職業(yè)技術(shù)學校人工智能專業(yè)計算機視覺基礎(chǔ)課程標準

計算機視覺基礎(chǔ)課程標準課程代碼[541506] 課程類別[專業(yè)核心課]學分[ 5.0] 學時[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)本課程圍繞計算機視覺的核心任務(wù)----圖像處理，分為六個章節(jié)，圖像基礎(chǔ)，圖像識別，人臉識別，圖像語義分割，圖像風格遷移及圖像超分辨率重建，由淺及深，層次遞進。不僅涵蓋了視覺處理中常用的opencv庫的教學，而且基于流行的深度學習框架tensorflow，具有很強的開放性和擴展性。課程目錄包括：項目一、圖像操作基礎(chǔ)；項目二、圖像識別；項目三、人臉識別；項目四、圖像語義分割；項目五、圖像風格遷移；項目六、圖像超分辨率重建。二、課程教學目標（一）總體目標1.知識目標掌握圖像基礎(chǔ)與算法運算。 掌握圖像顏色空間運算與幾何變換。掌握圖像分割、統(tǒng)計、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)和遷移學習的圖像識別。掌握人臉識別的通用目標檢測、opecv、dlib人臉檢測。掌握圖像分割流程，基于U-Net的語義分割。掌握圖像風格遷移，基于VGG-19的圖像風格遷移。掌握圖像超分辨率重建。掌握基于深度學習的超分辨率重建。2.能力目標能夠搭建實施卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像識別）。能夠搭建實施卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（基于遷移學習的圖像識別）。掌握人臉檢測與人臉識別相關(guān)的方法。能夠?qū)崿F(xiàn)圖像風格遷移。能夠完成圖像超分辨率重建。3.素質(zhì)目標培養(yǎng)學生團隊協(xié)作精神，樹立誠信意識，鍛煉學生溝通交流的能力。培養(yǎng)學生項目設(shè)計、管理和實施的能力。具備較強的書面表達能力。三、課程設(shè)計（一）課程設(shè)計思路本課程標準是依據(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)標準中的人才培養(yǎng)目標和培養(yǎng)規(guī)格而制定，用于指導《計算機視覺基礎(chǔ)》課程建設(shè)和課程教學。課程立足于培養(yǎng)學生實際工作能力，以人工智能機器學習、深度學習、計算機視覺、模式識別等工作任務(wù)為中心組織課程內(nèi)容，讓學生在完成具體工作項目過程中學會完成實際崗位相應(yīng)的工作任務(wù)，并將實際崗位職責及工作規(guī)范引入教學環(huán)節(jié)，使學生全面符合崗位職業(yè)能力要求。（二）課程內(nèi)容與教學要求1.課時分配表項目（或模塊）名稱序號任務(wù)內(nèi)容學時分配備注圖像操作基礎(chǔ)1學習圖像基礎(chǔ)22了解圖像算法運算23學習圖像顏色空間運算44學習圖像幾何變換25圖像閾值分割26圖像統(tǒng)計27圖像濾波4圖像識別8認識卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)29基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像識別210圖像遷移學習211基于遷移學習的圖像識別4人臉識別12通用目標檢測413人臉檢測414人臉識別4圖像語義分割15認識圖像語義分割416基于U-Net的語義分割4圖像風格遷移17認識圖像風格遷移418基于VGG-19的圖像風格遷移4圖像超分辨率重建19認識圖像超分辨率重建1220基于SRCNN的圖像超分辨率重建12總學時642.任務(wù)設(shè)計任務(wù)一了解學習圖像基礎(chǔ)學時2學習目標：知識目標了解什么是計算機視覺了解相關(guān)的基礎(chǔ)知識素質(zhì)目標培養(yǎng)學生的記憶和理解能力課程德育目標：激發(fā)學生學習興趣教學內(nèi)容選擇與安排：序號授課內(nèi)容思政元素與融入點授課形式與教學方法備注1對于計算機視覺的了解出現(xiàn)，影響，意義微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動法2學習計算機視覺之后的作用實踐、分析能力微課：講授法；任務(wù)驅(qū)動法任務(wù)二了解圖像算法運算學時2學習目標：知識目標了解所需的相關(guān)算法能夠使用算法進行運算素質(zhì)目標培養(yǎng)學生的思維分析能力課程德育目標：激發(fā)學生學習興趣教學內(nèi)容選擇與安排：序號授課內(nèi)容思政元素與融入點授課形式與教學方法備注1相關(guān)算法介紹分析能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動法2進行算法運算使用動手能力微課：講授法；任務(wù)驅(qū)動法任務(wù)三學習圖像顏色空間運算學時4學習目標：知識目標掌握什么是圖像顏色空間掌握如何對顏色空間進行運算能力目標素質(zhì)目標培養(yǎng)學生的實踐能力課程德育目標：激發(fā)學生學習興趣教學內(nèi)容選擇與安排：序號授課內(nèi)容思政元素與融入點授課形式與教學方法備注1講授什么是顏色空間分析能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動法2顏色空間分類分析能力微課：講授法；任務(wù)驅(qū)動法任務(wù)四學習圖像幾何變換學時2學習目標：知識目標掌握什么是圖像幾何變換幾何變換的意義。