職業(yè)技術(shù)學(xué)校人工智能專業(yè)計(jì)算機(jī)視覺基礎(chǔ)課程標(biāo)準(zhǔn)

計(jì)算機(jī)視覺基礎(chǔ)課程標(biāo)準(zhǔn)課程代碼[541506] 課程類別[專業(yè)核心課]學(xué)分[ 5.0] 學(xué)時(shí)[80]開課部門[信息工程系]適用專業(yè)[人工智能專業(yè)]制定人[XXX]制定日期[202X年06月]審核人[XXX] 審核日期[202X年06月]一、課程性質(zhì)與任務(wù)本課程圍繞計(jì)算機(jī)視覺的核心任務(wù)----圖像處理，分為六個(gè)章節(jié)，圖像基礎(chǔ)，圖像識(shí)別，人臉識(shí)別，圖像語義分割，圖像風(fēng)格遷移及圖像超分辨率重建，由淺及深，層次遞進(jìn)。不僅涵蓋了視覺處理中常用的opencv庫的教學(xué)，而且基于流行的深度學(xué)習(xí)框架tensorflow，具有很強(qiáng)的開放性和擴(kuò)展性。課程目錄包括：項(xiàng)目一、圖像操作基礎(chǔ)；項(xiàng)目二、圖像識(shí)別；項(xiàng)目三、人臉識(shí)別；項(xiàng)目四、圖像語義分割；項(xiàng)目五、圖像風(fēng)格遷移；項(xiàng)目六、圖像超分辨率重建。二、課程教學(xué)目標(biāo)（一）總體目標(biāo)1.知識(shí)目標(biāo)掌握圖像基礎(chǔ)與算法運(yùn)算。 掌握圖像顏色空間運(yùn)算與幾何變換。掌握圖像分割、統(tǒng)計(jì)、濾波。掌握卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、搭建方法。掌握基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遷移學(xué)習(xí)的圖像識(shí)別。掌握人臉識(shí)別的通用目標(biāo)檢測、opecv、dlib人臉檢測。掌握圖像分割流程，基于U-Net的語義分割。掌握圖像風(fēng)格遷移，基于VGG-19的圖像風(fēng)格遷移。掌握圖像超分辨率重建。掌握基于深度學(xué)習(xí)的超分辨率重建。2.能力目標(biāo)能夠搭建實(shí)施卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像識(shí)別）。能夠搭建實(shí)施卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（基于遷移學(xué)習(xí)的圖像識(shí)別）。掌握人臉檢測與人臉識(shí)別相關(guān)的方法。能夠?qū)崿F(xiàn)圖像風(fēng)格遷移。能夠完成圖像超分辨率重建。3.素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，樹立誠信意識(shí)，鍛煉學(xué)生溝通交流的能力。培養(yǎng)學(xué)生項(xiàng)目設(shè)計(jì)、管理和實(shí)施的能力。具備較強(qiáng)的書面表達(dá)能力。三、課程設(shè)計(jì)（一）課程設(shè)計(jì)思路本課程標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)崗位分析結(jié)合人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的人才培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)規(guī)格而制定，用于指導(dǎo)《計(jì)算機(jī)視覺基礎(chǔ)》課程建設(shè)和課程教學(xué)。課程立足于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際工作能力，以人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)視覺、模式識(shí)別等工作任務(wù)為中心組織課程內(nèi)容，讓學(xué)生在完成具體工作項(xiàng)目過程中學(xué)會(huì)完成實(shí)際崗位相應(yīng)的工作任務(wù)，并將實(shí)際崗位職責(zé)及工作規(guī)范引入教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生全面符合崗位職業(yè)能力要求。（二）課程內(nèi)容與教學(xué)要求1.課時(shí)分配表項(xiàng)目（或模塊）名稱序號(hào)任務(wù)內(nèi)容學(xué)時(shí)分配備注圖像操作基礎(chǔ)1學(xué)習(xí)圖像基礎(chǔ)22了解圖像算法運(yùn)算23學(xué)習(xí)圖像顏色空間運(yùn)算44學(xué)習(xí)圖像幾何變換25圖像閾值分割26圖像統(tǒng)計(jì)27圖像濾波4圖像識(shí)別8認(rèn)識(shí)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)29基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像識(shí)別210圖像遷移學(xué)習(xí)211基于遷移學(xué)習(xí)的圖像識(shí)別4人臉識(shí)別12通用目標(biāo)檢測413人臉檢測414人臉識(shí)別4圖像語義分割15認(rèn)識(shí)圖像語義分割416基于U-Net的語義分割4圖像風(fēng)格遷移17認(rèn)識(shí)圖像風(fēng)格遷移418基于VGG-19的圖像風(fēng)格遷移4圖像超分辨率重建19認(rèn)識(shí)圖像超分辨率重建1220基于SRCNN的圖像超分辨率重建12總學(xué)時(shí)642.任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)一了解學(xué)習(xí)圖像基礎(chǔ)學(xué)時(shí)2學(xué)習(xí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)了解什么是計(jì)算機(jī)視覺了解相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的記憶和理解能力課程德育目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣教學(xué)內(nèi)容選擇與安排：序號(hào)授課內(nèi)容思政元素與融入點(diǎn)授課形式與教學(xué)方法備注1對于計(jì)算機(jī)視覺的了解出現(xiàn)，影響，意義微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法2學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)視覺之后的作用實(shí)踐、分析能力微課：講授法；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法任務(wù)二了解圖像算法運(yùn)算學(xué)時