项目一 搭建开发环境——图像基础 001
知识目标 001
技能目标 001
情景描述 001
知识准备 002
1.1 图像处理 002
1.2 计算机视觉库OpenCV 004
1.3 开发环境 007
1.4 图像处理的基本流程 007
任务实现 008
任务1.1 下载并安装Python 008
任务1.2 下载并安装OpenCV 010
任务1.3 下载并安装PyCharm 011
任务1.4 新建项目并配置环境 012
任务1.5 运行OpenCV的示例程序 014
提高与拓展 016
【提高】了解其他与图像处理相关的库 016
【拓展】2022年北京冬奥会上的人工智能 017
思考与练习 018

项目二 图像打码——图像基本操作 019
知识目标 019
技能目标 019
情景描述 019
知识准备 020
2.1 图像与视频的基础知识 020
2.2 图像与视频的读取、显示、写入 026
2.3 NumPy的基本操作 031
2.4 图像的基本操作 033
任务实现 042
任务2.1 对图像局部进行遮挡 042
任务2.2 对图像进行打码 043
提高与拓展 044
【提高】随机打码算法 044
【拓展】ImageNet数据集 044
思考与练习 045

项目三 照片美化——图像变换 047
知识目标 047
技能目标 047
情景描述 047
知识准备 048
3.1 图像的几何变换 049
3.2 图像滤波 054
3.3 图像的形态变换 064
任务实现 069
提高与拓展 070
【提高】更多美化效果 070
【拓展】眼见不一定为实——视错觉现象 072
思考与练习 073

项目四 简易画图板——图形用户界面 075
知识目标 075
技能目标 075
情景描述 075
知识准备 076
4.1 窗口的操作 076
4.2 绘制图形 079
4.3 鼠标交互 084
4.4 滑动条 086
任务实现 088
任务4.1 在窗口中随着鼠标指针移动的轨迹绘图 089
任务4.2 右击清空画图板 089
提高与拓展 090
【提高】用滑动条设置画笔的粗细 090
【拓展】我国的人工智能产业简介 092
思考与练习 092

项目五 图像融合——直方图与图像金字塔 094
知识目标 094
技能目标 094
情景描述 094
知识准备 095
5.1 直方图 095
5.2 计算和绘制直方图 097
5.3 直方图的应用 101
5.4 图像金字塔 105
5.5 图像金字塔的构造 106
5.6 图像金字塔的应用 109
任务实现 112
任务5.1 直方图均衡化 112
任务5.2 用图像金字塔实现图像融合 113
提高与拓展 114
【提高】色彩均衡 114
【拓展】图像缩放攻击 116
思考与练习 116

项目六 图像换背景——图像分割 118
知识目标 118
技能目标 118
情景描述 118
知识准备 119
6.1 阈值处理 119
6.2 边缘检测 126
6.3 分水岭算法 127
6.4 交互式前景提取 132
任务实现 136
任务6.1 选取合适的图像分割方法进行图像分割 136
任务6.2 更换背景 137
提高与拓展 138
【提高】鼠标交互的前景提取 138
【拓展】无人驾驶技术中的道路标志检测 140
思考与练习 142

项目七 物品自动计数——图像轮廓 144
知识目标 144
技能目标 144
情景描述 144
知识准备 144
7.1 查找并绘制轮廓 145
7.2 轮廓的外包 148
7.3 轮廓的特征 155
7.4 轮廓的高级属性 156
任务实现 157
任务7.1 根据颜色分割图像 158
任务7.2 查找图像中的轮廓 158
任务7.3 判别轮廓形状是否为圆 159
任务7.4 在圆心处标序号并计数 160
提高与拓展 161
【提高】轮廓的特征矩 161
【拓展】可以挑战专业画师的AI绘画 162
思考与练习 163

项目八 全景照片拼接——图像特征点 165
知识目标 165
技能目标 165
情景描述 165
知识准备 166
8.1 特征点的含义 166
8.2 特征点检测 167
8.3 特征匹配 175
8.4 霍夫变换 181
任务实现 185
任务8.1 特征点检测 185
任务8.2 特征匹配 186
任务8.3 对第二张图像进行透视变换 186
任务8.4 图像拼接 187
提高与拓展 188
【提高】无缝拼接 188
【拓展】VR技术下的《清明上河图》，带你“穿越”回千年前的汴京 189
思考与练习 190

项目九 人脸检测与人脸识别 192
知识目标 192
技能目标 192
情景描述 192
知识准备 194
9.1 人脸检测 194
9.2 人脸识别 202
任务实现 208
任务9.1 用摄像头采集人脸图像 209
任务9.2 人脸识别考勤 210
提高与拓展 211
【提高】HOG特征检测器与行人检测 211
【拓展】这个大学的男生、女生的“平均脸”长这样 213
思考与练习 215