能力目標如何進行變換操作。素質(zhì)目標培養(yǎng)學生的實踐能力課程德育目標：激發(fā)學生學習興趣教學內(nèi)容選擇與安排：序號授課內(nèi)容思政元素與融入點授課形式與教學方法備注1幾何變換的意義分析能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動法2進行幾何變換操作動手能力微課：講授法；任務(wù)驅(qū)動法任務(wù)五圖像閾值分割學時2學習目標：知識目標了解什么是圖像的閾值，閾值分割的意義能力目標學會圖像閾值分割素質(zhì)目標培養(yǎng)學生的實踐能力課程德育目標：激發(fā)學生學習興趣教學內(nèi)容選擇與安排：序號授課內(nèi)容思政元素與融入點授課形式與教學方法備注1什么是圖像閾值分析能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動法2為什么進行閾值分割分析能力微課：講授法；任務(wù)驅(qū)動法3進行圖像閾值分割動手能力微課：講授法；任務(wù)驅(qū)動法任務(wù)六圖像統(tǒng)計學時2學習目標：知識目標了解什么是圖像統(tǒng)計了解為什么進行圖像統(tǒng)計能力目標學會進行圖像統(tǒng)計素質(zhì)目標培養(yǎng)學生的實踐能力課程德育目標：激發(fā)學生學習興趣教學內(nèi)容選擇與安排：序號授課內(nèi)容思政元素與融入點授課形式與教學方法備注1圖像統(tǒng)計的意義分析能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動法2進行圖像統(tǒng)計操作動手能力微課：講授法；任務(wù)驅(qū)動法任務(wù)七圖像濾波學時4學習目標：知識目標掌握圖像濾波的意義濾波的種類能力目標如何進行圖像濾波操作素質(zhì)目標培養(yǎng)學生的實踐能力課程德育目標：激發(fā)學生學習興趣教學內(nèi)容選擇與安排：序號授課內(nèi)容思政元素與融入點授課形式與教學方法備注1意義、分類分析能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動法2進行圖像濾波動手能力微課：講授法；任務(wù)驅(qū)動法任務(wù)八認識卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學時2學習目標：知識目標掌握卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)定義。了解卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠做什么。能力目標掌握定義素質(zhì)目標培養(yǎng)學生的實踐能力課程德育目標：激發(fā)學生學習興趣教學內(nèi)容選擇與安排：序號授課內(nèi)容思政元素與融入點授課形式與教學方法備注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)動法任務(wù)九基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像識別學時2學習目標：知識目標什么是圖像識別。圖像識別的作用能力目標能夠進行圖像識別素質(zhì)目標培養(yǎng)學生的實踐能力課程德育目標：激發(fā)學生學習興趣教學內(nèi)容選擇與安排：序號授課內(nèi)容思政元素與融入點授課形式與教學方法備注1什么是圖像識別技術(shù)分析能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動法2進行圖像識別動手能力微課：講授法；任務(wù)驅(qū)動法任務(wù)十圖像遷移學習學時4學習目標：知識目標什么是圖像遷移。能力目標學習如何進行圖像的遷移素質(zhì)目標培養(yǎng)學生的思維分析和實踐能力課程德育目標：激發(fā)學生學習興趣教學內(nèi)容選擇與安排：序號授課內(nèi)容思政元素與融入點授課形式與教學方法備注1什么是圖像遷移分析能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動法2如何進行圖像遷移動手能力微課：講授法；任務(wù)驅(qū)動法任務(wù)十一基于遷移學習的圖像識別學時4學習目標：知識目標掌握如何進行圖像識別。能力目標素質(zhì)目標培養(yǎng)學生的思維分析以及動手能力課程德育目標：激發(fā)學生學習興趣教學內(nèi)容選擇與安排：序號授課內(nèi)容思政元素與融入點授課形式與教學方法備注1基于遷移學習進行圖像識別動手能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動法任務(wù)十二通用目標檢測學時4學習目標：知識目標了解目標檢測的意義。掌握目標檢測的方法。能力目標學會進行目標檢測素質(zhì)目標培養(yǎng)學生的實踐能力課程德育目標：激發(fā)學生學習興趣教學內(nèi)容選擇與安排：序號授課內(nèi)容思政元素與融入點授課形式與教學方法備注1目標檢測有什么用思考能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動法2進行通用目標檢測動手能力微課：講授法；任務(wù)驅(qū)動法任務(wù)十三人臉檢測學時4學習目標：知識目標了解人臉檢測的應(yīng)用。