數(shù)字圖像處理實戰(zhàn)-教案全套 楊坦 第1-9章 數(shù)字圖像處理概述- 鋼軌軌面缺陷檢測

第1章數(shù)字圖像處理概述課程名稱：數(shù)字圖像處理實戰(zhàn)課程類別：必修適用專業(yè)：大數(shù)據(jù)技術(shù)類相關(guān)專業(yè)總學(xué)時：64學(xué)時（其中理論30學(xué)時，實驗34學(xué)時）總學(xué)分：4.0學(xué)分本章學(xué)時：3學(xué)時材料清單《數(shù)字圖像處理實戰(zhàn)》教材。配套PPT。引導(dǎo)性提問。探究性問題。拓展性問題。教學(xué)目標與基本要求教學(xué)目標介紹數(shù)字圖像處理的起源和應(yīng)用領(lǐng)域，闡述數(shù)字圖像處理與圖像工程的關(guān)系。接著闡述圖像生成與量化，及像素之間的基本關(guān)系。然后，簡要介紹常用的圖像處理工具，展示常用Python的圖像處理庫及數(shù)字圖像處理結(jié)果舉例?；疽罅私鈹?shù)字圖像處理的起源和應(yīng)用領(lǐng)域。了解圖像工程與數(shù)字圖像處理的關(guān)系。了解數(shù)字圖像處理在實際中的應(yīng)用。掌握圖像采樣與量化過程。掌握圖像像素之間的關(guān)系。了解常用的數(shù)字圖像處理工具及Python圖像處理庫。問題引導(dǎo)性提問引導(dǎo)性提問需要教師根據(jù)教材內(nèi)容和學(xué)生實際水平，提出問題，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生去解決問題，提問，從而達到理解、掌握知識，發(fā)展各種能力和提高思想覺悟的目的。數(shù)字圖像是如何起源的？現(xiàn)實生活中存在數(shù)字圖像處理技術(shù)？該如何進行數(shù)字圖像處理？Python語言有哪些優(yōu)勢？探究性問題探究性問題需要教師深入鉆研教材的基礎(chǔ)上精心設(shè)計，提問的角度或者在引導(dǎo)性提問的基礎(chǔ)上，從重點、難點問題切入，進行插入式提問?；蛘呤菍σ龑?dǎo)式提問中尚未涉及但在課文中又是重要的問題加以設(shè)問。數(shù)字圖像采樣合量化過程怎樣的？數(shù)字圖像像素間的關(guān)系怎樣？拓展性問題拓展性問題需要教師深刻理解教材的意義，學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)后，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)層次，提出切實可行的關(guān)乎實際的可操作問題。亦可以提供拓展資料供學(xué)生研習(xí)探討，完成拓展性問題。數(shù)字圖像的優(yōu)缺點在哪里？Python語言用于做數(shù)字圖像處理有哪些優(yōu)勢？想要提取數(shù)字圖像中的特定信息，需要從哪些方面入手？主要知識點、重點與難點主要知識點圖像處理的起源。圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域。圖像處理與圖像工程的關(guān)系。圖像采樣和圖像量化。像素間的基本關(guān)系。常用的圖像處理工具和Python圖像處理庫。重點圖像處理與圖像工程的關(guān)系。圖像采樣和量化。像素間的基本關(guān)系。難點圖像采樣和量化，像素間的基本關(guān)系。教學(xué)過程設(shè)計理論教學(xué)過程數(shù)字圖像的概念。數(shù)字圖像處理的基本流程。數(shù)字圖像的應(yīng)用場景。數(shù)字圖像采樣和量化過程。數(shù)字圖像像素之間的關(guān)系。數(shù)字圖像處理Python常用庫。教材與參考資料教材楊坦，張良均．數(shù)字圖像處理實戰(zhàn)[M]．北京：人民郵電出版社．2023．參考資料[1]拉斐爾·C.岡薩雷斯，理查德·E.伍茲．數(shù)字圖像處理（第四版）[M]．北京：電子工業(yè)出版社．2020．[2]桑迪潘·戴伊著，陳盈、鄧軍譯．