第一篇：數(shù)字圖像處理教學(xué)大綱

課程的基本描述

課程名稱： 數(shù)字圖像處理 課程性質(zhì)： 專業(yè)方向課

（英文名稱）Digital image processing 適用專業(yè)： 電子信息工程專業(yè)

教材選用： 岡薩雷斯（阮秋琦譯）.數(shù)字圖像處理（第三版）.電子工業(yè)出版社，總 學(xué) 時： 56學(xué)時 實驗學(xué)時： 12學(xué)時 學(xué)

分： 3.5學(xué)分

理論學(xué)時： 44學(xué)時 課程設(shè)計： 1周 開課學(xué)期： 第6學(xué)期

前導(dǎo)課程： 信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、信息論與編碼 后續(xù)課程： 教學(xué)定位

2.1 能力培養(yǎng)目標(biāo)

通過本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的理解能力、邏輯思維能力、分析能力，以及算法設(shè)計與程序?qū)崿F(xiàn)能力。一方面使學(xué)生掌握數(shù)字圖象處理的基本概念、原理、處理方法與應(yīng)用。特別是要把學(xué)到的數(shù)字圖象處理的各種方法靈活應(yīng)用到實際中。另一方面，學(xué)習(xí)本課程也將使學(xué)生對圖像處理的程序設(shè)計得到訓(xùn)練。

2.2 課程的主要特點

本課程是一門重要的專業(yè)方向課，有理論性、設(shè)計性與實踐性的特點。介紹數(shù)字圖像處理的基本概念和方法。它是信號與信息處理方向的核心課程。為今后從事數(shù)字圖像處理提供了必要的知識基礎(chǔ)，同時為從事數(shù)字圖像處理的專業(yè)人員提供了必要的技能訓(xùn)練。

2.3 教學(xué)定位

通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到知識和技能兩方面的目標(biāo)：

1．知識方面：從數(shù)字圖像處理方法及其實現(xiàn)這兩個層面的角度，系統(tǒng)地學(xué)習(xí)和掌握常用數(shù)字圖像處理方法及其實現(xiàn)算法。了解圖像處理系統(tǒng)涉及的硬件環(huán)境。

2．技能方面：系統(tǒng)地學(xué)習(xí)和掌握針對不同問題采用不同處理算法及其實現(xiàn)方法，使分析問題和解決問題的能力得到提高。知識點與學(xué)時分配

掌握程度采用Bloom分類法，即了解、理解和運(yùn)用，具體含義如下： 了解：能記住學(xué)習(xí)過的內(nèi)容。

理解：能領(lǐng)會課程內(nèi)容的含義，掌握知識的內(nèi)涵。運(yùn)用：能在新的具體情況下應(yīng)用所學(xué)知識解決問題。

3.1數(shù)字圖像處理的概述

緒論（學(xué)時：2學(xué)時）

圖像、數(shù)字圖像概念（了解，核心）

數(shù)字圖像；數(shù)字圖像處理系統(tǒng)（理解，核心）發(fā)展、應(yīng)用（了解，核心）共2學(xué)時

3.2圖像與視覺基礎(chǔ)

圖像處理基礎(chǔ)與光度學(xué)（學(xué)時：6學(xué)時）圖像處理基礎(chǔ)（掌握，核心）

視覺與亮度；顏色模型及轉(zhuǎn)換；成象坐標(biāo)變換；（了解，核心）采樣與量化；象素間聯(lián)系；算術(shù)和邏輯運(yùn)算；（理解，核心）像素之間的聯(lián)系、距離（理解，核心）

所用的數(shù)學(xué)工具（了解，核心）共6學(xué)時

3.3圖像變換

正交變換方法（學(xué)時：8學(xué)時）圖像變換（理解，核心）離散付里葉變換及其性質(zhì)；（運(yùn)用，核心）離散余弦變換；沃爾氏變換；霍特林變換；（理解，核心）共8學(xué)時

3.4圖像增強(qiáng)

圖像增強(qiáng)方法（學(xué)時：8學(xué)時）圖像增強(qiáng)（運(yùn)用，核心）空域變換（直方灰度變換）；空域濾波增強(qiáng)；（運(yùn)用，核心）圖象頻域增強(qiáng)（平滑、銳化）；圖象局域增強(qiáng)策略；（運(yùn)用，核心）彩色增強(qiáng)。（理解，核心）共8學(xué)時

