粤高教版信息技术八年级下册2-4 检测图像中的人脸 教案

广东高等教育版信息技术八年级下册第二单元第4课教学设计

课题第4课检测图像中的人脸单元第二单元学科信息技术年级八年级

1、了解OpenCV库的功能。

学习2、初步了解分类器的作用。

目标3、理解cv2.imread()、cv2.imshow()、cv2.rectangle()函数的功能与用法。

4、掌握用OpenCV库检测图像中人脸的方法与步骤。

重点理解cv2.imread()scv2.imshowOscv2.rectangle()函数的功能与用法。

难点掌握用OpenCV库检测图像中人脸的方法与步骤。

教学过程

教学环节教师活动学生活动设计意图

导入新课观看图形。

刷脸支付二

观看、欣赏、激发学生的学习

思考兴趣，了解日常

1,0生活中的人脸识

图24-1支付宝人脸识^

别检测。

随着人工智能时代的到来，人脸识别技术得到了广

泛的应用，如火车站人脸识别进站、银行刷脸取款、

支付宝和微信等人脸识别支付等。

人脸检测是人脸识别的重要基础。如何从图像中检

测出人脸呢？

如图2-4-2所示，当用智能手机拍照时，怎样确定

手机已经检测到人脸呢？

图2-4-2手机拍照的人脸检测

讲授新课一、分析问题

本课的任务是编写程序从图片中找出所有人的脸，

并对每一张脸用矩形框做出标记，如图2-4-3所示：进行探究，初

步了解程序解自主探究，学生

决的关键问理解和掌握。

题。

图2-4-3图像中的人脸检测效果

程序要解决的关键问题：

一是如何调用人脸分类器文件创建人脸检测器以

检测图像中的人脸；

二是如何获得图像中的人脸范围的数据，并在图像

上用图形绘制人脸范围的标记。

要解决这两个问题，在程序中需要利用到OpenCV

库。

二、学习新知

（―）OpenCV库

•OpenCV库是一个跨平台的计算机视觉库，

可以运行在Linux、Windows、Android、

MacOS操作系统上。可以处理图像识别、目

标检测、图像分割和行人再识别等主流视觉任

了解OpenCV动手导入

务。OpenCV库在Python3中使用的名称是

库。OpenCV库

cv2„

O

•如下图：

<21在DOS方式中安装OpenCV库的命令为：二

pipinstallopencv-python

在Python中导入OpenCV库（cv2）的

命令为：

importcv2

（二）分类器

分类器的作用是根据已有类别的训练数据，判断一

个新样本是否同属该类别。

例如，利用猫脸分类器文件了解分类器的

,haarcascade-fronttalcatface.xml'来检测一张图像作用及类别。

是否有猫脸的程序如下：听讲、了解。

#carface.py

importcv2#导入cv2库

#读入待检的图像文件，存到img中

img=cv2.imread(*images/catl.jpg')

#创建名为face的猫脸检测器

face=cv2.CascadeClassifier('haarcascade_frontalcatface.xmr)

#将101。中的图像转为灰度图像，存到gray中

gray=cv2.cvtColor(img,cv2.COLOR_BGR2GRAY)

faces=faces.detectMultiScale(gray,1.2,5)#检测9^丫中所有的猫脸

for(x,y,w,h)inface:#从列表face中读取所有的猫脸数据

#在每张猫脸上画矩形框

cv2.rectangle(img,(x,y),(x+w,y+h),(0,0,255),3)