(shí)2學(xué)習(xí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)了解所需的相關(guān)算法能夠使用算法進(jìn)行運(yùn)算素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的思維分析能力課程德育目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣教學(xué)內(nèi)容選擇與安排：序號(hào)授課內(nèi)容思政元素與融入點(diǎn)授課形式與教學(xué)方法備注1相關(guān)算法介紹分析能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法2進(jìn)行算法運(yùn)算使用動(dòng)手能力微課：講授法；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法任務(wù)三學(xué)習(xí)圖像顏色空間運(yùn)算學(xué)時(shí)4學(xué)習(xí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)掌握什么是圖像顏色空間掌握如何對顏色空間進(jìn)行運(yùn)算能力目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力課程德育目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣教學(xué)內(nèi)容選擇與安排：序號(hào)授課內(nèi)容思政元素與融入點(diǎn)授課形式與教學(xué)方法備注1講授什么是顏色空間分析能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法2顏色空間分類分析能力微課：講授法；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法任務(wù)四學(xué)習(xí)圖像幾何變換學(xué)時(shí)2學(xué)習(xí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)掌握什么是圖像幾何變換幾何變換的意義。能力目標(biāo)如何進(jìn)行變換操作。素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力課程德育目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣教學(xué)內(nèi)容選擇與安排：序號(hào)授課內(nèi)容思政元素與融入點(diǎn)授課形式與教學(xué)方法備注1幾何變換的意義分析能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法2進(jìn)行幾何變換操作動(dòng)手能力微課：講授法；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法任務(wù)五圖像閾值分割學(xué)時(shí)2學(xué)習(xí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)了解什么是圖像的閾值，閾值分割的意義能力目標(biāo)學(xué)會(huì)圖像閾值分割素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力課程德育目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣教學(xué)內(nèi)容選擇與安排：序號(hào)授課內(nèi)容思政元素與融入點(diǎn)授課形式與教學(xué)方法備注1什么是圖像閾值分析能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法2為什么進(jìn)行閾值分割分析能力微課：講授法；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法3進(jìn)行圖像閾值分割動(dòng)手能力微課：講授法；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法任務(wù)六圖像統(tǒng)計(jì)學(xué)時(shí)2學(xué)習(xí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)了解什么是圖像統(tǒng)計(jì)了解為什么進(jìn)行圖像統(tǒng)計(jì)能力目標(biāo)學(xué)會(huì)進(jìn)行圖像統(tǒng)計(jì)素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力課程德育目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣教學(xué)內(nèi)容選擇與安排：序號(hào)授課內(nèi)容思政元素與融入點(diǎn)授課形式與教學(xué)方法備注1圖像統(tǒng)計(jì)的意義分析能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法2進(jìn)行圖像統(tǒng)計(jì)操作動(dòng)手能力微課：講授法；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法任務(wù)七圖像濾波學(xué)時(shí)4學(xué)習(xí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)掌握圖像濾波的意義濾波的種類能力目標(biāo)如何進(jìn)行圖像濾波操作素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力課程德育目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣教學(xué)內(nèi)容選擇與安排：序號(hào)授課內(nèi)容思政元素與融入點(diǎn)授課形式與教學(xué)方法備注1意義、分類分析能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法2進(jìn)行圖像濾波動(dòng)手能力微課：講授法；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法任務(wù)八認(rèn)識(shí)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)時(shí)2學(xué)習(xí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)掌握卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)定義。了解卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠做什么。