3.5圖像的恢復(fù)與重建

圖像復(fù)原（學(xué)時：6學(xué)時）

圖像恢復(fù)與重建（理解，核心）

圖象降質(zhì)模型；有約束和無約束恢復(fù)；（理解，核心）幾何失真校正；圖象重建原理。（了解，核心）

共6學(xué)時

3.6圖像編碼

圖像編碼方法（學(xué)時：6學(xué)時）

圖像壓縮（理解，核心）

數(shù)據(jù)冗余；簡單編碼方法（變長和Huffman）；（運(yùn)用，核心）

圖象壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)（了解，核心）

共6學(xué)時

3.7圖像分割

圖像分割技術(shù)（學(xué)時：6學(xué)時）圖像分割（運(yùn)用，核心）

邊緣檢測方法、圖象閾值分割方法（運(yùn)用，核心）圖象的區(qū)域增長、分裂和合并技術(shù)（理解，核心）

共6學(xué)時

3.10 其它學(xué)時

習(xí)題課(學(xué)時：2學(xué)時)機(jī)動(學(xué)時：2學(xué)時)實驗(學(xué)時：12學(xué)時)講授提示及方法

4.1數(shù)字圖像處理的概述

重點：數(shù)字圖像處理的基本概念，數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的組成，涉及的領(lǐng)域。講授提示與方法：強(qiáng)調(diào)數(shù)字圖像的組成元素—象素的屬性。

4.2圖像與視覺基礎(chǔ)

重點：人類視覺與亮度的關(guān)系。顏色模型及轉(zhuǎn)換關(guān)系，成象坐標(biāo)變換關(guān)系。圖象采樣與量化的概念，4、8、m連接，歐氏、區(qū)域、城區(qū)距離的定義。圖象象素間的算術(shù)和邏輯運(yùn)算。

難點：象素間的連接、象素距離的度量。

講授提示與方法：強(qiáng)調(diào)象素間的聯(lián)系，以啟發(fā)學(xué)生對圖像目標(biāo)區(qū)域、邊界等概念的理解。

4.3圖像變換

重點：二維離散付里葉變換及其重要性質(zhì)、可分離變換、沃爾氏變換、霍特林變換、離散余弦變換。

難點：變換的目的，各種變換的適用范圍和特點。講授提示與方法：強(qiáng)調(diào)圖像變換方法的重要性。

4.4圖像增強(qiáng)

重點：空域變換方法（直方灰度變換），空域濾波增強(qiáng)原理，圖象頻域增強(qiáng)原理（平滑、銳化）。圖象局域增強(qiáng)策略和彩色增強(qiáng)。

難點：直方圖處理，圖像的同態(tài)濾波。

講授提示與方法：強(qiáng)調(diào)各個圖像增強(qiáng)方法的目的是用于改變圖像的質(zhì)量，不同的處理方法著可能針對不同的域（空域、頻域）。在處理策略上可采用全局和局部處理方法。

4.5圖像的恢復(fù)與重建

重點：圖象降質(zhì)模型，有約束和無約束恢復(fù)。圖象幾何失真校正，圖象重建原理。難點：有約束和無約束恢復(fù)，圖象重建原理。

講授提示與方法：強(qiáng)調(diào)有約束恢復(fù)和無約束恢復(fù)的不同點。

4.6圖像編碼

重點：圖象編碼的基本概念（數(shù)據(jù)冗余）和理論。簡單編碼方法（變長和Huffman）.圖象壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)。

難點：圖像壓縮的原理和算法。

講授提示與方法：強(qiáng)調(diào)編碼效率、壓縮比對壓縮算法的評價。

4.7圖像分割

重點：常用邊緣檢測方法、圖象閾值分割方法，圖象的區(qū)域增長、分裂和合并技術(shù)。難點：圖像分割最優(yōu)閾值的選取。

講授提示與方法：強(qiáng)調(diào)圖像邊緣檢測方法的方向性，最優(yōu)閾值應(yīng)使象素被誤分的概率最小。習(xí)題與實驗設(shè)計

5.1習(xí)題設(shè)計

由于本課程主要講授的是圖像處理的方法，因此本課程的習(xí)題主要以方法的運(yùn)用為主。通過學(xué)習(xí)各知識單元的典型方法，本著循序漸進(jìn)的原則，由淺入深，由單一到綜合，使學(xué)生能夠逐步靈活運(yùn)用所學(xué)的各種方法和技巧，分析和解決實際問題。

通過學(xué)生完成作業(yè)的情況，了解學(xué)生的知識理解和掌握情況，以及學(xué)生的算法設(shè)計的思維方式，針對存在的問題作進(jìn)一步的講解和啟發(fā)，使學(xué)生對所學(xué)知識能夠達(dá)到融會貫通。

5.2 實驗設(shè)計

針對課程特點及教學(xué)目標(biāo)，闡明實驗涵蓋的內(nèi)容、實驗類型、學(xué)時分配、以及每項實驗要達(dá)到的目標(biāo)。實驗共12學(xué)時。實驗一

