資源簡介

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信息技術 第七課 圖像風格遷移
課題 圖像風格遷移 單元 第一單元 學科 信息技術 年級 九年級
教材分析 該教材旨在培養學生的信息技術素養，包括信息獲取、信息處理和信息應用等方面的知識和能力。內容涵蓋了數據的介紹以及大數據相關算法的介紹等方面，教材注重實踐操作，通過案例和實踐項目來鍛煉學生的實際操作能力。這有助于學生將所學的知識應用到實際情境中，并提升他們的問題解決能力，粵教版《信息技術》九年級教材內容全面，并結合實踐操作和案例分析，旨在培養學生的信息技術素養和實際應用能力，為他們建立堅實的信息技術基礎打下良好的基礎。
教學目標 1、信息意識：能夠了解到圖像風格遷移技術是如何應用于數字圖像處理和藝術創作的，以及其在當今社會中的廣泛應用。 2、計算思維：能夠學習圖像風格遷移算法，引導他們思考如何將具體的藝術風格轉換為算法和數學模型。 3、數字化學習與創新：能夠學習如何使用圖像處理工具和編程語言來實現圖像風格遷移，鼓勵他們進行創新思考。 4、信息社會責任：能夠探討圖像風格遷移可能帶來的社會影響，例如在數字藝術、影視特效和設計領域的應用。
重點 一、圖像風格遷移技術二、圖像風格遷移技術的應用
難點 1、圖像風格遷移技術的應用
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 隨著計算機技術的快速發展，計算機對圖像的處理能力大幅提升。過去，圖像修補、圖像美化等圖像處理工作需要人工操作完成，或者只能按照某一固定模式自動處理。現在，運用人工智能技術可以實現圖像風格的自動遷移。 通過老師講解視頻的觀看以及學生之間的相互討論生活中的圖像風格遷移。 幫助學生理解圖像風格遷移概念，打開課堂。
講授新課 03 圖像風格遷移技術圖像風格遷移是指利用人工智能學習某類畫作的風格，然后把這種風格應用到另外一張圖片上的技術。如圖7-1所示，利用人工智能算法學習如圖7-1(a)所示的畫作風格，經人工智能技術處理后，把該風格遷移到如圖7-1(b)所示的圖像上，便得到圖7-1(c)。04圖像風格遷移技術的應用隨著基于人工智能技術的圖像風格遷移在理論和算法方面的不斷改進，圖像風格遷移的效果得到很大的提升，具有廣闊的應用前景。目前，圖像風格遷移技術的應用主要有以下三個方面。1、圖像處理目前，在社交網絡上流傳的圖像大多經過軟件處理，其中圖像美化是種熱門的圖像處理技術。傳統的圖像處理技術只能對圖像進行模式較為固定的處理，而基于人工智能的圖像風格遷移技術的出現為圖像風格設計帶來了更多的想象空間，讓人們可以把圖像轉化為不同繪畫風格的圖像,如圖7-2所示。2、視頻處理在影視娛樂產業中，如電影、電視、動漫等，視頻特效隨處可見。但是，視頻特效技術的創作不僅需要專業技能，還需要大量的人力勞動。如果可以結合人工智能技術，將能夠大幅度降低制作成本，而圖像風格遷移是其中一個可考慮的解決方案。例如，使用深度神經網絡來進行電影風格化。3、風格設計的輔助工具圖像風格遷移還可以作為高效的輔助工具，例如用于藝術繪畫創作建筑藝術設計、服裝藝術設計、游戲場景設計等方面。自主探究畫家凡·高給全世界留下《星夜》《向日葵》等繪畫作品。畫作《星夜》中像焰火一樣閃亮的星星讓人感受到他對繪畫火焰般的熱情。隨著人工智能的發展，我們也能夠創作出和凡·高風格近似的藝術作品。我們可以利用人工智能中的深度學習技術，將凡·高的繪畫風格從他的作品中提取出來，并賦予我們選取的圖像，從而得到新的凡·高繪畫風格圖像。下面使用Python語言和神經網絡Neural Style，讓計算機學習凡·高的作品《星夜》的繪畫風格，把港珠澳大橋的照片變成凡·高繪畫風格的圖像。Neural Style是一個人工智能深度學習應用。我們只需輸入一幅代表內容的圖片和一幅代表風格的圖片，深度神經網絡就會輸出一幅融合了這個風格和內容的新作品。圖像風格遷移具體操作如下:(1)在本書學習平臺獲取Neural Style資源包。(2)在Neural Style資源包目錄的地址欄輸入“cmd” (圖7-3)，打開命令行窗口。(3)如圖7-4所示，在命令行窗口中輸入以下內容。python neutral_style.py --content <要理的圖像文件>--styles <要學習風格的圖像文件> --output <指定輸出的圖像文件>(4)程序運行結果如圖7-5所示，對左邊要處理的圖像和要學習的圖像風格進行處理后，得到右邊凡·高繪畫風格的港珠澳大橋圖像。