OpenCV計(jì)算機(jī)視覺基礎(chǔ)教程(Python版)教學(xué)教案

PAGEPAGE0教案課程名稱計(jì)算機(jī)視覺基礎(chǔ)課程代碼系(部)教研室(實(shí)驗(yàn)室)授課教師職稱年月PAGE2課程名稱計(jì)算機(jī)視覺基礎(chǔ)總計(jì)：44學(xué)時(shí)課程類別專業(yè)課課程代碼講授：34學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)：10學(xué)時(shí)其他：學(xué)時(shí)授課教師學(xué)分授課對(duì)象教材和主要參考資料教材：夏幫貴《OpenCV計(jì)算機(jī)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(jiǎn)介計(jì)算機(jī)視覺是人工智能的一個(gè)重要研究領(lǐng)域，主要研究如何讓計(jì)算機(jī)代替人眼實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的分類、識(shí)別、跟蹤和場(chǎng)景理解等內(nèi)容。OpenCV是一個(gè)跨平臺(tái)的開源計(jì)算機(jī)視覺庫(kù)，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(qiáng)大且簡(jiǎn)單易學(xué)，是目前非常流行的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言之一。通過Python來(lái)實(shí)現(xiàn)OpenCV應(yīng)用，可以讓你快速理解并掌握實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用的基本概念和方法。教學(xué)難點(diǎn)重點(diǎn)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(cè)第9章：人臉檢測(cè)和識(shí)別第10章：機(jī)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(qǐng)打√）理論課□討論課□實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排理論課：2實(shí)驗(yàn)課：1教學(xué)大綱要求：讓學(xué)生了解OpenCV簡(jiǎn)介，掌握配置開發(fā)環(huán)境、使用OpenCV文檔和示例。教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)：重點(diǎn)：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(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要教學(xué)內(nèi)容：第1章OpenCV起步1.1OpenCV簡(jiǎn)介1.1.1OpenCV主要功能及模塊介紹1.1.2OpenCV的版本1.1.3OpenCV-Python簡(jiǎn)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(shí)驗(yàn)1.4.1實(shí)驗(yàn)1：配置虛擬開發(fā)環(huán)境1.4.2實(shí)驗(yàn)2：在VSCode中運(yùn)行示例授課題目：第2章圖像處理基礎(chǔ)授課方式（請(qǐng)打√）理論課□討論課□實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排理論課：4實(shí)驗(yàn)課：1教學(xué)大綱要求：掌握NumPy簡(jiǎn)介、圖像基礎(chǔ)操作、圖像運(yùn)算。教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)：重點(diǎn)：NumPy簡(jiǎn)介、圖像基礎(chǔ)操作、圖像運(yùn)算。作業(yè)、討論題、思考題：課后總結(jié)分析：教學(xué)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要教學(xué)內(nèi)容：第2章圖像處理基礎(chǔ) 2.1NumPy簡(jiǎn)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(yùn)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(yùn)算 2.3.1加法運(yùn)算 2.3.2加權(quán)加法運(yùn)算 2.3.3位運(yùn)算 第2章2.4實(shí)驗(yàn) 2.4.1實(shí)驗(yàn)1：為人物圖像打碼2.4.2實(shí)驗(yàn)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(qǐng)打√）理論課□討論課□實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排理論課：4實(shí)驗(yàn)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(diǎn)及難點(diǎn)：重點(diǎn)：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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn) 3.5.1實(shí)驗(yàn)1：鼠標(biāo)取點(diǎn)繪圖3.5.2實(shí)驗(yàn)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(qǐng)打√）理論課□討論課□實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排理論課：6實(shí)驗(yàn)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(diǎn)及難點(diǎn)：重點(diǎn)：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(shí)驗(yàn)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?yàn)V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(jí)形態(tài)操作第4章4.6實(shí)驗(yàn) 4.6.1實(shí)驗(yàn)1：圖像幾何變換4.6.2實(shí)驗(yàn)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(qǐng)打√）理論課□討論課□實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排理論課：4實(shí)驗(yàn)課：1教學(xué)大綱要求：讓學(xué)生掌握邊緣檢測(cè)、圖像輪廓、霍夫變換。