《計算機視覺技術應用（OpenCV）》課程標準課程編碼：課程類別：專業課適用專業：授課單位：學分：3學時：48編寫執筆人及編寫日期：審定負責人及審定日期：一、課程定位1、課程在專業培養中的定位及作用計算機視覺技術應用（OpenCV）是為計算機應用技術專業開設的一門專業必修課，主要培養基于OpenCV的計算機視覺應用開發的能力，對學生職業能力培養和職業素養養成起著主要的支撐作用，課程總課時48學時，在第五學期開設。2、本課程與其它課程的關系該課程的先修課程為《Python程序設計》，經過該課程的學習學生已經具備基本Python程序設計能力。該課程后續課程有《頂崗實習》、《畢業設計（論文）》等，對后續課程的支撐能力是基于OpenCV的計算機視覺應用開發的能力。表1前導、后續課程一覽表前導課程本課程后續課程《Python程序設計》《計算機視覺技術應用（OpenCV）》《頂崗實習》、《畢業設計（論文）》二、課程設計理念及思路對課程相應職業崗位、職業能力與工作任務進行詳細分析，并聘請企業同行專家參與課程的規劃、設計與開發，共同確定本課程的課程教學目標。本課程的總體目標是：針對崗位中典型工作任務，培養學生使用OpenCV進行計算機視覺應用、算法效果測試、項目實施、算法維護所需的職業能力，掌握使用OpenCV進行計算機視覺開發的的基本方法，形成計算機視覺開發的基本思想，養成良好的編程習慣，培養嚴謹務實的分析問題與解決問題能力，從中培養專業素質、培養編程興趣、為1+X考證相關后續課程奠定扎實基礎，為專業培養目標提供支撐，為取得程序員職業資格證書和今后的可持續發展奠定基礎。三、課程目標1.知識目標了解OpenCV的發展和歷史；理解圖像的基本概念理解OpenCV中的基本概念；掌握OpenCV中圖像的基本操作；掌握OpenCV中的幾何形狀繪制；掌握OpenCV中圖像高級操作；掌握OpenCV中的視頻基本操作；掌握OpenCV中常用圖像處理方法；2.技能目標能熟練應用集成環境設計和調試OpenCV的程序；能用OpenCV設計解決簡單實際的計算機視覺相關問題的程序，并能完成簡單程序的測試；能夠閱讀、理解源程序和設計解題流程的能力；能通過互聯網、文獻資料鞏固和拓展所學知識；有分析系統的大局觀，具有邏輯推理、逆向思維和自頂向下的流程分析的基本能力。3.素質目標培養學生主動探索、積極創新的能力；培養學生的規范意識、知識產權意識、安全意識；培養學生溝通交流的能力和團隊協作精神；培養學生具有精益求精的工作精神；培養學生具有學習精神、勞動精神和愛國精神。四、課程的內容與要求為了讓學生能夠從易到難逐步掌握計算機視覺應用開發能力，課程結合1+X證書的技能點，選取合適的教學項目配合OpenCV知識點，進行課程教學。表2課程教學單元設計序號單元名稱學習目標學習內容學時建議教學方法手段建議教學條件考核評價1計算機視覺概述 了解什么是計算機視覺； 能夠區分計算機視覺和其他相關領域的不同 了解計算機視覺的發展歷史 熟悉計算機視覺的應用領域 熟悉計算機視覺的典型視覺任務計算機視覺能夠解決什么問題？區分計算機視覺與其他領域計算機視覺的發展歷史計算機視覺的發展趨勢4線上線下混合式教學；一體化教學；項目導向、任務驅動；項目填充法；理實一體化實訓室；廣播教學系統；確保每個學生有PC機一臺；安裝Pycharm、Office等軟件。形成性考核2環境搭建了解Pycharm；了解Anaconda；掌握在Anaconda中安裝Python包；掌握Windows下安裝Anaconda；掌握Windows下安裝Pycharm；1.Anaconda安裝2Anaconda虛擬環境創建3Pycharm下載4Pycharm安裝5Pycharm加載Aanconda虛擬環境4線上線下混合式教學；一體化教學；項目導向、任務驅動；項目填充法；理實一體化實訓室；廣播教學系統；確保每個學生有PC機一臺；安裝Pycharm、Office等軟件。