Python圖像處理實戰(zhàn)[M]．北京：人民郵電出版社．2020．第2章圖像的基本變換課程名稱：數(shù)字圖像處理實戰(zhàn)課程類別：必修適用專業(yè)：大數(shù)據(jù)技術(shù)類相關(guān)專業(yè)總學(xué)時：64學(xué)時（其中理論30學(xué)時，實驗34學(xué)時）總學(xué)分：4.0學(xué)分本章學(xué)時：3學(xué)時材料清單《數(shù)字圖像處理實戰(zhàn)》教材。配套PPT。引導(dǎo)性提問。探究性問題。拓展性問題。教學(xué)目標與基本要求教學(xué)目標介紹數(shù)字圖像的讀取、圖像的寫出等概念。闡述數(shù)字圖像的色彩空間，介紹數(shù)字圖像色彩空間的變換方法。簡要闡述圖像的幾何空間，介紹幾何空間的變換方法。基本要求掌握圖像的讀取、顯示和保存。掌握圖像的顏色空間轉(zhuǎn)換方法。掌握圖像的幾何變換方法。引導(dǎo)性提問引導(dǎo)性提問需要教師根據(jù)教材內(nèi)容和學(xué)生實際水平，提出問題，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生去解決問題，提問，從而達到理解、掌握知識，發(fā)展各種能力和提高思想覺悟的目的。如果需要處理數(shù)字圖像，首先做什么？常見的數(shù)字圖像是彩色的還是灰度的？圖像的顏色空間有哪些？實際生活中有哪些圖像會發(fā)生幾何形變？探究性問題探究性問題需要教師深入鉆研教材的基礎(chǔ)上精心設(shè)計，提問的角度或者在引導(dǎo)性提問的基礎(chǔ)上，從重點、難點問題切入，進行插入式提問?；蛘呤菍σ龑?dǎo)式提問中尚未涉及但在課文中又是重要的問題加以設(shè)問。數(shù)字圖像的顏色空間是否能相互轉(zhuǎn)換？圖像發(fā)生幾何形變后該如何處理？拓展性問題拓展性問題需要教師深刻理解教材的意義，學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)后，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)層次，提出切實可行的關(guān)乎實際的可操作問題。亦可以提供拓展資料供學(xué)生研習(xí)探討，完成拓展性問題。數(shù)字圖像的顏色空間還有哪些？對發(fā)生幾何形變的圖像進行矯正處理后，是否與原圖像相同？主要知識點、重點與難點主要知識點圖像的讀取。圖像的寫出。圖像的色彩空間。色彩空間的變換方法。圖像的幾何空間。幾何空間的變換方法。重點圖像的讀入與寫出。圖像的色彩空間。圖像的幾何空間。難點圖像色彩空間變換，圖像幾何空間變換。教學(xué)過程設(shè)計理論教學(xué)過程圖像的讀取。圖像的寫出。圖像的色彩空間。色彩空間的變換方法。像的幾何空間。幾何空間的變換方法.數(shù)據(jù)分析的概念。實驗教學(xué)過程讀取圖像。寫出圖像。變換色彩空間。變換幾何空間。教材與參考資料教材楊坦，張良均．數(shù)字圖像處理實戰(zhàn)[M]．北京：人民郵電出版社．2023．參考資料[1]拉斐爾·C.岡薩雷斯，理查德·E.伍茲．數(shù)字圖像處理（第四版）[M]．北京：電子工業(yè)出版社．2020．[2]桑迪潘·戴伊著，陳盈、鄧軍譯．Python圖像處理實戰(zhàn)[M]．北京：人民郵電出版社．2020．第3章圖像增強與復(fù)原教案課程名稱：數(shù)字圖像處理實戰(zhàn)課程類別：必修適用專業(yè)：大數(shù)據(jù)技術(shù)類相關(guān)專業(yè)總學(xué)時：64學(xué)時（其中理論30學(xué)時，實驗34學(xué)時）總學(xué)分：4.0學(xué)分本章學(xué)時：8學(xué)時材料清單《數(shù)字圖像處理實戰(zhàn)》教材。配套PPT。引導(dǎo)性提問。探究性問題。拓展性問題。教學(xué)目標與基本要求教學(xué)目標掌握空間濾波的原理，了解如何構(gòu)建空間濾波器以在圖像處理中應(yīng)用。熟悉不同類型的空間濾波器，包括均值濾波、高斯濾波等，以及它們在圖像增強和降噪中的具體應(yīng)用方法。