/章計(jì)算機(jī)視覺計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)第2節(jié)計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的原理課題計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的原理（第1課時(shí)）建議課時(shí)3課時(shí)課型新知學(xué)習(xí)課（√）原理探究課（）綜合應(yīng)用課（）其它_____（）教學(xué)背景分析計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的原理是本章較為重要的一節(jié)內(nèi)容，在前面的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)了解了生活中計(jì)算機(jī)視覺的應(yīng)用，并能夠說出計(jì)算機(jī)視覺的核心是特征提取和特征模型建構(gòu)，但這些僅停留在表層認(rèn)知。學(xué)生對(duì)于計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)背后的原理知之甚少，為了更加深入的學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，本節(jié)課將通過自主閱讀材料，理解人和計(jì)算機(jī)視覺的形成過程，通過實(shí)驗(yàn)探究，體驗(yàn)計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的工作流程，并加深對(duì)核心概念的理解。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.說明人的視覺是如何形成的。2.說明計(jì)算機(jī)視覺是如何形成的。3.說明計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的工作流程。4.說明圖像采集的設(shè)備有哪些。5.說明圖像在計(jì)算機(jī)中是如何表示的。學(xué)習(xí)重難點(diǎn)1.學(xué)習(xí)重點(diǎn)（1）說明人的視覺是如何形成的。（2）說明計(jì)算機(jī)視覺是如何形成的。（3）說明計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的工作流程。（4）說明圖像采集的設(shè)備有哪些。2.學(xué)習(xí)難點(diǎn)（1）說明圖像在計(jì)算機(jī)中是如何表示的。課前準(zhǔn)備教材，教學(xué)課件，學(xué)習(xí)單，視頻素材：《視頻1：計(jì)算機(jī)視覺的原理》和《視頻2：圖像的構(gòu)成》。教學(xué)過程設(shè)計(jì)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)環(huán)節(jié)一：新課引入教師活動(dòng)：1.舊知回顧：展示刷臉驗(yàn)票以及圖像識(shí)別的應(yīng)用，啟發(fā)學(xué)生思考機(jī)器人是怎么識(shí)別人臉或者物體的？2.總結(jié)機(jī)器能夠識(shí)別的關(guān)鍵是特征提取和特征模型的構(gòu)建，啟發(fā)學(xué)生思考計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的原理。學(xué)生活動(dòng)：1.思考教師提出的問題，結(jié)合前面的學(xué)習(xí)，能夠回答出機(jī)器是通過特征提取和特征模型的構(gòu)建來識(shí)別不同對(duì)象的。2.跟隨教師的思路，回憶第1節(jié)的內(nèi)容，并產(chǎn)生對(duì)計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)原理的思考。設(shè)計(jì)意圖：通過舊知回顧，引入主題——計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的原理。 環(huán)節(jié)二：新知學(xué)習(xí)教師活動(dòng)：1.組織學(xué)習(xí)活動(dòng)1：探究人和計(jì)算機(jī)視覺的形成過程。（1）說明活動(dòng)要求：觀看視頻，閱讀教材P90~91，探究人和計(jì)算機(jī)視覺的形成過程，填寫學(xué)習(xí)單問題1。（2）播放《視頻1：計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的原理》和《視頻2：人類視覺的形成過程》。（3）課堂巡視，解決學(xué)生自主學(xué)習(xí)過程中的疑問。（4）組織學(xué)生回答，并進(jìn)行活動(dòng)總結(jié)。2.詳細(xì)介紹人的視覺和計(jì)算機(jī)視覺的形成過程。強(qiáng)調(diào)人眼中的圖像是物理圖像，計(jì)算機(jī)眼中的圖像是數(shù)字圖像。3.啟發(fā)學(xué)生思考以下問題，為講解計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的工作流程作鋪墊。問題：數(shù)字圖像傳輸?shù)接?jì)算機(jī)之后，是不是計(jì)算機(jī)視覺就產(chǎn)生了呢？舉例：一張玉米的照片，傳入計(jì)算機(jī)后，下次再傳一張玉米的照片，計(jì)算機(jī)是不是能夠像人一樣識(shí)別出來呢？4.