二維DFT、DCT 1 實驗?zāi)康募耙饬x

（1）掌握DFT、DCT變換原理，了解它們變化的特點；

（2）掌握DFT、DCT的編程實現(xiàn)； 實驗步驟

（1）編寫相應(yīng)的DFT、DCT圖像變換程序；

（2）啟動CCS，運(yùn)行程序，查看結(jié)果并分析； 實驗類型：綜合（2學(xué)時）

實驗二

灰度圖像處理（2學(xué)時）1 實驗?zāi)康募耙饬x

（1）學(xué)習(xí)灰度圖像反色處理技術(shù)；

（2）學(xué)時灰度圖像二值化處理； 實驗步驟

（1）編寫相應(yīng)的圖像處理程序；

（2）運(yùn)行程序，查看結(jié)果并分析；

實驗類型：綜合（2學(xué)時）

實驗三

圖像的增強(qiáng)及圖像的二維濾波 1 實驗?zāi)康募耙饬x

（1）熟練掌握利用直方圖實現(xiàn)圖像增強(qiáng)的原理；

（2）熟練掌握平均濾波和中值濾波對不同噪聲的適應(yīng)能力；實驗步驟

（1）分別編寫相應(yīng)的圖像處理程序。

（2）比較利用直方圖實現(xiàn)圖像增強(qiáng)的結(jié)果。

（3）比較平均濾波和中值濾波對不同噪聲的處理結(jié)果以及模板大小對處理結(jié)果的影響。實驗類型：綜合（2學(xué)時）

實驗四

圖像平滑 1 實驗?zāi)康募耙饬x

（1）培養(yǎng)學(xué)生理解圖像平滑的原理（2）掌握圖像處理的基本方法 2 實驗步驟

（1）編寫相應(yīng)的圖像平滑處理程序（2）啟動CCS，編譯運(yùn)行（3）觀察結(jié)果并分析 實驗類型：綜合（2學(xué)時）

實驗五

圖像銳化 1 實驗?zāi)康募耙饬x

（1）培養(yǎng)學(xué)生理解圖像平銳化的原理

（2）掌握圖像處理的基本方法 2 實驗步驟

（1）編寫相應(yīng)的圖像銳化處理程序

6（2）啟動CCS，編譯運(yùn)行（3）觀察結(jié)果并分析 實驗類型：綜合（2學(xué)時）

實驗六

圖像的邊緣檢測 1 實驗?zāi)康募耙饬x

（1）熟練掌握圖像邊緣檢測的基本原理；（2）熟練掌握圖像二值化的方法。2 實驗步驟

（1）編寫圖像邊緣檢測程序；

（2）比較不同閾值對圖像二值化結(jié)果的影響。實驗類型：綜合（2學(xué)時）考核與成績記載

6.1 考核的方式及成績的評定

考核成績的構(gòu)成：平時成績20%、期末成績80% 1．平時成績的構(gòu)成：平時作業(yè)、上課出勤15%、實驗成績5%(1)平時作業(yè)完成的獲得基礎(chǔ)分6分，然后按較好、良好、優(yōu)秀分別加2、3、4分。(2)實驗成績根據(jù)實驗出勤情況及實驗報告完成情況。(3)上課三分之一曠課者，不允許參加期末考試。2．期末考試為閉卷筆試。

6.2 考題的設(shè)計

考試題大體上可以分為三種類型，重點考察學(xué)生對基本概念、基本方法、基本技術(shù)的掌握和綜合應(yīng)用。

1． 概念題型

基本形式有以下幾種：選擇、判斷、填空、簡答題。約占40%。2． 應(yīng)用題型

根據(jù)學(xué)過的算法按要求給出結(jié)果，回答問題，約占40%。3． 綜合題型

綜合運(yùn)用能力的考核。約占20%。

第二篇：《數(shù)字圖像處理》教學(xué)大綱

《數(shù)字圖像處理》教學(xué)大綱

電子信息工程專業(yè)（本科）

課程編號：（）

課程名稱：數(shù)字圖像處理 參考學(xué)時：42 其中實驗或上機(jī)學(xué)時：10 說明部分

1． 課程的地位、性質(zhì)和任務(wù)

數(shù)字圖像處理是一門迅速發(fā)展的新興學(xué)科，發(fā)展的歷史并不長。由于圖像是視覺的基礎(chǔ)，而視覺又是人類重要的感知手段，故數(shù)字圖像成為心理學(xué)、生理學(xué)、計算機(jī)科學(xué)等諸多方面學(xué)者研究視覺感知的有效工具。隨著計算機(jī)的發(fā)展，以及應(yīng)用領(lǐng)域的不斷加深和擴(kuò)展，數(shù)字圖像處理技術(shù)已取得長足的進(jìn)展，出現(xiàn)了許多有關(guān)的新理論、新方法、新算法、新手段和新設(shè)備，并在軍事公安、航空、航天、遙感、醫(yī)學(xué)、通信、自控、天氣預(yù)報以及教育、娛樂、管理等方面得到廣泛的應(yīng)用。所以，數(shù)字圖像處理是一門實用的學(xué)科，已成為電子信息、計算機(jī)科學(xué)及其相關(guān)專業(yè)的一個熱門研究課題，相應(yīng)《圖像處理技術(shù)》也是一門重要的課程，是一門多學(xué)科交叉、理論性和實踐性都很強(qiáng)的綜合性課程。本課程是電子信息工程專業(yè)的專業(yè)課。