理解頻率域濾波的原理，包括傅里葉變換和頻域濾波器的構(gòu)建方式，以及高通和低通頻域濾波的用途和實現(xiàn)方法。掌握常見的圖像噪聲模型，如加性高斯噪聲和椒鹽噪聲，以及相應(yīng)的空間濾波和頻率域濾波方法，用于去除這些噪聲并提高圖像質(zhì)量。通過實現(xiàn)這些教學(xué)目標，學(xué)生將能夠有效地理解和應(yīng)用空間濾波和頻率域濾波技術(shù)，以改進圖像質(zhì)量、降低噪聲水平，并在各種圖像處理應(yīng)用中取得更好的結(jié)果?；疽螅?）了解空間濾波的原理，以及如何形成空間濾波器。（2）熟悉空間濾波器的主要類型，以及具體的應(yīng)用方法。（3）了解頻率域濾波原理、高通和低通頻域率濾波的類型及實現(xiàn)。（4）了解常見的噪聲模型及相對應(yīng)的空間濾波或頻率域濾波的去除方法。問題引導(dǎo)性提問引導(dǎo)性提問需要教師根據(jù)教材內(nèi)容和學(xué)生實際水平，提出問題，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生去解決問題，提問，從而達到理解、掌握知識，發(fā)展各種能力和提高思想覺悟的目的。圖像增強的概念？空間域和頻率域圖像處理方法有哪些？頻率域圖像處理方法與空間濾波圖像處理方法的區(qū)別與聯(lián)系？常見的空間濾波和噪聲模型有哪些？椒鹽噪聲適合用哪種濾波器來處理？探究性問題探究性問題需要教師深入鉆研教材的基礎(chǔ)上精心設(shè)計，提問的角度或者在引導(dǎo)性提問的基礎(chǔ)上，從重點、難點問題切入，進行插入式提問?；蛘呤菍σ龑?dǎo)式提問中尚未涉及但在課文中又是重要的問題加以設(shè)問。椒鹽噪聲去噪過程？空間濾波器的構(gòu)筑方法有哪些？空間濾波和頻率域濾波處理適用于哪些場景？空間濾波和頻率域濾波處理有哪些優(yōu)缺點？拓展性問題拓展性問題需要教師深刻理解教材的意義，學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)后，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)層次，提出切實可行的關(guān)乎實際的可操作問題。亦可以提供拓展資料供學(xué)生研習(xí)探討，完成拓展性問題?？臻g濾波和頻率域濾波處理的局限性？自適應(yīng)濾波器適合處理何種噪聲模型？空間濾波應(yīng)用方法有哪些？頻率域濾波處銳化圖像的流程？主要知識點、重點與難點主要知識點使用空間濾波和頻率域濾波平滑圖像。使用空間濾波和頻率域濾波銳化圖像。了解噪聲模型。復(fù)原只存在噪聲的圖像。重點使用空間濾波和頻率域濾波平滑圖像。復(fù)原只存在噪聲的圖像。難點對模糊的圖像進行增強。使用頻率域濾波平滑圖像。教學(xué)過程設(shè)計理論教學(xué)過程了解空間域和頻率域濾波。使用空間域濾波和頻率域濾波平滑圖像常見方法介紹。使用空間域濾波和頻率域濾波銳化圖像常見方法介紹。了解常見的空間濾波和噪聲模型。復(fù)原只存在噪聲的圖像方法介紹。實驗教學(xué)過程使用頻率域濾波平滑圖像實驗。使用頻率域濾波銳化圖像。復(fù)原只存在噪聲的圖像。對圖像進行增強教材與參考資料教材楊坦，張良均．數(shù)字圖像處理實戰(zhàn)[M]．北京：人民郵電出版社．2023．參考資料[1]拉斐爾·C.岡薩雷斯，理查德·E.伍茲．數(shù)字圖像處理（第四版）[M]．北京：電子工業(yè)出版社．2020．