詳細(xì)介紹計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的工作流程，并強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的人工智能核心是特征提取和模型訓(xùn)練。5.詳細(xì)介紹圖像采集的流程，引出數(shù)字圖像的概念，啟發(fā)學(xué)生思考計(jì)算機(jī)眼中的數(shù)字圖像究竟是什么樣子的呢？6.組織學(xué)習(xí)活動(dòng)2：探究數(shù)字圖像的構(gòu)成。（1）說明活動(dòng)要求：請(qǐng)觀看視頻，猜想將這張圖片放大一定倍數(shù)后，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？。（2）播放《視頻2：圖像的構(gòu)成》。（3）組織學(xué)生進(jìn)行匯報(bào)。7.詳細(xì)介紹像素、單色圖像、彩色圖像等概念，重點(diǎn)講解單色圖像和彩色圖像的顏色編碼。學(xué)生活動(dòng)：1.開展學(xué)習(xí)活動(dòng)1：探究人和計(jì)算機(jī)視覺的形成過程。（1）了解活動(dòng)要求。（2）觀看視頻。（3）閱讀教材，完成學(xué)習(xí)單問題1。（4）舉手發(fā)言，匯報(bào)學(xué)習(xí)成果。2.跟隨教師的思路，系統(tǒng)了解人的視覺和計(jì)算機(jī)視覺的形成過程，并對(duì)物理圖像和數(shù)字圖像的概念有基本認(rèn)識(shí)。3.思考教師提出的問題。4.了解計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的工作流程。5.了解圖像采集的流程，思考教師提出的問題。6.開展學(xué)習(xí)活動(dòng)2：探究數(shù)字圖像的構(gòu)成。（1）了解活動(dòng)要求。（2）觀看視頻。（3）舉手發(fā)言，匯報(bào)觀察結(jié)果。7.了解像素、單色圖像和彩色圖像的概念，并理解單色圖像和彩色圖像的顏色編碼。設(shè)計(jì)意圖：通過學(xué)習(xí)活動(dòng)1，閱讀教材，自主探究人和計(jì)算機(jī)視覺的形成過程，初步認(rèn)識(shí)物理圖像和數(shù)字圖像的概念，理解計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的工作流程。通過學(xué)習(xí)活動(dòng)2，觀察圖像在計(jì)算機(jī)中的表示方法，化抽象為形象，理解像素、單色圖像和彩色圖像等核心概念。環(huán)節(jié)三：總結(jié)歸納教師活動(dòng)：1.通過提問引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，問題如下：（1）請(qǐng)分別說說人的視覺和計(jì)算機(jī)視覺形成的過程？（2）計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的工作流程主要包括哪些環(huán)節(jié)？（3）請(qǐng)說說單色（灰度）圖像和彩色圖像有什么區(qū)別？學(xué)生活動(dòng)：1.學(xué)生回答問題，進(jìn)行課堂總結(jié)。設(shè)計(jì)意圖：通過提問幫助學(xué)生回憶本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果、鞏固新知。學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)任務(wù)（詳見學(xué)習(xí)單）：閱讀教材P90~91，探究人和計(jì)算機(jī)視覺的形成過程，填寫表格。（10分）視覺外部刺激成像理解人類視覺的形成物體計(jì)算機(jī)視覺的形成分析思考：人眼中的圖像和計(jì)算機(jī)眼中的圖像有什么不同？評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：表格總共有5小空，1大空。每小空1分，大空5分，總分10分。視覺外部刺激成像理解人類視覺的形成物體眼睛大腦計(jì)算機(jī)視覺的形成物體攝像頭計(jì)算機(jī)分析思考：人眼中的圖像和計(jì)算機(jī)眼中的圖像有什么不同？人眼中的圖像是以自然形式呈現(xiàn)的，稱作物理圖像，計(jì)算機(jī)并不能直接處理物理圖像。在用計(jì)算機(jī)處理前，物理圖像會(huì)轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖像，因此計(jì)算機(jī)眼中的圖像是數(shù)字圖像?！队?jì)算機(jī)視覺技術(shù)的原理》（第一課時(shí)）學(xué)習(xí)單問題1：閱讀教材P90~91，探究人和計(jì)算機(jī)視覺的形成過程，填寫表格。視覺外部刺激成像理解人類視覺的形成物體眼睛大腦計(jì)算機(jī)視覺的形成物體攝像頭計(jì)算機(jī)分析思考：人眼中的圖像和計(jì)算機(jī)眼中的圖像有什么不同？人眼中的圖像是以自然形式呈現(xiàn)的，稱作物理圖像，計(jì)算機(jī)并不能直接處理物理圖像。在用計(jì)算機(jī)處理前，物理圖像會(huì)轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖像，因此計(jì)算機(jī)眼中的圖像是數(shù)字圖像。問題2：請(qǐng)說說單色（灰度）圖像和彩色圖像有什么區(qū)別？數(shù)字圖像可分為單色（灰度）圖像和彩色圖像兩種。單色（灰度）圖像數(shù)字圖像可分為單色（灰度）圖像和彩色圖像兩種。單色（灰度）圖像：用一個(gè)數(shù)字來表示像素的亮度（又叫灰度）。通常亮度的數(shù)值范圍在0~255，0表示黑、255表示白，其他值表示處于