學習任務利用本書學習平臺的Python語言程序和神經網絡Neural Style。讓計算機學習中國畫家傅抱石和關山月作品《江山如此多嬌》(圖7-6)的繪畫風格，把港珠澳大橋的照片變成關山月風格的畫作。小組討論結合圖像風格遷移的體驗過程，填寫表7-1反思評價學而不思則罔，思而不學則殆。對自己在本課中的學習進行評價，對照表7-2，在相應的O里畫“V”，在“其他收獲”欄里留言 06 知識拓展 1、圖像風格遷移技術效果展現。2、圖像風格遷移生活展現。3、圖像風格遷移在生活中有哪些應用？4、如何學好圖像風格遷移？ 學生之間互相討論在我們日常生活中有哪些圖像風格遷移技術。 學生通過觀看課件和聽老師講解，了解圖像風格遷移的應用場景。通過老師講解課件的觀看以及學生之間的相互討論我們生活中如何運用圖像分割技術。學生通過觀看視頻和自我思考我們生活中如何學好圖像風格遷移。 幫助學生積極融入課堂，提高學生學習積極性。幫助學生進一步了解圖像風格遷移的應用場景，加深學生對于課程理解。 幫助學生理解生活中的圖像分割技術運用，以及教會學生如何簡單運用圖像風格技術。讓學生通過視頻思考，進一步加深對課堂所學內容的理解。
布置作業 1、上網了解什么是圖像風格遷移2、上網了解圖像風格遷移在生活中的應用3、上網了解圖像風格遷移對生活的影響 完成作業 培養學生查閱資料的能力，分析解決問題的能力
課堂小結 通過圖像風格遷移課程，我們學習了圖像風格遷移，這是一個非常有趣的課題。通過示例和案例分析，我們理解了如何將一張圖像的內容與另一張圖像的風格相結合，希望在未來的學習和工作中能夠應用這些知識，創造出更多令人驚嘆的作品。 分組總結歸納 鍛煉學生的總結能力，邏輯思維、語言表達能力。
板書 一、圖像風格遷移技術二、圖像風格遷移技術的應用 學習、記憶、勾畫知識點 明確教學內容及重點和難點
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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《第七課 圖像風格遷移》
粵教版 信息技術
九年級
內容總覽
目錄
05
拓展延伸
07
板書設計
課堂總結
06
圖像風格遷移技術的應用
04
圖像風格遷移技術
03
教學目標
01
新知導入
02
教學目標
1、信息意識：能夠了解到圖像風格遷移技術是如何應用于數字圖像處理和藝術創作的，以及其在當今社會中的廣泛應用。
2、計算思維：能夠學習圖像風格遷移算法，引導他們思考如何將具體的藝術風格轉換為算法和數學模型。
3、數字化學習與創新：能夠學習如何使用圖像處理工具和編程語言來實現圖像風格遷移，鼓勵他們進行創新思考。
4、信息社會責任：能夠探討圖像風格遷移可能帶來的社會影響，例如在數字藝術、影視特效和設計領域的應用。
新知導入
隨著計算機技術的快速發展，計算機對圖像的處理能力大幅提升。過去，圖像修補、圖像美化等圖像處理工作需要人工操作完成，或者只能按照某一固定模式自動處理。現在，運用人工智能技術可以實現圖像風格的自動遷移。
03、圖像風格遷移技術
新知講解
圖像風格遷移是指利用人工智能學習某類畫作的風格，然后把這種風格應用到另外一張圖片上的技術。如圖7-1所示，利用人工智能算法學習如圖7-1(a)所示的畫作風格，經人工智能技術處理后，把該風格遷移到如圖7-1(b)所示的圖像上，便得到圖7-1(c)。
04、圖像風格遷移技術的應用
新知講解
隨著基于人工智能技術的圖像風格遷移在理論和算法方面的不斷改進，圖像風格遷移的效果得到很大的提升，具有廣闊的應用前景。目前，圖像風格遷移技術的應用主要有以下三個方面。
新知講解
目前，在社交網絡上流傳的圖像大多經過軟件處理，其中圖像美化是種熱門的圖像處理技術。傳統的圖像處理技術只能對圖像進行模式較為固定的處理，而基于人工智能的圖像風格遷移技術的出現為圖像風格設計帶來了更多的想象空間，讓人們可以把圖像轉化為不同繪畫風格的圖像,如圖7-2所示。
1、圖像處理
圖7-2
新知講解
在影視娛樂產業中，如電影、電視、動漫等，視頻特效隨處可見。但是，視頻特效技術的創作不僅需要專業技能，還需要大量的人力勞動。如果可以結合人工智能技術，將能夠大幅度降低制作成本，而圖像風格遷移是其中一個可考慮的解決方案。例如，使用深度神經網絡來進行電影風格化。
2.視頻處理
新知講解