第4章形態(tài)學(xué)處理教案課程名稱：數(shù)字圖像處理實戰(zhàn)課程類別：必修適用專業(yè)：大數(shù)據(jù)技術(shù)類相關(guān)專業(yè)總學(xué)時：64學(xué)時（其中理論30學(xué)時，實驗34學(xué)時）總學(xué)分：4.0學(xué)分本章學(xué)時：8學(xué)時材料清單《數(shù)字圖像處理實戰(zhàn)》教材。配套PPT。引導(dǎo)性提問。探究性問題。拓展性問題。教學(xué)目標與基本要求教學(xué)目標闡述使用形態(tài)學(xué)處理圖像的優(yōu)勢。熟悉腐蝕與膨脹運算的實現(xiàn)方法。緊接著熟悉開與閉操作的實現(xiàn)方法。最后掌握使用基本形態(tài)學(xué)算法處理圖像的方法?；疽罅私庑螒B(tài)學(xué)的基本概念。了解腐蝕運算的實現(xiàn)方法。了解膨脹運算的實現(xiàn)方法。了解開操作的實現(xiàn)方法。了解閉操作的實現(xiàn)方法。掌握基本形態(tài)學(xué)算法。問題引導(dǎo)性提問引導(dǎo)性提問需要教師根據(jù)教材內(nèi)容和學(xué)生實際水平，提出問題，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生去解決問題，提問，從而達到理解、掌握知識，發(fā)展各種能力和提高思想覺悟的目的。形態(tài)學(xué)處理能夠做什么？現(xiàn)實生活中存在哪些形態(tài)學(xué)處理邏輯？該如何進行圖像需要進行何種處理操作的分析？形態(tài)學(xué)處理哪些優(yōu)勢？探究性問題探究性問題需要教師深入鉆研教材的基礎(chǔ)上精心設(shè)計，提問的角度或者在引導(dǎo)性提問的基礎(chǔ)上，從重點、難點問題切入，進行插入式提問?；蛘呤菍σ龑?dǎo)式提問中尚未涉及但在課文中又是重要的問題加以設(shè)問。形態(tài)學(xué)處理完整流程是怎樣的？形態(tài)學(xué)處理能夠應(yīng)用在那些場景？形態(tài)學(xué)各算法的優(yōu)缺點？拓展性問題拓展性問題需要教師深刻理解教材的意義，學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)后，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)層次，提出切實可行的關(guān)乎實際的可操作問題。亦可以提供拓展資料供學(xué)生研習(xí)探討，完成拓展性問題。形態(tài)學(xué)處理是不是萬能的？形態(tài)學(xué)處理用于做圖像分析有哪些優(yōu)勢？處理一張車牌圖像用形態(tài)學(xué)處理可以從哪些角度入手？主要知識點、重點與難點主要知識點形態(tài)學(xué)處理的分析和應(yīng)用流程。腐蝕與膨脹運算的實現(xiàn)方法。開與閉操作的實現(xiàn)方法。形態(tài)學(xué)處理的算法選擇。形態(tài)學(xué)處理的綜合應(yīng)用。重點形態(tài)學(xué)處理的分析和應(yīng)用流程。形態(tài)學(xué)處理的算法選擇。難點形態(tài)學(xué)處理的綜合應(yīng)用。教學(xué)過程設(shè)計理論教學(xué)過程腐蝕運算的實現(xiàn)方法膨脹運算的實現(xiàn)方法開操作的實現(xiàn)方法閉操作的實現(xiàn)方法基本形態(tài)學(xué)算法實驗教學(xué)過程腐蝕車牌圖像膨脹車牌圖像對車牌圖像進行開操作對車牌圖像進行閉操作使用形態(tài)學(xué)算法處理車牌圖像教材與參考資料教材楊坦，張良均．數(shù)字圖像處理實戰(zhàn)[M]．北京：人民郵電出版社．2023．參考資料[1]拉斐爾·C.岡薩雷斯，理查德·E.伍茲．數(shù)字圖像處理（第四版）[M]．北京：電子工業(yè)出版社．2020．[2]桑迪潘·戴伊著，陳盈、鄧軍譯．Python圖像處理實戰(zhàn)[M]．北京：人民郵電出版社．2020第5章圖像特征提取教案課程名稱：圖像處理實戰(zhàn)課程類別：必修適用專業(yè)：大數(shù)據(jù)技術(shù)類相關(guān)專業(yè)總學(xué)時：64學(xué)時（其中理論30學(xué)時，實驗34學(xué)時）總學(xué)分：4.0學(xué)分本章學(xué)時：8學(xué)時材料清單《圖像處理實戰(zhàn)》教材。配套PPT。引導(dǎo)性提問。探究性問題。拓展性問題。教學(xué)目標與基本要求教學(xué)目標主要介紹圖像特征提取的技術(shù)。