教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)：重點(diǎn)：邊緣檢測(cè)、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(shí)驗(yàn)內(nèi)容第5章邊緣和輪廓 5.1邊緣檢測(cè) 5.1.1Laplacian邊緣檢測(cè)5.1.2Sobel邊緣檢測(cè) 5.1.3Canny邊緣檢測(cè) 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(shí)驗(yàn) 5.4.1實(shí)驗(yàn)1：使用Canny邊緣檢測(cè)5.4.1實(shí)驗(yàn)2：查找和繪制輪廓授課題目：第6章直方圖授課方式（請(qǐng)打√）理論課□討論課□實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排理論課：4實(shí)驗(yàn)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(diǎn)及難點(diǎn)：重點(diǎn)：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(shí)驗(yàn)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(duì)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(shí)驗(yàn)6.4.1實(shí)驗(yàn)1：使用Numpy函數(shù)計(jì)算直方圖6.4.2實(shí)驗(yàn)2：使用OpenCV函數(shù)計(jì)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(qǐng)打√）理論課□討論課□實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排理論課：2實(shí)驗(yàn)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(diǎn)及難點(diǎn)：重點(diǎn)：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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn) 7.4.1實(shí)驗(yàn)1：使用模板匹配查找圖像7.4.2實(shí)驗(yàn)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(cè)授課方式（請(qǐng)打√）理論課□討論課□實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排理論課：4實(shí)驗(yàn)課：1教學(xué)大綱要求：讓學(xué)生掌握角檢測(cè)、特征點(diǎn)檢測(cè)、特征匹配、對(duì)象查找。教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)：重點(diǎn)：角檢測(cè)、特征點(diǎn)檢測(cè)、特征匹配、對(duì)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容第8章特征檢測(cè) 8.1角檢測(cè) 8.1.1哈里斯角檢測(cè)8.1.2優(yōu)化哈里斯角8.1.3Shi-Tomasi角檢測(cè)8.2特征點(diǎn)檢測(cè) 8.2.1FAST特征檢測(cè)8.2.2SIFT特征檢測(cè)8.2.3ORB特征檢測(cè)8.3特征匹配 8.3.1暴力匹配器8.3.2FLANN匹配器8.4對(duì)象查找 實(shí)驗(yàn)：8.5實(shí)驗(yàn) 8.5.1實(shí)驗(yàn)1：應(yīng)用Shi-Tomasi角檢測(cè)器8.5.2實(shí)驗(yàn)2：應(yīng)用特征匹配查找對(duì)象授課題目：第9章人臉檢測(cè)和識(shí)別授課方式（請(qǐng)打√）理論課□討論課□實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排理論課：2實(shí)驗(yàn)課：1教學(xué)大綱要求：讓學(xué)生掌握人臉檢測(cè)、人臉識(shí)別。教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)：重點(diǎn)：人臉檢測(cè)、人臉識(shí)別作業(yè)、討論題、思考題：課后總結(jié)分析：教學(xué)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容第9章人臉檢測(cè)和識(shí)別9.1人臉檢測(cè)9.1.1基于Haar的人臉檢測(cè)9.1.2基于深度學(xué)習(xí)的人臉檢測(cè)9.2人臉識(shí)別9.2.1EigenFaces人臉識(shí)別9.2.2Fisherfaces人臉識(shí)別9.2.3LBPH人臉識(shí)別第9章9.3實(shí)驗(yàn)9.3.1實(shí)驗(yàn)1：使用Harr級(jí)聯(lián)檢測(cè)器9.3.2實(shí)驗(yàn)2：使用EigenFace人臉識(shí)別器授課題目：第10章機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)授課方式（請(qǐng)打√）理論課□討論課□實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排理論課：2實(shí)驗(yàn)課：1教學(xué)大綱要求：讓學(xué)生掌握機(jī)