形成性考核3簡易調色畫布了解像素的概念；了解RGB顏色模型；掌握OpenCV中回調函數的定義；掌握OpenCV中BGR排列模式掌握OpenCV中實現調色畫布的原理掌握OpenCV的滑塊操作的相關函數使用方法；像素像素坐標系RGB顏色模型BRG排列模式滑動條簡易調色畫布原理8線上線下混合式教學；一體化教學；項目導向、任務驅動；項目填充法；理實一體化實訓室；廣播教學系統；確保每個學生有PC機一臺；安裝Pycharm、Office等軟件。形成性考核4幾何圖像繪制了解幾何結構與標簽在計算機視覺中的常見應用；掌握OpenCV中繪制直線、矩形、圓、多邊形和文本的函數及其使用方法；掌握計算機對幾何基礎元素或圖形的定義方式，具備自定義或修改圖像模式的能力。直線的繪制矩形的繪制圓的繪制多邊形的繪制文本的繪制4線上線下混合式教學；一體化教學；項目導向、任務驅動；項目填充法；理實一體化實訓室；廣播教學系統；確保每個學生有PC機一臺；安裝Pycharm、Office等軟件。形成性考核5簡單的圖像處理了解圖像處理的基本知識了解圖像的旋轉和平移實現方法；了解圖像的形態學處理方法；掌握OpenCV中的旋轉、平移、鏡像、翻轉實現的具體算法。掌握OpenCV中的形態學處理實現的具體算法。圖像的翻轉處理圖像的形態學處理4線上線下混合式教學；一體化教學；項目導向、任務驅動；項目填充法；理實一體化實訓室；廣播教學系統；確保每個學生有PC機一臺；安裝Pycharm、Office等軟件。形成性考核6馬賽克 了解馬賽克實現原理 了解圖片、視頻中馬賽克的實現方法； 掌握馬賽克拼圖的實現方法。 掌握OpenCV中的馬賽克實現的具體算法。圖像馬賽克的實現視頻馬賽克的實現馬賽克拼圖效果實現4線上線下混合式教學；一體化教學；項目導向、任務驅動；項目填充法；理實一體化實訓室；廣播教學系統；確保每個學生有PC機一臺；安裝Pycharm、Office等軟件。形成性考核7圖像美顏了解空域濾波的基礎知識；了解美顏的算法原理掌握OpenCV3.0實現濾波處理的相關函數使用方法；均值濾波方框濾波高斯濾波中值濾波雙邊濾波8線上線下混合式教學；一體化教學；項目導向、任務驅動；項目填充法；理實一體化實訓室；廣播教學系統；確保每個學生有PC機一臺；安裝Pycharm、Office等軟件。形成性考核8人臉檢測了解人臉檢測算法；了解目標檢測任務與特征工程；了解級聯分類器；掌握OpenCV中的人臉檢測算法。1.計算機視覺任務與目標識別算法2.Haar特征與積分圖3.AdaBoost級聯分類器4.人臉檢測8線上線下混合式教學；一體化教學；項目導向、任務驅動；項目填充法；理實一體化實訓室；廣播教學系統；確保每個學生有PC機一臺；安裝Pycharm、Office等軟件。形成性考核9人臉跟蹤了解人臉識別和檢測的算法原理； 了解人臉跟蹤的算法原理； 掌握OpenCV3.0相關函數使用方法，綜合運用實現人臉跟蹤項目。1基于特征匹配的跟蹤2基于區域匹配的跟蹤3基于模型匹配的跟蹤4線上線下混合式教學；一體化教學；項目導向、任務驅動；項目填充法；理實一體化實訓室；廣播教學系統；確保每個學生有PC機一臺；安裝Pycharm、Office等軟件。形成性考核五、教學建議建議采用一體化教學，課程教學場地安排在實訓室，為了保證一體化的有效開展，使用廣播教學系統和程序設計在線實踐平臺，通過廣播教學、自動判題系統、優秀作品展示、作業分發等功能有效開展。