2023年数字图像处理教学大纲.docx

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1、2023年数字图像处理教学大纲 1 课程的基本描述 课程名称： 数字图像处理 课程性质： 专业方向课 （英文名称）Digital image proceing 适用专业： 电子信息工程专业 教材选用： 冈萨雷斯（阮秋琦译）.数字图像处理（第三版）.电子工业出版社， 总 学 时： 56学时 实验学时： 12学时 学 分： 3.5学分 理论学时： 44学时 课程设计： 1周 开课学期： 第6学期 前导课程： 信号与系统、数字信号处理、信息论与编码 后续课程： 2 教学定位 2.1 能力培养目标 通过本课程的学习，培养学生的理解能力、逻辑思维能力、分析能力，以及算法设计与程序实现能力。一方面使学生掌

2、握数字图象处理的基本概念、原理、处理方法与应用。特别是要把学到的数字图象处理的各种方法灵活应用到实际中。另一方面，学习本课程也将使学生对图像处理的程序设计得到训练。 2.2 课程的主要特点 本课程是一门重要的专业方向课，有理论性、设计性与实践性的特点。介绍数字图像处理的基本概念和方法。它是信号与信息处理方向的核心课程。为今后从事数字图像处理提供了必要的知识基础，同时为从事数字图像处理的专业人员提供了必要的技能训练。 2.3 教学定位 通过本课程的学习，使学生达到知识和技能两方面的目标： 1知识方面：从数字图像处理方法及其实现这两个层面的角度，系统地学习和掌握常用数字图像处理方法及其实现算法。了

3、解图像处理系统涉及的硬件环境。 2技能方面：系统地学习和掌握针对不同问题采用不同处理算法及其实现方法，使分析问题和解决问题的能力得到提高。 3 知识点与学时分配 掌握程度采用Bloom分类法，即了解、理解和运用，具体含义如下： 了解：能记住学习过的内容。 理解：能领会课程内容的含义，掌握知识的内涵。 运用：能在新的具体情况下应用所学知识解决问题。 3.1数字图像处理的概述 绪论（学时：2学时） 图像、数字图像概念（了解，核心） 数字图像；数字图像处理系统（理解，核心） 发展、应用（了解，核心） 共2学时 3.2图像与视觉基础 图像处理基础与光度学（学时：6学时） 图像处理基础（掌握，核心） 视

4、觉与亮度；颜色模型及转换；成象坐标变换；（了解，核心） 采样与量化；象素间联系；算术和逻辑运算；（理解，核心） 像素之间的联系、距离（理解，核心） 所用的数学工具（了解，核心） 共6学时 3.3图像变换 正交变换方法（学时：8学时） 图像变换（理解，核心） 离散付里叶变换及其性质；（运用，核心） 离散余弦变换；沃尔氏变换；霍特林变换；（理解，核心） 共8学时 3.4图像增强 图像增强方法（学时：8学时） 图像增强（运用，核心） 空域变换（直方灰度变换）；空域滤波增强；（运用，核心） 图象频域增强（平滑、锐化）；图象局域增强策略；（运用，核心） 2 彩色增强。（理解，核心） 共8学时 3.5图像

5、的恢复与重建 图像复原（学时：6学时） 图像恢复与重建（理解，核心） 图象降质模型；有约束和无约束恢复；（理解，核心） 几何失真校正；图象重建原理。（了解，核心） 共6学时 3.6图像编码 图像编码方法（学时：6学时） 图像压缩（理解，核心） 数据冗余；简单编码方法（变长和Huffman）；（运用，核心） 图象压缩国际标准（了解，核心） 共6学时 3.7图像分割 图像分割技术（学时：6学时） 图像分割（运用，核心） 边缘检测方法、图象阈值分割方法（运用，核心） 图象的区域增长、分裂和合并技术（理解，核心） 共6学时 3.10 其它学时 习题课(学时：2学时) 机动(学时：2学时) 实验(学时：

6、12学时) 4 讲授提示及方法 4.1数字图像处理的概述 重点：数字图像处理的基本概念，数字图像处理系统的组成，涉及的领域。 讲授提示与方法：强调数字图像的组成元素象素的属性。 4.2图像与视觉基础 重点：人类视觉与亮度的关系。颜色模型及转换关系，成象坐标变换关系。图象采样与量化的概念， 4、 8、m连接，欧氏、区域、城区距离的定义。图象象素间的算术和逻辑运算。 难点：象素间的连接、象素距离的度量。 讲授提示与方法：强调象素间的联系，以启发学生对图像目标区域、边界等概念的理解。 4.3图像变换 重点：二维离散付里叶变换及其重要性质、可分离变换、沃尔氏变换、霍特林变换、离散余弦变换。 难点：变换

