課□其他□課時安排理論課：4實驗課：1教學(xué)大綱要求：讓學(xué)生掌握邊緣檢測、圖像輪廓、霍夫變換。教學(xué)重點及難點：重點：邊緣檢測、圖像輪廓、霍夫變換作業(yè)、討論題、思考題：課后總結(jié)分析：教學(xué)內(nèi)容實驗內(nèi)容第5章邊緣和輪廓 5.1邊緣檢測 5.1.1Laplacian邊緣檢測5.1.2Sobel邊緣檢測 5.1.3Canny邊緣檢測 5.2圖像輪廓 5.2.1查找輪廓 5.2.2繪制輪廓 5.2.3輪廓特征 5.3霍夫變換 5.3.1霍夫直線變換 5.3.1霍夫圓變換 第5章5.4實驗 5.4.1實驗1：使用Canny邊緣檢測5.4.1實驗2：查找和繪制輪廓授課題目：第6章直方圖授課方式（請打√）理論課□討論課□實驗課□習(xí)題課□其他□課時安排理論課：4實驗課：1教學(xué)大綱要求：讓學(xué)生掌握直方圖基礎(chǔ)、直方圖均衡化、二維直方圖。教學(xué)重點及難點：重點：直方圖基礎(chǔ)、直方圖均衡化、二維直方圖作業(yè)、討論題、思考題：課后總結(jié)分析：教學(xué)內(nèi)容實驗內(nèi)容第6章直方圖6.1直方圖基礎(chǔ)6.1.1用hist()函數(shù)繪制直方圖6.1.2用calcHist()函數(shù)查找直方圖 6.1.3應(yīng)用掩模的直方圖6.1.4Numpy中的直方圖6.2直方圖均衡化6.2.1普通直方圖均衡化6.2.2限制對比度自適應(yīng)直方圖均衡6.3二維直方圖6.3.1OpenCV中的二維直方圖6.3.2Numpy中的二維直方圖第6章6.4實驗6.4.1實驗1：使用Numpy函數(shù)計算直方圖6.4.2實驗2：使用OpenCV函數(shù)計算直方圖授課題目：第7章模板匹配和圖像分割授課方式（請打√）理論課□討論課□實驗課□習(xí)題課□其他□課時安排理論課：2實驗課：1教學(xué)大綱要求：讓學(xué)生掌握模板匹配、圖像分割、交互式前景提取。教學(xué)重點及難點：重點：模板匹配、圖像分割、交互式前景提取作業(yè)、討論題、思考題：課后總結(jié)分析：教學(xué)內(nèi)容實驗內(nèi)容第7章模板匹配和圖像分割 7.1模板匹配 7.1.1單目標(biāo)匹配 7.1.2多目標(biāo)匹配 7.2圖像分割 7.2.1分水嶺算法分割 7.2.2圖像金字塔 7.3交互式前景提取 第7章7.4實驗 7.4.1實驗1：使用模板匹配查找圖像7.4.2實驗2：使用交互式前景提取方法分割圖像 授課題目：第8章特征檢測授課方式（請打√）理論課□討論課□實驗課□習(xí)題課□其他□課時安排理論課：4實驗課：1教學(xué)大綱要求：讓學(xué)生掌握角檢測、特征點檢測、特征匹配、對象查找。教學(xué)重點及難點：重點：角檢測、特征點檢測、特征匹配、對象查找。作業(yè)、討論題、思考題：課后總結(jié)分析：教學(xué)內(nèi)容實驗內(nèi)容第8章特征檢測 8.1角檢測 8.1.1哈里斯角檢測8.1.2優(yōu)化哈里斯角8.1.3Shi-Tomasi角檢測8.2特征點檢測 8.2.1FAST特征檢測8.2.2SIFT特征檢測8.2.3ORB特征檢測8.3特征匹配 8.3.1暴力匹配器8.3.2FLANN匹配器8.4對象查找 實驗：8.5實驗 8.5.1實驗1：應(yīng)用Shi-Tomasi角檢測器8.5.2實驗2：應(yīng)用特征匹配查找對象授課題目：第9章人臉檢測和識別授課方式（請打√）理論課□討論課□實驗課□習(xí)題課□其他□課時安排理論課：2實驗課：1教學(xué)大綱要求：讓學(xué)生掌握人臉檢測、人臉識別。教學(xué)重點及難點：重點：人臉檢測、人臉識別作業(yè)、討論題、思考題：課后總結(jié)分析：教學(xué)內(nèi)容實驗內(nèi)容第9章人臉檢測和識別9.1人臉檢測9.1.1基于Haar的人臉檢測9.1.2基于深度學(xué)習(xí)的人臉檢測9.2人臉識別9.2.1EigenFaces人臉識別9.2.2Fisherfaces人臉識別9.2.3LBPH人臉識別第9章9.3實驗9.3.1實驗1：使用Harr級聯(lián)檢測器9.3.2實驗2：使用EigenFace人臉識別器授課題目：第10章機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)授課方式（請打√）理論課□討論課□實驗課□習(xí)題課□其他□課時安排理論課：2實驗課：1教學(xué)大綱要求：讓學(xué)生掌握機