因本課程是專業基礎課，所編程序比較簡單，建議主要以個人獨立工作為主，保證人人可上機實際操作。允許小組討論，可安排領先同學輔導落后同學。六、課程實施條件1.教師基本要求教師教學態度端正，具備OpenCV的計算機視覺的應用分析、開發、調試能力，有實際程序設計經驗。2.校內外實踐教學條件要求本課程主要教學硬件設施及配備要求如下：確保每個學生有PC機一臺，安裝OpenCV所需要的開發環境。有完善的一體化教學設施：投影儀、白板、廣播教學軟件等。3.教學資源基本要求（1）教材選用與編寫，OpenCV在本世紀發展迅速，程序的標準也在變化，版本迭代非常快，大版本已經升級到了OpenCV4.x，OpenCV中的方法和部分用法都發生了變化。建議授課教師本選取OpenCV3.x或者OpenCV4.x作為教學框架，教材選擇重點要考慮教學內容的編排合理性，知識點講解的清晰度，案例的代表性，以及配套資源和輔助學習的量。教材建議：王偉斌黃日辰.計算機視覺應用實戰（OpenCV）[M].北京:電子工業出版社,2023年3月.（2）教學建議采用一體化教學，課程教學場地安排在實訓室，為了保證一體化的有效開展，使用廣播教學系統，通過廣播教學、優秀作品展示、作業分發等功能有效開展。（3）開發課程資源并建立課程教學平臺，課程資源包括教學教案、電子課件、教學案例、教學動畫、理論試題與習題、實踐操作練習題、考證資源、參考資源等。（4）建立在線課程平臺開展在線專題討論、無紙化作業布置和批改、過程記錄和多元化評價程等教學環節。（5）利用考試系統，加強對學生實踐操作能力的考核。七、評價建議本課程教學過程以學生為主體，因此考核以形成性考核的方式出現，重在考查學生在項目實施中表現出來的能力，重點是解決實際問題的能力和對知識自學的能力。具體考核方案如下表所示。序號考核內容考核形式考核重點比例形成性考核教師記錄職業素養出勤率、課堂表現、穿工作服進入實驗室、遵守實驗室7S規則等10%隨堂練習、學生完成，系統評判、教師打分、反饋！隨堂練習作業完成率和正確率10%課后練習、學生完成，系統評判、教師打分、反饋！課后練習作業完成率和正確率10%學生完成、教師打分、反饋！項目實戰根據學生完成項目的完整度30%終結性考核學生完成，系統評判、教師打分、反饋！機考題目的正確率40%八、實施樣例各單元的實施可以參考如下模式進行（授課教師也可以根據實際情況進行調整）：“六步”展開：【發布任務】—>【任務分析】—>【任務實施】—>【教師布置新任務】—>【學生自主實施任務】—>【學生提交任務，評價總結】。表4教學實施過程教學環節教學內容教學活動教師活動學生活動課前【課前預習】教師發布預習任務，學生平臺中自學任務。【發布學習任務資源】【學習任務資源】通過視頻、教案、PPT學習本任務知識點。【做好課前預習筆記】課中【發布任務】從項目中抽取本任務，明確本任務目標。【演示成品，下達任務】將要達到的目標以演示成品或半成品的形式展示給學生。從項目中抽取本任務，下達任務。【明確學習任務】理解本次任務作用、目標。【任務分析】分析本次任務的解決方案。【分析解決方案】組織學生分析本次任務的解決方案，總結實施方案。【討論分析】小組討論各種解決方案，分析各個利弊。【任務實施】教師講解新知識，通過案例形式與學生一起實施該任務。【試錯法調試程序】講解編程中的易錯點。【嘗試編程】獨立編程實現。【教師布置新任務】教師提出學生實踐練習任務。項目選用來自學生生活的“學生信息管理系統”。【提供項目資源，布置任務】下發系統數據庫設計表結構文檔，讓學生根據要求編程實現。【接收任務】學生接收任務