圖像風格遷移還可以作為高效的輔助工具，例如用于藝術繪畫創作建筑藝術設計、服裝藝術設計、游戲場景設計等方面。
3.風格設計的輔助工具
自主探究
畫家凡·高給全世界留下《星夜》《向日葵》等繪畫作品。畫作《星夜》中像焰火一樣閃亮的星星讓人感受到他對繪畫火焰般的熱情。
隨著人工智能的發展，我們也能夠創作出和凡·高風格近似的藝術作品。我們可以利用人工智能中的深度學習技術，將凡·高的繪畫風格從他的作品中提取出來，并賦予我們選取的圖像，從而得到新的凡·高繪畫風格圖像。
自主探究
下面使用Python語言和神經網絡Neural Style，讓計算機學習凡·高的作品《星夜》的繪畫風格，把港珠澳大橋的照片變成凡·高繪畫風格的圖像。
Neural Style是一個人工智能深度學習應用。我們只需輸入一幅代表內容的圖片和一幅代表風格的圖片，深度神經網絡就會輸出一幅融合了這個風格和內容的新作品。
自主探究
圖像風格遷移具體操作如下:
(1)在本書學習平臺獲取Neural Style資源包。
(2)在Neural Style資源包目錄的地址欄輸入“cmd” (圖7-3)，打開命令行窗口。
圖7-3
自主探究
(3)如圖7-4所示，在命令行窗口中輸入以下內容。
python neutral_style.py --content <要理的圖像文件>--styles <要學習風格的圖像文件> --output <指定輸出的圖像文件>
圖7-4
自主探究
(4)程序運行結果如圖7-5所示，對左邊要處理的圖像和要學習的圖像風格進行處理后，得到右邊凡·高繪畫風格的港珠澳大橋圖像。
圖7-5
學習任務
利用本書學習平臺的Python語言程序和神經網絡Neural Style。讓計算機學習中國畫家傅抱石和關山月作品《江山如此多嬌》(圖7-6)的繪畫風格，把港珠澳大橋的照片變成關山月風格的畫作。
圖7-6
小組討論
結合圖像風格遷移的體驗過程，填寫表7-1
序號 討論內容 討論結果
1 圖像風格遷移技術是什么 圖像風格遷移技術是一種計算機視覺和圖像處理技術，旨在將一幅圖像的風格特征應用到另一幅圖像上。
2 圖像風格遷移技術的應用領域有哪些 藝術創作：藝術家和設計師可以利用圖像風格遷移技術為他們的作品賦予獨特的藝術風格，實現風格上的創新和變化。
電影和視頻制作：圖像風格遷移技術可以用于電影和視頻制作中，為影片賦予不同的視覺風格。
反思評價
學而不思則罔，思而不學則殆。對自己在本課中的學習進行評價，對照表7-2，在相應的O里畫“V”，在“其他收獲”欄里留言。
序號 學習內容 能否掌握
1 知道圍像風格遷移技術的概念 能 √ 不能O
2 了解圖像風格遷移技術的應用領域 能 √ 不能 O
其他收獲: 創新意識：圖像風格遷移技術的學習可以培養創新思維和發現新應用的能力，這對于未來的職業發展非常重要。
05、知識拓展
知識拓展
1、圖像風格遷移技術效果展現
知識拓展
2、圖像風格遷移生活展現。
知識拓展
3、圖像風格遷移在生活中有哪些應用？
（1）、社交媒體分享：許多人使用圖像風格遷移應用程序將自己的照片轉換成不同的藝術風格，增加照片的趣味性和吸引力。
（2）、個性化圖片處理：在個人或家庭相冊中，人們可以利用圖像風格遷移技術為照片添加藝術風格，使得照片更富有創意和個性。
（3）、定制禮品和紀念品：人們可以利用圖像風格遷移技術將照片轉換為不同的藝術風格，并將其印在T恤、杯子、畫布等禮品上，制作個性化的紀念品或禮物。
知識拓展
4、如何學好圖像風格遷移？
（1）、深度學習基礎：了解卷積神經網絡（CNN）和神經風格遷移的原理，包括損失函數、內容表示和風格表示等。
（2）、神經風格遷移算法：深入了解神經風格遷移算法的原理和實現方式，包括Gram矩陣、內容損失和風格損失等。
(3)、完成教程和示例項目：找一些優質的在線教程和示例項目，動手操作實際代碼，理解圖像風格遷移過程。
06、課堂總結
課堂總結
通過圖像風格遷移課程，我們學習了圖像風格遷移，這是一個非常有趣的課題。通過示例和案例分析，我們理解了如何將一張圖像的內容與另一張圖像的風格相結合，希望在未來的學習和工作中能夠應用這些知識，創造出更多令人驚嘆的作品。
板書設計
圖像風格遷移
一、圖像風格遷移技術
二、圖像風格遷移技術的應用
課后作業
1、上網了解什么是圖像風格遷移
2、上網了解圖像風格遷移在生活中的應用
3、上網了解圖像風格遷移對生活的影響
謝謝
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