项目15 计算机视觉入门教案

序号：29章节名称项目15计算机视觉入门（一）教学课时2授课班级人工智能2501、2502授课时间授课地点教学目标知识目标掌握图像读取、显示、保存的基本方法，包括OpenCV中cv2.imread()、cv2.imshow()、cv2.imwrite()等函数的使用及参数含义。理解RGB、GRAY、HSV等色彩空间的概念及特点。掌握色彩空间转换函数cv2.cvtColor()的使用，了解不同转换模式对应的code参数。4.了解cv2.inRange()函数的作用及使用方法，掌握提取指定颜色的方法。能力目标能够熟练使用OpenCV包进行图像的读取、显示和保存操作。能够运用色彩空间转换知识，将图像在不同色彩空间之间进行转换。能够使用cv2.inRange()函数提取图像中的指定颜色。4.能够独立完成简单的数字图像处理任务，如灰度图像的读取、显示与保存，以及单寸照片换背景等操作素质目标培养学生对计算机视觉技术的兴趣和探索精神，激发其学习热情。2.提高学生的动手实践能力和问题解决能力，在实操中体会理论知识的应用价值。3.培养学生的严谨态度和逻辑思维能力，注重编程过程中的细节和规则。4.增强学生的自主学习能力，引导其在课后主动拓展相关知识。教学内容主要内容数字图像处理基础（案例1）：图像读取、显示、保存的基本方法，包括cv2.imread()、dWindow()、cv2.imshow()、cv2.waitKey()、cv2.destroyAllWindows()、cv2.imwrite()等函数的讲解与应用。2.单寸照片换背景（案例2）：RGB、GRAY、HSV色彩空间的概念，cv2.cvtColor()函数进行色彩空间转换，cv2.inRange()函数提取指定颜色的方法及实际应用。重点图像读取、显示、保存的函数使用及操作流程。色彩空间的概念及cv2.cvtColor()函数的应用。3.cv2.inRange()函数提取指定颜色的方法。难点理解不同色彩空间的特点及转换原理。准确设置cv2.inRange()函数的参数以提取所需颜色。3.解决实际操作中可能出现的图像读取失败、显示异常等问题。教法改革教学方法讲授法、演示法、实操法、案例分析法教学手段多媒体教学、编程环境实操、任务驱动练习教学反思作业及学习评价表学习评价表评价内容自评同桌评师评能正确定义变量与使用数据类型能熟练运用运算符与编写表达式能完成用户输入与计算任务能积极回答教师的提问能积极参与小组讨论评价指标A．优秀B.一般C.较差二、教学设计教学步骤教学内容与情境设计教师活动学生活动时间分配情境导入通过展示一些精彩的数字图像处理案例，如老照片修复、图像特效制作等，激发学生对计算机视觉技术的兴趣，培养其探索精神。提问学生是否想了解这些神奇效果是如何实现的，从而引入本节课的学习内容。【课程思政】通过学习场景激发兴趣，培养探索精神引入场景、提问、明确目标思考问题，了解任务核心5分钟知识讲解1讲解数字图像处理基础，包括图像读取、显示、保存的基本方法。详细介绍cv2.imread()函数的参数，如filename和flags，说明不同flags值对应的图像读取类型；讲解dWindow()、cv2.imshow()、cv2.waitKey()、cv2.destroyAllWindows()函数在图像显示过程中的作用及使用顺序；介绍cv2.imwrite()函数保存图像的参数和注意事项。结合案例1中的示例代码进行演示。PPT讲解、代码演示记录要点，观察演示15分钟知识讲解2强调在图像读取、显示和保存过程中参数设置的重要性，培养学生的严谨态度，注重规则理解。针对案例1中的巩固练习，讲解如何将图像以灰度图像的形式进行读取并显示，提醒学生注意flags参数的设置。【课程思政】培养严谨态度，注重规则理解PPT讲解、代码演示记录要点，观察演示15分钟实操演练让学生按照案例1的示例代码进行操作，实现图像的读取、显示和保存。然后完成案例1的巩固练习，将图像scenery.jpg以灰度图像的形式读取、显示并保存。【课程思政】锻炼动手能力，体会理论应用于实践巡回指导，解决代码问题、函数调用问题编写代码，运行调试，记录遇到的问题15分钟知识讲解3讲解色彩空间的概念，包括RGB、GRAY、HSV色彩空间的特点和应用场景。介绍cv2.cvtColor()函数用于色彩空间转换的方法，详细说明不同转换模式对应的code参数，如cv2.COLOR_BGR2GRAY、cv2.COLOR_BGR2HSV等。讲解cv2.inRange()函数的作用及参数，说明如何通过该函数提取指定颜色。结合案例2的场景和知识进行讲解。【课程思政】培养逻辑思维，理解运算规则的重要性讲解算法模型，演示表达式计算编写代码，运行调试，记录遇到的问题10分钟实操演练让学生根据案例2的知识，尝试对一张图像进行色彩空间转换，并使用cv2.inRange()函数提取其中的指定颜色。可以结合案例2中的单寸照片换背景案例，让学生尝试简单的背景替换操作。【课程思政】提升问题解决能力，感受编程实用性指导学生处理算法模型参数、函数导入等问题记录算法特点和评估方法，分析案例中分类结果的优劣，思考如何改进。15分钟总结与作业总结本节课学习的重点内容，包括图像的基本操作和色彩