首先介紹圖像的顏色特征和提取方法，然后介紹圖像的紋理特征和對應(yīng)的提取方法，之后介紹圖像的輪廓特征和對應(yīng)的提取方法，最后介紹圖像的形狀特征和提取方法。基本要求掌握提取圖像顏色特征的方法。掌握提取圖像紋理特征的方法。掌握提取圖像輪廓特征的方法。掌握提取圖像形狀特征的方法。問題引導(dǎo)性提問引導(dǎo)性提問需要教師根據(jù)教材內(nèi)容和學(xué)生實際水平，提出問題，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生去解決問題，提問，從而達到理解、掌握知識，發(fā)展各種能力和提高思想覺悟的目的。什么是圖像特征？圖像特征有哪些類型？圖像的特征有什么用途？探究性問題探究性問題需要教師深入鉆研教材的基礎(chǔ)上精心設(shè)計，提問的角度或者在引導(dǎo)性提問的基礎(chǔ)上，從重點、難點問題切入，進行插入式提問。或者是對引導(dǎo)式提問中尚未涉及但在課文中又是重要的問題加以設(shè)問。什么是顏色特征？如何查看圖像的顏色特征？紋理、輪廓和形狀特征有何不同？什么是輪廓的層次？常用的形狀特征有哪些？拓展性問題拓展性問題需要教師深刻理解教材的意義，學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)后，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)層次，提出切實可行的關(guān)乎實際的可操作問題。亦可以提供拓展資料供學(xué)生研習(xí)探討，完成拓展性問題。如何使用紋理特征檢測物體的損傷？輪廓特征還有哪些應(yīng)用場景？主要知識點、重點與難點主要知識點圖像顏色特征的概念。提取圖像顏色特征的方法。圖像紋理特征的概念。提取圖像紋理特征的方法。圖像輪廓特征的概念。提取圖像輪廓特征的方法。圖像形狀特征的概念。提取圖像形狀特征的方法。重點提取圖像顏色特征的方法。提取圖像紋理特征的方法。提取圖像輪廓特征的方法。提取圖像形狀特征的方法。難點提取圖像紋理特征的方法。提取圖像輪廓特征的方法。提取圖像形狀特征的方法。教學(xué)過程設(shè)計理論教學(xué)過程圖像顏色特征的概念。提取圖像顏色特征的方法。圖像紋理特征的概念。提取圖像紋理特征的方法。圖像輪廓特征的概念。提取圖像輪廓特征的方法。圖像形狀特征的概念。提取圖像形狀特征的方法。實驗教學(xué)過程提取水質(zhì)圖像的顏色特征。提取組織切片圖像的紋理特征。提取電容零件圖像的輪廓特征。提取車牌圖像的形狀特征。教材與參考資料教材楊坦，張良均．圖像處理實戰(zhàn)[M]．北京：人民郵電出版社．2023．參考資料[1] 拉斐爾·C.岡薩雷斯，理查德·E.伍茲．數(shù)字圖像處理（第四版）[M]．北京：電子工業(yè)出版社．2020．[2] 桑迪潘·戴伊著，陳盈、鄧軍譯．Python圖像處理實戰(zhàn)[M]．北京：人民郵電出版社．2020．第6章圖像分割教案課程名稱：圖像處理實戰(zhàn)課程類別：必修適用專業(yè)：大數(shù)據(jù)技術(shù)類相關(guān)專業(yè)總學(xué)時：64學(xué)時（其中理論30學(xué)時，實驗34學(xué)時）總學(xué)分：4.0學(xué)分本章學(xué)時：8學(xué)時材料清單《圖像處理實戰(zhàn)》教材。配套PPT。引導(dǎo)性提問。探究性問題。拓展性問題。教學(xué)目標與基本要求教學(xué)目標通過本章教學(xué)，使學(xué)生理解圖像分割的含義，掌握閾值分割、邊緣檢測、區(qū)域生長等傳統(tǒng)的圖像分割算法的原理。在此基礎(chǔ)上學(xué)會對圖像處理問題的特性分析，掌握各種圖像分割算法的應(yīng)用，學(xué)會根據(jù)圖像特點以及分割算法的使用場景解決實際的圖像分割問題?；疽罅私鈭D像分割的概念。掌握圖像分割的閾值方法。掌握活動輪廓模型算法的使用。掌握常見的邊緣檢測算子的使用。理解和掌握Hough變換的原理及實現(xiàn)。掌握區(qū)域生長算法。掌握SLIC和QuickShift算法的使用。