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电子科大2014本科数字图像处理教学大纲

第一篇：电子科大2014本科数字图像处理教学大纲《数字图像处理》课程教学大纲课程英文名称：DigitalImageProcessing课程代码：H0204430学时数：48课程类型：专业选修课适用学科专业：电子信息工程先修课程：概率论，线性代数，信号与系统执笔者：解梅编写日期：2013年11月审核人：学分数：3一、课程性质和目标（一）课程性质针对高年级本科生开设的专业选修课（二）课程目标通过本课程的学习，要求学生掌握数字图像处理的基本概念、基本理论和处理方法。通过图像处理上机实验，培养学生的分析问题和解决问题的能力，掌握基本的图像处理算法设计，进一步巩固所学理论。二、课程内容安排和要求（一）教学内容、要求及教学方法第一章绪论授课学时：2学时一、内容：教学内容及要求课程介绍、教学安排及学习要求数字图像处理基本概念数字图像处理的起源数字图像处理的应用实例数字图像处理的基本步骤图像处理系统的部件要求：理解数字图像处理的概念了解数字图像处理的发展历程，了解数字图像处理的应用领域了解数字图像处理的基本步骤及系统部件提升学生对数字图像处理课程的认识，激发学生对数字图像处理课程的学习兴趣教学方法二、从一幅精彩的数字图像开始，把学生带入到一个精彩的图像处理世界。从而引出什么是数字图像，什么是数字图像处理的概念。在有了数字图像处理概念的基础上，再对数字图像处理的起源及发展历程进行详细介绍。按照数字图像处理应用的领域不同可以把数字图像处理的应用实例分成几大类，例如：空间领域、国防领域、生物医学领域、刑侦领域、多媒体领域等。对每类应用领域列举一些典型的实例，并展示生动精彩的图像。让学生对数字图像处理的应用有直观的认识。以怎样进行数字图像处理的提问，引出数字图像处理所需要的具体步骤，以及完成这些步骤所需的图像处理部件，让学生头脑里形成图像处理流程的整体框架。课堂上适时列举数字图像处理与日常生活相关的例子，激发学生学习数字图像处理知识的兴趣。第二章授课学时：4学时一、内容：数字图像处理基础教学内容及要求视觉感知要素（1学时）光和电磁波谱、图像感知和获取（1学时）图像取样和量化（1学时）像素间的一些基本关系、线性和非线性基本操作（1学时）要求：了解人眼视构造、图像的形成以及人眼视觉系统适应、鉴别能力了解可见光和电磁波谱的关系，掌握单色光和彩色光的概念理解图像的获取方式，掌握图像形成的模型掌握图像取样、量化以及灰度分辨率和空间分辨率的概念掌握数字图像的表示方法，了解图像的放大与缩小的简单原理牢固掌握像素间的4连接、8连接和混合连接的定义，熟悉区域和边界的概念理解线性与非线性操作的含义教学方法二、关于视觉感知要素的内容主要根据人眼结构图，讲解图像在人眼中的形成过程，人眼对图像特征的感知特性，以及人眼对亮度的适应和鉴别能力。视觉感知要素的讲解实质上是为数字图像的获取作铺垫，因此，这部分内容让学生了解即可。关于光和电磁波谱，考虑到学生在大学物理课程里已经讲过，这部分可以简单讲解，但是对与数字图像处理密切相关的一些概念（单色光，灰度级、发光强度，光通量、亮度）需要具体讲解。图像的感知和获取部分主要是介绍几种图像获取的传感器（点状、带状、阵列传感器），以及图像形成的模型，这部分内容比较简单，作简单讲解即可。关于图像取样和量化的内容，可以简单的复习数字信号处理中一维信号的取样和量化的概念，然后把图像看成二维信号，从而讲解数字图像处理中的量化和取样的概念。对于数字图像的表示、灰度级分辨率和空间分辨率，可以与图像取样和量化的过程结合起来讲解，便于学生理解。结合阵列传感器的图像取样过程，讲解图像的矩阵表示原理。结合取样和量化的过程，讲解灰度级分辨率和空间分辨率的概念，并以分辨率发生变化的图像为例帮助学生理解概念。关于像素间的关系，重点讲解像素相邻的概念，特别是4连接8连接和混合连接的概念。为了帮助学生理解概念，在讲课过程中一定要结合像素的位置关系图进行讲解。第三章授课学时：8学时一、内容：空间域图像增强教学内容及要求背景知识某些基本灰度变换（2学时）直方图处理（2学时）用算术/逻辑操作增强，空间滤波基础（1学时）平滑空间滤波（1学时）锐化空间滤波器、混合空间增强法（2学时）要求：掌握空间域图像增强的一些基本变换方法，会用这些基本变化进行图像增强；牢固掌握直方图均衡化处理和直方图匹配处理的方法，会用直方图均衡化和直方图匹配增强图像；掌握图像减法处理和图像平均处理方法牢固掌握空间滤波的原理掌握平滑线性滤波器的原理和统计排序滤波的方法掌握拉普拉斯算子图像锐化方法掌握梯度法图像锐化方法，其中包括Robet算子，Sobel算子图像增强教学方法二、空间域图