掌握人臉檢測方法。能力目標學會進行人臉檢測素質(zhì)目標培養(yǎng)學生的實踐能力課程德育目標：激發(fā)學生學習興趣教學內(nèi)容選擇與安排：序號授課內(nèi)容思政元素與融入點授課形式與教學方法備注1人臉檢測技術(shù)介紹分析能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動法2進行人臉檢測動手能力微課：講授法；任務(wù)驅(qū)動法任務(wù)十四人臉識別學時4學習目標：知識目標掌握人臉識別的定義。了解應(yīng)用場景。區(qū)別人臉檢測能力目標學會進行人臉識別素質(zhì)目標培養(yǎng)學生的實踐能力課程德育目標：激發(fā)學生學習興趣教學內(nèi)容選擇與安排：序號授課內(nèi)容思政元素與融入點授課形式與教學方法備注1進行人臉識別操作動手能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動法任務(wù)十五認識圖像語義分割學時4學習目標：知識目標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學會進行圖像語義分割素質(zhì)目標培養(yǎng)學生的思維實踐能力課程德育目標：激發(fā)學生學習興趣教學內(nèi)容選擇與安排：序號授課內(nèi)容思政元素與融入點授課形式與教學方法備注1認識圖像分割思考分析能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動法2進行圖像語義分割動手能力微課：講授法；任務(wù)驅(qū)動法任務(wù)十六基于U-Net的語義分割學時12學習目標：知識目標掌握語義分割。能力目標學會使用U-Net進行語義分割素質(zhì)目標培養(yǎng)學生的思維實踐能力課程德育目標：激發(fā)學生學習興趣教學內(nèi)容選擇與安排：序號授課內(nèi)容思政元素與融入點授課形式與教學方法備注1使用U-Net進行語義分割動手能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動法任務(wù)十七基于SRCNN的圖像超分辨率重建學時12學習目標：知識目標了解圖像超分辨率重建了解SRCNN能力目標學會利用SRCNN進行圖像超分辨率重建素質(zhì)目標培養(yǎng)學生的思維實踐能力課程德育目標：激發(fā)學生學習興趣教學內(nèi)容選擇與安排：序號授課內(nèi)容思政元素與融入點授課形式與教學方法備注1利用SRCNN進行圖像超分辨率重建動手能力微課；講授法；任務(wù)驅(qū)動法四、課程實施（一）教學方法建議在本課程中應(yīng)推行“項目式”教學法，精選真實工作項目，在項目開發(fā)工作過程中，將相關(guān)知識點融入項目，提高學生知識水平與項目開發(fā)能力。在本課程中應(yīng)采用任務(wù)驅(qū)動式教學方法，針對任務(wù)，學生認真分析任務(wù)要求和最終實現(xiàn)的效果，列出解決問題所需的知識點和操作技能，制定實施方案，明確工作目標，逐步實施，注重過程的管理與監(jiān)控。在課堂教學中，主要采用以下方法：(1)項目向?qū)А⑷蝿?wù)驅(qū)動案例教學法以企業(yè)云存儲部署與管理的實際案例為教學藍本，項目向?qū)б詫嶋H崗位技能為中心，激發(fā)學生學習興趣，使學生快速進入崗位職業(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)實際工作任務(wù)的組織，以工作過程為中心科學地分解任務(wù)，通過任務(wù)驅(qū)動，促進知識技能的緊密結(jié)合。

(2)理實一體教學法以“前課堂后實訓室”模式建設(shè)了理實一體的教學環(huán)境，按“理論講解-操作演示-技能訓練”進程實施理實一體教學，教學過程融“教學做”于一體，使學生很快地從理性上升到感性，實現(xiàn)知識技能的貫通，提高了教學效率。(3)小組式團隊教學法小組式團隊學習法是指學生在小組或團隊中為了完成共同的任務(wù)，有明確的責任分工的互助性學習。這種教學活動，將學生置于核心地位，在與教師或他人合作中，學得知識，發(fā)展技能，在發(fā)展中學會學習、學會合作、學會創(chuàng)造。它有利于培養(yǎng)學生的主體性、合作能力、終身學習能力以及創(chuàng)新能力。（二）師資條件要求任職教師需熟知本專業(yè)、本課程的知識體系，有較強的駕馭教材的能力。在授課過程中重點培養(yǎng)學生持續(xù)學習、獨立解決問題、職業(yè)道德和責任心、合作意識、交流和溝通的職業(yè)能力。（三）教學條件基本要求配備教學做一體化實訓機房，整個教學活動時在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進行的。教學資源放到網(wǎng)上，學生可隨時下載，學生在網(wǎng)上可以和老師在線交流，在線答疑、疑難問題留言等。教學中采用電子演示文稿、大屏幕多媒體聯(lián)機演示、網(wǎng)絡(luò)教學等各種先進的教學手段，使課堂教學生動活潑、引人入勝，提高了教學效果，同時提高了教學效率。（四）教學資源基本要求（1）教材的選用與編寫：本課程目前采用的教材是《計算機視覺基礎(chǔ)》，教材內(nèi)容以注重能力本位為原則，突出“理論夠用、重在實操”和“圖文并茂、簡