問題引導(dǎo)性提問引導(dǎo)性提問需要教師根據(jù)教材內(nèi)容和學(xué)生實際水平，提出問題，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生去解決問題，提問，從而達到理解、掌握知識，發(fā)展各種能力和提高思想覺悟的目的。什么是圖像分割？可以基于什么原理來分割圖像？如何評價圖像分割的效果？彩色圖的分割與灰度圖像的分割有何不同？探究性問題探究性問題需要教師深入鉆研教材的基礎(chǔ)上精心設(shè)計，提問的角度或者在引導(dǎo)性提問的基礎(chǔ)上，從重點、難點問題切入，進行插入式提問。或者是對引導(dǎo)式提問中尚未涉及但在課文中又是重要的問題加以設(shè)問。你對圖6-3（c）中自適應(yīng)閾值分割的效果滿意嗎？為什么可以使用自適應(yīng)閾值來分割QR碼的圖像？Canny算子與其他邊緣檢測算子的檢測結(jié)果有何不同？種子生長算法與閾值分割算法最大的不同在哪里？SLIC算法解決了閾值算法的什么缺點？拓展性問題拓展性問題需要教師深刻理解教材的意義，學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)后，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)層次，提出切實可行的關(guān)乎實際的可操作問題。亦可以提供拓展資料供學(xué)生研習(xí)探討，完成拓展性問題。如何使用Hough變換的思想檢測圓或者橢圓？邊緣檢測算子與區(qū)域生長算法在圖像分割上有哪些關(guān)聯(lián)？有沒有可能結(jié)合邊緣檢測來改進區(qū)域生長算法？圖像的超像素化對圖像處理帶來哪些影響？主要知識點、重點與難點主要知識點圖像分割的閾值方法。圖像邊緣檢測算法。Hough變換檢測直線。區(qū)域生長算法。結(jié)合空間域與色彩域的圖像分割算法。重點閾值分割、邊緣檢測、Hough變換、區(qū)域生長算法。結(jié)合空間域與色彩域的圖像分割算法的思想。難點掌握每種分割算法的原理以及影響該種算法分割結(jié)果的因素，正確分析圖像和場景的特點選擇的分割算法。教學(xué)過程設(shè)計理論教學(xué)過程圖像分割的基本概念。閾值分割方法的基本原理。全局閾值分割的大津法。局部閾值分割法。邊緣檢測算法的原理?；诓罘帜０宓倪吘墮z測算子。LoG算子和Canny算子。使用Hough變換檢測直線區(qū)域生長算法的原理和流程。SLIC算法。QuickShift算法。實驗教學(xué)過程使用閾值分割方法處理巖石樣本圖像。LoG算子的實現(xiàn)。基于Hough變換的QR碼分割。使用區(qū)域生長算法分割愛心。結(jié)合空間域與色彩域的圖像分割算法。教材與參考資料教材楊坦，張良均．圖像處理實戰(zhàn)[M]．北京：人民郵電出版社．2023．參考資料[1] 拉斐爾·C.岡薩雷斯，理查德·E.伍茲．數(shù)字圖像處理（第四版）[M]．北京：電子工業(yè)出版社．2020．[2] 桑迪潘·戴伊著，陳盈、鄧軍譯．Python圖像處理實戰(zhàn)[M]．北京：人民郵電出版社．2020．第7章車牌檢測教案課程名稱：數(shù)字圖像處理實戰(zhàn)課程類別：必修適用專業(yè)：大數(shù)據(jù)技術(shù)類相關(guān)專業(yè)總學(xué)時：64學(xué)時（其中理論36學(xué)時，實驗28學(xué)時）總學(xué)分：4.0學(xué)分本章學(xué)時：5學(xué)時材料清單《數(shù)字圖像處理》教材。配套PPT。引導(dǎo)性提問。探究性問題。拓展性問題。教學(xué)目標與基本要求教學(xué)目標本章節(jié)介紹了對開放環(huán)境下所獲取到的車輛圖像進行車牌的定位及車牌號的字符分割的案例。通過該案例向大家展示了如何通過組合使用不同的圖像處理技術(shù)來解決實際問題。主要涉及到的技術(shù)包括形態(tài)學(xué)圖像處理、閾值法圖像分割、圖像二值化處理、HSV轉(zhuǎn)換、霍夫變換等?；疽螅?）了解車牌檢測的背景、數(shù)據(jù)和目標。（2）熟悉車牌檢測的整體流程。