cv2.imshow('result',img)#在result窗口中显示已检测的图像

cv2.waitKey(0)#按任意键退出

cv2.destroyAIIWindowsO#关闭所有窗口

探究：

运行猫脸检测程序cat_face.py,了解猫脸检测的流

程，体会各函数的作用，并将表2-4-1补充完整。

1函数作用

cv2.imread0读入图像

cv2.CascadeClassifier()创建检测器

cv2.cvtColor()转换图片颜色

face.detectMultiScaleO罂落蟹墨察道操作、实践

录各张脸的左上角坐标及宽与局

cv2.rectangle0用矩形框标注检测到的猫脸

cv2.imshow()在指定窗口中显示所有检测到的图像

cv2.waitKeyO等待按下任意键

cv2.destroyAIIWindowsO关闭所有窗口

三、设计算法

1、导入cv2库

2、读入人脸检测图像

3、创建人脸检测器

4、对图像进行灰度处理，进行人脸检测

5、根据检测到的人脸数据，用矩形框标注人脸

6、显不标注人脸后的图像

四、编写程序

(-)读入图像

读入图像是人脸检测的第一步，我们先用cv2的函了解读入图像

数读入一个图像并显示出来。的的用法。

实践：

完善并运行程序human_face.py,读入和显示待检

测人脸的图像，观察运行结果。

#human_face.py

importcv2#导入cv2库

,,)#从文彳^^中

img_cv2,imread(jmages/facel.jpgfacel.jpg

读入图像文件facel.jpg

cv2.imshow('result',img)#在result窗口显示图像

cv2.waitKey(0)#按任意键退出

cv2.destroyAIIWindowsO#关闭所有窗口

(-)检测图像中的人脸

在读入图像后，接下来需要创建人脸检测器进行人

脸检测，并根据检测到的人脸数据用矩形框标注人

脸区域。

学生听老师讲

1、创建人脸检测器

()教师讲解，学解，了解创建人

用cv2.CascadeClassifie「()函数创建一^名为face

的人脸检测器，代码如下。生听讲，了解脸检测器。

检测图像中的

face=cv2.CascadeClassifier(^aarcascade.frontalface.defaultxmri

人脸。

其中,参数Hhaarcascade_frontalface_defaultxmr,是人脸检测器文件

2、检测人脸区域

(1)fflcv2.cvtcolor()将img中的图像转换为灰度图像，存放在gray中

gray=cv2.cvtColor(img,cv2.COLOR.BGR2GRAY)

其中，参数cv2.COLOR_BGR2GRAY表示将img中的图像转换为灰度

图像,颛灰度图像可以昭既十脸，加快检测簸

(2)用face.detectMultiScale()函数检测图像中

的人脸

face=face.detectMultiScale(gray,l.l,3)

掌握标注人脸

3、标注人脸区域区域的用法。

用f。嘴环读取face中的所有人脸数据，获得每张人脸区域的左上角坐

标(x,y3宽w和高h,逐一用cv2.「ectangle()函数的原图像img上画矩形。

for(x,y,w,h)infaces:

cv2.rectangle(img,(x,y),(x+wry+h),(255,0,0),4)

该函数的参数含义如图2-4-4所示

1、在程序human_face.py的基础上，添加创建人

脸检测器、检测人脸区域和标注人脸区域的代码，

完成人脸检测程序，然后用该程序检测班级活动照

片中的人脸。

实践与创作：

车牌自动识别系统随处可见，该系统首先要做的

是车牌检测，请利用教材配套资源中的车辆图像和

车牌特征分类器文件，编写一个车牌检测程序，检

测结果按图2-4-5所示用矩形框标出来

图2-4-5车牌检测

实践与评估

1、在Python中导入OpenCV库的命令是importcv2

2、cv2库的cv2.imread。函数可以读入一个图

像,cv2.imshow()函数用来在指定窗口中显示图像

3、在本课人脸检测程序中，关于语句

faces=face.detectMultiScale(gray,1.2,4),下列说法错

误的是(D)

A、detectMultiScale()函数用来检测人脸

B、检测到的人脸数据存放在faces列表

C、参数1.2表示每次扫描后将图像缩小

20%,再进行下一次扫描

D、参数4表示最多检测到的人脸个数为4

4、请完善下列程序，在图'photo.jpg,中国出线条

宽度为5的红色圆

#image.py

importcv2

color=(0,0,255)#将红色值存到color中

img=cv2.imread('photo.jpg')#读入图像

cv2.circle(img,(480300),100,colo「，5)#i面f半杼100的圆

cv2.imshow('image',img)

cv2.waitKey(0)

cv2.destroyAIIWindows()

课堂小结一、用函数cv2.Ca$cadeClassifier()和婚分类学生回答利用问题形式进

('haarcascade_frontalface_default.xmr)器创建烟检