7、的目的，各种变换的适用范围和特点。 讲授提示与方法：强调图像变换方法的重要性。 4.4图像增强 重点：空域变换方法（直方灰度变换），空域滤波增强原理，图象频域增强原理（平滑、锐化）。图象局域增强策略和彩色增强。 难点：直方图处理，图像的同态滤波。 讲授提示与方法：强调各个图像增强方法的目的是用于改变图像的质量，不同的处理方法着可能针对不同的域（空域、频域）。在处理策略上可采用全局和局部处理方法。 4.5图像的恢复与重建 重点：图象降质模型，有约束和无约束恢复。图象几何失真校正，图象重建原理。 难点：有约束和无约束恢复，图象重建原理。 讲授提示与方法：强调有约束恢复和无约束恢复的不同点。 4 4

8、.6图像编码 重点：图象编码的基本概念（数据冗余）和理论。简单编码方法（变长和Huffman）.图象压缩国际标准。 难点：图像压缩的原理和算法。 讲授提示与方法：强调编码效率、压缩比对压缩算法的评价。 4.7图像分割 重点：常用边缘检测方法、图象阈值分割方法，图象的区域增长、分裂和合并技术。 难点：图像分割最优阈值的选取。 讲授提示与方法：强调图像边缘检测方法的方向性， 最优阈值应使象素被误分的概率最小。 5习题与实验设计 5.1 习题设计 由于本课程主要讲授的是图像处理的方法，因此本课程的习题主要以方法的运用为主。通过学习各知识单元的典型方法，本着循序渐进的原则，由浅入深，由单一到综合，使学

9、生能够逐步灵活运用所学的各种方法和技巧，分析和解决实际问题。 通过学生完成作业的情况，了解学生的知识理解和掌握情况，以及学生的算法设计的思维方式，针对存在的问题作进一步的讲解和启发，使学生对所学知识能够达到融会贯通。 5.2 实验设计 针对课程特点及教学目标，阐明实验涵盖的内容、实验类型、学时分配、以及每项实验要达到的目标。实验共12学时。 实验一 二维DFT、DCT 1 实验目的及意义 （1）掌握DFT、DCT变换原理，了解它们变化的特点； （2）掌握DFT、DCT的编程实现； 2 实验步骤 （1） 编写相应的DFT、DCT图像变换程序； （2） 启动CCS，运行程序，查看结果并分析； 实验

10、类型：综合 （2学时） 5 实验二 灰度图像处理 （2学时） 1 实验目的及意义 （1）学习灰度图像反色处理技术； （2）学时灰度图像二值化处理； 2 实验步骤 （1） 编写相应的图像处理程序； （2） 运行程序，查看结果并分析； 实验类型：综合 （2学时） 实验三 图像的增强及图像的二维滤波 1 实验目的及意义 （1） 熟练掌握利用直方图实现图像增强的原理； （2） 熟练掌握平均滤波和中值滤波对不同噪声的适应能力； 2 实验步骤 （1） 分别编写相应的图像处理程序。 （2） 比较利用直方图实现图像增强的结果。 （3） 比较平均滤波和中值滤波对不同噪声的处理结果以及模板大小对处理结果的影响。

11、实验类型：综合 （2学时） 实验四 图像平滑 1 实验目的及意义 （1） 培养学生理解图像平滑的原理 （2） 掌握图像处理的基本方法 2 实验步骤 （1）编写相应的图像平滑处理程序 （2）启动CCS，编译运行 （3）观察结果并分析 实验类型：综合 （2学时） 实验五 图像锐化 1 实验目的及意义 （1） 培养学生理解图像平锐化的原理 （2） 掌握图像处理的基本方法 2 实验步骤 （1）编写相应的图像锐化处理程序 6 （2）启动CCS，编译运行 （3）观察结果并分析 实验类型：综合 （2学时） 实验六 图像的边缘检测 1 实验目的及意义 （1）熟练掌握图像边缘检测的基本原理； （2）熟练掌握图像

12、二值化的方法。 2 实验步骤 （1）编写图像边缘检测程序； （2）比较不同阈值对图像二值化结果的影响。 实验类型：综合（2学时） 6 考核与成绩记载 6.1 考核的方式及成绩的评定 考核成绩的构成：平时成绩20%、期末成绩80% 1平时成绩的构成：平时作业、上课出勤15%、实验成绩5% (1)平时作业完成的获得基础分6分，然后按较好、良好、优秀分别加 2、 3、4分。 (2) 实验成绩根据实验出勤情况及实验报告完成情况。 (3) 上课三分之一旷课者，不允许参加期末考试。 2期末考试为闭卷笔试。 6.2 考题的设计 考试题大体上可以分为三种类型，重点考察学生对基本概念、基本方法、基本技术的掌握和综合应用。 1 概念题型 基本形式有以下几种：选择、判断、填空、简答题。约占40%。 2 应用题型 根据学过的算法按要求给出结果，回答问题，约占40%。 3 综合题型 综合运用能力的考核。约占20%。 数字图像处理教学大纲 数字图像处理教学大纲 数字图像处理教学大纲 数字图像处理教学大纲 数字图像处理课程教学大纲 数字图像处理与分析课程教学大纲 数字图像处理大纲总结 数字图像处理课程设计课程教学大纲 电子科大本科数字图像处理教学大纲 数字图像处理