（3）掌握使用RGB轉(zhuǎn)HSV、HSV閾值法和形態(tài)學(xué)方法獲得車牌圖像粗略定位方法。（4）掌握使用霍夫變換、形態(tài)學(xué)方法和垂直投影法獲得車牌圖像精細定位的方法。（5）掌握使用垂直投影法分割車牌字符的方法。問題引導(dǎo)性提問引導(dǎo)性提問需要教師根據(jù)教材內(nèi)容和學(xué)生實際水平，提出問題，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生去解決問題，提問，從而達到理解、掌握知識，發(fā)展各種能力和提高思想覺悟的目的。車牌檢測的應(yīng)用場景有些許？車牌檢測對智慧城市的構(gòu)建有何作用？車牌檢測任務(wù)可能需要用到哪些python庫？Opencv有哪些優(yōu)點與確定？探究性問題探究性問題需要教師深入鉆研教材的基礎(chǔ)上精心設(shè)計，提問的角度或者在引導(dǎo)性提問的基礎(chǔ)上，從重點、難點問題切入，進行插入式提問?；蛘呤菍σ龑?dǎo)式提問中尚未涉及但在課文中又是重要的問題加以設(shè)問。車牌粗定位的流程包括哪些步驟？霍夫變換有哪些應(yīng)用？傳統(tǒng)的圖像分割方法包括哪些？拓展性問題拓展性問題需要教師深刻理解教材的意義，學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)后，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)層次，提出切實可行的關(guān)乎實際的可操作問題。亦可以提供拓展資料供學(xué)生研習(xí)探討，完成拓展性問題。垂直投影算法在車牌精定位上的作用？Opencv在圖像處理中提供了哪些方法，分類說明？開放環(huán)境中車牌檢測任務(wù)有哪些？主要知識點、重點與難點主要知識點車牌檢測的概念及應(yīng)用場景。車牌粗定位流程。車牌精細定位流程。Opencv庫函數(shù)調(diào)用。車牌字符分過程。重點車牌粗定位流程。車牌精細定位流程。車牌字符分割流程。難點車牌字符分割流程。教學(xué)過程設(shè)計理論教學(xué)過程車牌檢測基地概念。車牌檢測的目標。車牌檢測的實際場景。圖像處理python庫Opencv的使用。Opencvpython庫的優(yōu)勢?；叶葓D轉(zhuǎn)換。二值圖轉(zhuǎn)換。RGB圖像轉(zhuǎn)HSV圖像。形態(tài)學(xué)圖像處理技術(shù)。圖像粗定位流程?；舴蜃儞Q及直線檢測。垂直投影法。圖像精細定位流程。車牌字符分割過程實驗教學(xué)過程PythonOpencv庫調(diào)用。車牌粗定位方法。車牌精細定位方法。車牌字符分割過程。教材與參考資料教材黃紅梅，張良均．Python數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用[M]．北京：人民郵電出版社．2018．參考資料[1] 岡薩雷斯．數(shù)字圖像處理[M]．電子工業(yè)出版社．2003．第8章QR碼的檢測教案課程名稱：圖像處理實戰(zhàn)課程類別：必修適用專業(yè)：大數(shù)據(jù)技術(shù)類相關(guān)專業(yè)總學(xué)時：64學(xué)時（其中理論30學(xué)時，實驗34學(xué)時）總學(xué)分：4.0學(xué)分本章學(xué)時：8學(xué)時材料清單《圖像處理實戰(zhàn)》教材。配套PPT。引導(dǎo)性提問。探究性問題。拓展性問題。教學(xué)目標與基本要求教學(xué)目標通過本章教學(xué)，使學(xué)生理解圖像中QR碼的檢測、分割和識別流程，掌握使用圖像處理技術(shù)和Python中豐富多樣的圖像處理函數(shù)進行QR碼檢測的方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和應(yīng)用圖像處理基本算法和軟件工具解決問題的能?；疽罅私釷R碼的原理和應(yīng)用場景。理解QR碼的結(jié)構(gòu)特征和檢測流程。掌握包含QR碼的圖像的預(yù)處理方法。