能力目標(biāo)掌握定義素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力課程德育目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣教學(xué)內(nèi)容選擇與安排：序號(hào)授課內(nèi)容思政元素與融入點(diǎn)授課形式與教學(xué)方法備注1什么是卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法任務(wù)九基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像識(shí)別學(xué)時(shí)2學(xué)習(xí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)什么是圖像識(shí)別。圖像識(shí)別的作用能力目標(biāo)能夠進(jìn)行圖像識(shí)別素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力課程德育目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣教學(xué)內(nèi)容選擇與安排：序號(hào)授課內(nèi)容思政元素與融入點(diǎn)授課形式與教學(xué)方法備注1什么是圖像識(shí)別技術(shù)分析能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法2進(jìn)行圖像識(shí)別動(dòng)手能力微課：講授法；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法任務(wù)十圖像遷移學(xué)習(xí)學(xué)時(shí)4學(xué)習(xí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)什么是圖像遷移。能力目標(biāo)學(xué)習(xí)如何進(jìn)行圖像的遷移素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的思維分析和實(shí)踐能力課程德育目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣教學(xué)內(nèi)容選擇與安排：序號(hào)授課內(nèi)容思政元素與融入點(diǎn)授課形式與教學(xué)方法備注1什么是圖像遷移分析能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法2如何進(jìn)行圖像遷移動(dòng)手能力微課：講授法；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法任務(wù)十一基于遷移學(xué)習(xí)的圖像識(shí)別學(xué)時(shí)4學(xué)習(xí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)掌握如何進(jìn)行圖像識(shí)別。能力目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的思維分析以及動(dòng)手能力課程德育目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣教學(xué)內(nèi)容選擇與安排：序號(hào)授課內(nèi)容思政元素與融入點(diǎn)授課形式與教學(xué)方法備注1基于遷移學(xué)習(xí)進(jìn)行圖像識(shí)別動(dòng)手能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法任務(wù)十二通用目標(biāo)檢測學(xué)時(shí)4學(xué)習(xí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)了解目標(biāo)檢測的意義。掌握目標(biāo)檢測的方法。能力目標(biāo)學(xué)會(huì)進(jìn)行目標(biāo)檢測素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力課程德育目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣教學(xué)內(nèi)容選擇與安排：序號(hào)授課內(nèi)容思政元素與融入點(diǎn)授課形式與教學(xué)方法備注1目標(biāo)檢測有什么用思考能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法2進(jìn)行通用目標(biāo)檢測動(dòng)手能力微課：講授法；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法任務(wù)十三人臉檢測學(xué)時(shí)4學(xué)習(xí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)了解人臉檢測的應(yīng)用。掌握人臉檢測方法。能力目標(biāo)學(xué)會(huì)進(jìn)行人臉檢測素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力課程德育目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣教學(xué)內(nèi)容選擇與安排：序號(hào)授課內(nèi)容思政元素與融入點(diǎn)授課形式與教學(xué)方法備注1人臉檢測技術(shù)介紹分析能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法2進(jìn)行人臉檢測動(dòng)手能力微課：講授法；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法任務(wù)十四人臉識(shí)別學(xué)時(shí)4學(xué)習(xí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)掌握人臉識(shí)別的定義。了解應(yīng)用場景。