项目15 计算机视觉入门教案

序号：30章节名称项目15计算机视觉入门（二）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缩放、旋转、翻转等几何变换的方法，理解cv2.resize()、cv2.getRotationMatrix2D()、cv2.warpAffine()、cv2.flip()等函数的参数及用法（基于案例3）。了解图像阈值化处理的概念，掌握cv2.threshold()函数的使用，理解不同阈值类型的特点及应用场景（基于案例4）。3.学会结合图像几何变换和阈值化处理进行简单的图像预处理操作。能力目标能够熟练运用相关函数对图像进行缩放、旋转、翻转等几何变换操作，并能根据实际需求调整参数。能够使用cv2.threshold()函数对图像进行阈值化处理，选择合适的阈值类型和阈值参数。3.能够综合运用图像几何变换和阈值化处理知识解决实际问题，如对特定图像进行预处理以满足后续分析需求。素质目标培养学生严谨的编程态度，在参数设置和函数调用过程中注重细节，提升代码的准确性。增强学生的问题解决能力，在面对图像处理效果不佳等问题时，能主动分析原因并寻找解决方案。3.激发学生对计算机视觉技术的进一步探索兴趣，培养其创新思维。教学内容主要内容图像几何变换（案例3）：图像缩放（cv2.resize()）、图像旋转（cv2.getRotationMatrix2D()、cv2.warpAffine()）、图像翻转（cv2.flip()）的原理及操作。2.图像阈值化处理（案例4）：阈值化处理的概念、cv2.threshold()函数的参数（src、thresh、maxval、type）及不同阈值类型（如THRESH_BINARY、THRESH_BINARY_INV等）的应用。重点图像几何变换中各函数的参数设置及操作流程。2.cv2.threshold()函数的使用，包括阈值参数的选择和阈值类型的确定。难点理解图像旋转时旋转矩阵的计算原理。2.针对不同图像特点选择合适的阈值参数和阈值类型，以获得理想的阈值化效果。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回顾上节课学习的图像读取、显示、保存及色彩空间转换等知识，通过提问的方式检查学生掌握情况。如：“如何将一张彩色图像转换为灰度图像？”进而引出本节课要学习的图像几何变换和阈值化处理内容，说明这些操作在图像预处理中的重要性。【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讲解图像几何变换中的缩放操作。详细介绍cv2.resize()函数的参数，如src（输入图像）、dsize（输出图像大小）、fx（水平方向缩放因子）、fy（垂直方向缩放因子）、interpolation（插值方法）等，说明不同插值方法的适用场景。结合案例3中图像缩放的示例代码进行演示，展示不同缩放比例下的图像效果。PPT讲解、代码演示记录要点，观察演示15分钟知识讲解2讲解图像旋转和翻转操作。介绍cv2.getRotationMatrix2D()函数用于获取旋转矩阵，说明其参数center（旋转中心）、angle（旋转角度）、scale（缩放因子）的含义；讲解cv2.warpAffine()函数如何应用旋转矩阵对图像进行旋转。对于图像翻转，详细说明cv2.flip()函数的flipCode参数（0表示绕x轴翻转，1表示绕y轴翻转，-1表示同时绕x轴和y轴翻转）。结合案例3中的代码进行演示。【课程思政】鼓励学生多尝试不同参数，培养其勇于探索的精神。PPT讲解、代码演示记录要点，观察演示15分钟实操演练安排学生完成案例3中图像旋转和翻转的练习，尝试不同的旋转角度和翻转方式，观察图像变化。组织学生小组讨论，分享操作心得和遇到的问题及解决方法。【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讲解图像阈值化处理的概念，说明其在图像分割、目标提取等方面的应用。详细介绍cv2.threshold()函数的参数，解释src（输入图像，需为单通道灰度图像）、thresh（阈值）、maxval（当像素值超过阈值时赋予的值）、type（阈值类型）的含义，重点讲解不同阈值类型的特点和适用情况。结合案例4的示例代码，演示不同阈值参数和类型下的阈值化效果。【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运用cv2.threshold()函数对案例4中的图像进行阈值化处理，尝试调整阈值参数和阈值类型，观察处理效果。引导学生分析不同阈值设置对结果的影响，找到较优的处理参数。【课程思政】培养学生的分析能力和耐心，在不断尝试中追求更好的结果。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图像几何变换和阈值化处理的重点内容，强调各函数参数的重要性。