理解和掌握QR碼中定位塊的檢測算法。掌握QR碼分割的原理和算法實現(xiàn)。掌握幾何校正及縮放函數(shù)的使用。掌握QR碼解析函數(shù)的使用。問題引導(dǎo)性提問引導(dǎo)性提問需要教師根據(jù)教材內(nèi)容和學(xué)生實際水平，提出問題，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生去解決問題，提問，從而達到理解、掌握知識，發(fā)展各種能力和提高思想覺悟的目的。傳統(tǒng)條形碼的掃描設(shè)備和QR碼的掃描設(shè)備有哪些不同？QR碼有哪些應(yīng)用場景？QR碼為什么也叫做快速響應(yīng)碼？有哪些設(shè)計上的特點使它實現(xiàn)被快速識別？現(xiàn)實中通過手機拍攝的QR碼圖像有哪些干擾？探究性問題探究性問題需要教師深入鉆研教材的基礎(chǔ)上精心設(shè)計，提問的角度或者在引導(dǎo)性提問的基礎(chǔ)上，從重點、難點問題切入，進行插入式提問?；蛘呤菍σ龑?dǎo)式提問中尚未涉及但在課文中又是重要的問題加以設(shè)問。為何QR碼只設(shè)計了三個定位塊？從不同方向?qū)R碼進行線掃描，都會在定位塊中檢測到1:1:3:1:1的黑白線段長度比例結(jié)構(gòu)碼？本章使用自適應(yīng)閾值分割含QR碼的圖像，自適應(yīng)閾值分割有時會引起圖像局部細節(jié)的變形，為何該方法不會影響QR碼的檢測？在計算三個定位塊在QR碼中的位置關(guān)系時，何種情況下距離最遠的兩個定位塊并不在對角線上？拓展性問題拓展性問題需要教師深刻理解教材的意義，學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)后，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)層次，提出切實可行的關(guān)乎實際的可操作問題。亦可以提供拓展資料供學(xué)生研習(xí)探討，完成拓展性問題。如何處理包含多個QR碼的圖像？圓形QR碼如何進行檢測？為何小面積遮擋不影響QR碼的識別？主要知識點、重點與難點主要知識點QR碼的原理及應(yīng)用場景。QR碼的結(jié)構(gòu)特征分析。QR碼檢測的算法流程。圖像的預(yù)處理。定位塊的檢測。QR碼的分割。QR碼的幾何校正及縮放。QR碼的解析。重點如何根據(jù)QR碼的結(jié)構(gòu)特點設(shè)計檢測流程。定位塊的檢測。QR碼的分割。難點計算三個定位塊在QR碼中的位置關(guān)系和計算QR碼的第四個角點。教學(xué)過程設(shè)計理論教學(xué)過程QR碼的原理及應(yīng)用場景。QR碼的結(jié)構(gòu)特征分析。QR碼檢測的算法流程。圖像的預(yù)處理。定位塊的檢測。QR碼的分割。QR碼的幾何校正及縮放。QR碼的解析。實驗教學(xué)過程彩色圖像的灰度化。使用自適應(yīng)中值濾波進行圖像去噪。使用自適應(yīng)閾值對圖像進行二值化處理。在二值圖像中提取輪廓。嵌套關(guān)系檢測。定位塊先掃描特征篩選。標記定位塊在QR碼中的位置關(guān)系。計算定位塊的頂點坐標。計算QR碼的第四個角點。QR碼的幾何校正及縮放。QR碼的解析。教材與參考資料教材楊坦，張良均．圖像處理實戰(zhàn)[M]．北京：人民郵電出版社．2023．參考資料[1] 拉斐爾·C.岡薩雷斯，理查德·E.伍茲．數(shù)字圖像處理（第四版）[M]．北京：電子工業(yè)出版社．2020．[2] 桑迪潘·戴伊著，陳盈、鄧軍譯．Python圖像處理實戰(zhàn)[M]．北京：人民郵電出版社．2020．第9章鋼軌軌面缺陷檢測教案課程名稱：圖像處理實戰(zhàn)課程類別：必修適用專業(yè)：大數(shù)據(jù)技術(shù)類相關(guān)專業(yè)總學(xué)時：64學(xué)時（其中理論30學(xué)時，實驗34學(xué)時）總學(xué)分：4.0學(xué)分本章學(xué)時：8學(xué)時材料清單《圖像處理實戰(zhàn)》教材。配套PPT。引導(dǎo)性