區(qū)別人臉檢測能力目標(biāo)學(xué)會(huì)進(jìn)行人臉識(shí)別素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力課程德育目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣教學(xué)內(nèi)容選擇與安排：序號(hào)授課內(nèi)容思政元素與融入點(diǎn)授課形式與教學(xué)方法備注1進(jìn)行人臉識(shí)別操作動(dòng)手能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法任務(wù)十五認(rèn)識(shí)圖像語義分割學(xué)時(shí)4學(xué)習(xí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)掌握什么是圖像語義分割掌握圖像語義分割的意義能力目標(biāo)學(xué)會(huì)進(jìn)行圖像語義分割素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的思維實(shí)踐能力課程德育目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣教學(xué)內(nèi)容選擇與安排：序號(hào)授課內(nèi)容思政元素與融入點(diǎn)授課形式與教學(xué)方法備注1認(rèn)識(shí)圖像分割思考分析能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法2進(jìn)行圖像語義分割動(dòng)手能力微課：講授法；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法任務(wù)十六基于U-Net的語義分割學(xué)時(shí)12學(xué)習(xí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)掌握語義分割。能力目標(biāo)學(xué)會(huì)使用U-Net進(jìn)行語義分割素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的思維實(shí)踐能力課程德育目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣教學(xué)內(nèi)容選擇與安排：序號(hào)授課內(nèi)容思政元素與融入點(diǎn)授課形式與教學(xué)方法備注1使用U-Net進(jìn)行語義分割動(dòng)手能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法任務(wù)十七基于SRCNN的圖像超分辨率重建學(xué)時(shí)12學(xué)習(xí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)了解圖像超分辨率重建了解SRCNN能力目標(biāo)學(xué)會(huì)利用SRCNN進(jìn)行圖像超分辨率重建素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的思維實(shí)踐能力課程德育目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣教學(xué)內(nèi)容選擇與安排：序號(hào)授課內(nèi)容思政元素與融入點(diǎn)授課形式與教學(xué)方法備注1利用SRCNN進(jìn)行圖像超分辨率重建動(dòng)手能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動(dòng)法四、課程實(shí)施（一）教學(xué)方法建議在本課程中應(yīng)推行“項(xiàng)目式”教學(xué)法，精選真實(shí)工作項(xiàng)目，在項(xiàng)目開發(fā)工作過程中，將相關(guān)知識(shí)點(diǎn)融入項(xiàng)目，提高學(xué)生知識(shí)水平與項(xiàng)目開發(fā)能力。在本課程中應(yīng)采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法，針對任務(wù)，學(xué)生認(rèn)真分析任務(wù)要求和最終實(shí)現(xiàn)的效果，列出解決問題所需的知識(shí)點(diǎn)和操作技能，制定實(shí)施方案，明確工作目標(biāo)，逐步實(shí)施，注重過程的管理與監(jiān)控。在課堂教學(xué)中，主要采用以下方法：(1)項(xiàng)目向?qū)А⑷蝿?wù)驅(qū)動(dòng)案例教學(xué)法以企業(yè)云存儲(chǔ)部署與管理的實(shí)際案例為教學(xué)藍(lán)本，項(xiàng)目向?qū)б詫?shí)際崗位技能為中心，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生快速進(jìn)入崗位職業(yè)的角色。根據(jù)案例的內(nèi)容，按照崗位技能的要求與企業(yè)實(shí)際工作任務(wù)的組織，以工作過程為中心科學(xué)地分解任務(wù)，通過任務(wù)驅(qū)動(dòng)，促進(jìn)知識(shí)技能的緊密結(jié)合。

(2)理實(shí)一體教學(xué)法以“前課堂后實(shí)訓(xùn)室”模式建設(shè)了理實(shí)一體的教學(xué)環(huán)境，按“理論講解-操作演示-技能訓(xùn)練”進(jìn)程實(shí)施理實(shí)一體教學(xué)，教學(xué)過程融“教學(xué)做”于一體，使學(xué)生很快地從理性上升到感性，實(shí)現(xiàn)知識(shí)技能的貫通，提高了教學(xué)效率。(3)小組式團(tuán)隊(duì)教學(xué)法小組式團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)法是指學(xué)生在小組或團(tuán)隊(duì)中為了完成共同的任務(wù)，有明確的責(zé)任分工的互助性學(xué)習(xí)。這種教學(xué)活動(dòng)，將學(xué)生置于核心地位，在與教師或他人合作中，學(xué)得知識(shí)，發(fā)展技能，在發(fā)展中學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、學(xué)會(huì)合作、學(xué)會(huì)創(chuàng)造。它有利于培養(yǎng)學(xué)生的主體性、合作能力、終身學(xué)習(xí)能力以及創(chuàng)新能力。（二）師資條件要求任職教師需熟知本專業(yè)、本課程的知識(shí)體系，有較強(qiáng)的駕馭教材的能力。在授課過程中重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生持續(xù)學(xué)習(xí)、獨(dú)立解決問題、職業(yè)道德和責(zé)任心、合作意識(shí)、交流和溝通的職業(yè)能力。（三）教學(xué)條件基本要求配備教學(xué)做一體化實(shí)訓(xùn)機(jī)房，整個(gè)教學(xué)活動(dòng)時(shí)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行的。教學(xué)資源放到網(wǎng)上，學(xué)生可隨時(shí)下載，學(xué)生在網(wǎng)上可以和老師在線交流，在線答疑、疑難問題留言等。教學(xué)中采用電子演示文稿、大屏幕多媒體聯(lián)機(jī)演示、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等各種先進(jìn)的教學(xué)手段，使課堂教學(xué)生動(dòng)活潑、引人入勝，提高了教學(xué)效果，同時(shí)提高了教學(xué)效率。（四）教學(xué)資源基本要求（1）教材的選用與編寫：本課程目前采用的教材是《計(jì)算機(jī)視覺基礎(chǔ)》，教材內(nèi)容以注重能力本位為原則，突出“理論夠用、重在實(shí)操”和“圖文并茂、簡