第10课 图像特征的提取（义务教育人工智能课件）

第10课图像特征的提取第三单元图像、声音与视频的智能生成义务教育信息科技课程资源

人工智能

第10课学习目标1理解图像特征的含义及其在图像识别中的作用。学习目标了解自动提取图像特征的方法，并掌握图像特征在相似度计算中的应用。2第10课课堂导入问题情境计算机通过哪些操作来“理解”图像内容？人工智能是如何“看懂”图像内容的？第10课学习内容一

图像特征的人工编码二

图像特征的自动提取学习内容三

图像相似度及其应用一、图像特征的人工编码第10课学习内容请设计一种方法，只要观察尽可能少的像素点，就能确定是哪个数字。第10课学习内容至少需要观察多少个像素点？有一种5个观察点的分布如下图，单元格中的数字表示观察顺序。图像特征指反映图像本质的特定信息，通常用于描述形状、纹理、颜色和边缘等视觉属性。人工智能在处理图像时，并不需要“完整观察图”，而是通过选取具有代表性的关键位置（即特征点）来进行判断。一、图像特征的人工编码尝试利用观察点查看数字的图像，遇到有颜色标注的单元格就记录为1，无颜色的单元格就记录为0。第10课学习内容一、图像特征的人工编码第10课学习内容图像数字化特征图像数字化特征011110510101100001610111201111701000301101811111411001911101一、图像特征的人工编码请思考以下问题：1.图像特征是指图像的二进制数据吗？2.从一台计算机的角度看，只能看到图像的二进制数据，那么你觉得应该采用什么方式来确定图像所对应的数字？3.记录提取的图像特征，是否需要记录图像的所有数据？人工智能关注的是由关键位置信息编码形成的数值表示，即图像特征。第10课学习内容一、图像特征的人工编码1.将数字的图像转换成0和1的组合。二、图像特征的自动提取第10课学习内容2.准备一个3行3列的观察卡。3.将观察卡与图像的左上角对齐，然后将对应格子的数值相乘后相加。4.观察卡在图像上右移一列，提取第2个位置的特征。二、图像特征的自动提取第10课学习内容5.持续移动，一行移完移到下一行的最左侧，然后继续提取图像特征。6.类似地，继续提取其他图像的特征。二、图像特征的自动提取第10课学习内容图像数字化特征图像数字化特征0212201212522221122311021021026222311223222321122271120010013223111223822331122342122111129223211223在图像上移动“观察卡”，即可自动提取图像的关键特征。现代卷积神经网络通常会使用多个不同的“观察卡”并行处理图像，从而提取出多种类型的通道特征。第10课学习内容二、图像特征的自动提取第10课学习内容三、图像相似度及其应用1.打开配套资源中的《图像特征与相似度》软件。2.按照界面提示，选择两幅图像。3.单击“计算相似度”按钮，观察根据特征计算得出的两幅图像的相似度。4.更换图像，如换成完全不同的两幅图像，然后重新计算相似度，感受图像特征的作用。第10课学习内容三、图像相似度及其应用第10课学习内容这种从图像到特征向量的转换过程，是人工智能实现图像识别、分类与检索等功能的基础。当两幅图像内容相近时，它们的特征向量也会比较接近，内容差异较大的图像则表现出明显的特征差异。由此人工智能可以实现图像识别、图像分类与图像检索等功能。三、图像相似度及其应用

1.图像特征可以用一组数字进行表示。2.利用“局部扫描+数值计算”的方法，可以自动提取图像中的关键特征。3.基于提取的图像特征，可以高效地判断两幅图像是否相似。第10课课堂总结在整理校园旧照片的过程中，一位同学发现了一张老照片，照片中是一栋已拆除的教学楼。他非常好奇这栋楼原本的样貌以及曾经的历史，但由于缺乏相关文字信息，无法通过常规方式查找。如果能够利用“以图搜图”技术，从校史馆的图像数据库中找到外观相似的建筑物，就有助于了解其历史背景。尝试设计一个实现这一功能的图像搜索系统流程，并简要说明每个模块的功能。第10课拓展与提升第10课拓展与提升利用图像特征，可以完成“以