本課程著重研究數(shù)字圖像處理的方法，訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)知識解決實際問題的能力，同時要求拓寬專業(yè)知識面。2．課程教學(xué)的目的及意義

數(shù)字圖像處理是研究數(shù)字圖像處理的基本理論、方法及其在智能化檢測中應(yīng)用的學(xué)科，本課程側(cè)重于機(jī)器視覺中的預(yù)處理技術(shù)——數(shù)字圖像基本處理，并對圖像分析的基本理論和實際應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)介紹。目的是使學(xué)生系統(tǒng)掌握數(shù)字圖像處理的基本概念、基本原理和實現(xiàn)方法和實用技術(shù)，了解數(shù)字圖像處理基本應(yīng)用和當(dāng)前國內(nèi)外的發(fā)展方向。要求學(xué)生通過該課程學(xué)習(xí)，具備解決智能化檢測與控制中應(yīng)用問題的初步能力，為在計算機(jī)視覺、模式識別等領(lǐng)域從事研究與開發(fā)打下扎實的理論基礎(chǔ)。3．教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)要求

教學(xué)內(nèi)容：數(shù)字圖像處理是計算機(jī)和電子學(xué)科的重要組成部分，是模式識別和人工智能理論的的中心研究內(nèi)容。主要教學(xué)內(nèi)容包括：（1）數(shù)字圖像處理的基本概念，包括數(shù)字圖像格式，數(shù)字圖像顯示，灰度直方圖，點運(yùn)算，代數(shù)運(yùn)算和幾何運(yùn)算等概念。（2）介紹二維富氏變換離散余弦變換，離散圖像變換和小波變換的基本原理與方法。（3）重點介紹圖像的增強(qiáng)方法，包括空間域方法和變換域方法。（4）圖像恢復(fù)和重建基本原理與方法。（5）圖像壓縮編碼的基本原理與方法以及一些國際標(biāo)準(zhǔn)。（6）圖像的分析和模式識別基本原理。

教學(xué)要求：本課程的目的是使學(xué)生掌握數(shù)字圖像處理的基本概念，熟練使用分析數(shù)字圖像處理編程的基本工具，了解數(shù)字圖像處理的發(fā)展和應(yīng)用以及當(dāng)前國際國內(nèi)研究的熱點和重要成果及其工程應(yīng)用前景。

1、了解圖像處理的概念及圖像處理系統(tǒng)組成。

2、理解視覺成像原理、視覺特性及彩色模型。

3、深刻理解圖像的采樣和量化方法。

4、掌握圖像變換，包括傅里葉變換、沃爾什變換、哈達(dá)碼變換、離散余弦變換及霍特林 1 變換等的原理及性質(zhì)。

5、理解各種圖像增加方法，特別是要求掌握空域圖像平滑及圖像銳化的各種方法。

6、深刻理解圖像退化的模型，理解常用的幾種圖像恢復(fù)的方法。

7、深刻理解編碼概念及其基本原理，掌握統(tǒng)計編碼、預(yù)測編碼、變換編碼的原理及方法，了解部份國際編碼標(biāo)準(zhǔn)。

8、了解圖像分割的概念，了解串并行邊界技術(shù)及串并行區(qū)域技術(shù)。

9、掌握數(shù)字圖像處理中最基本、最廣泛應(yīng)用的概念、原理、理論和算法以及基本技術(shù)和方法；著重培養(yǎng)學(xué)生對數(shù)字圖像處理的分析能力，能熟練用MATLAB編程，實現(xiàn)對圖像進(jìn)行處理。

4.教學(xué)重點、難點 教學(xué)重點：

數(shù)字圖像增強(qiáng)，圖像復(fù)原和重建，圖像分析以及圖像編碼。教學(xué)難點：

圖像處理中涉及到的數(shù)學(xué)知識以及圖像處理的編程實現(xiàn)。5．教學(xué)方法及教學(xué)手段

課堂講課為主，實驗課和習(xí)題講解課為輔。6．教材及主要參考書 教材：

章毓晉編著，圖象處理和分析，北京：清華大學(xué)出版社，1999 參考書：

1.阮秋琦編著，數(shù)字圖像處理學(xué)，北京：電子工業(yè)出版社,2001.1。2.夏良正主編，數(shù)字圖像處理，南京：東南大學(xué)出版社，1999.9

3.K.R.Castleman著, 朱志剛等譯,數(shù)字圖像處理（新版），北京:電子工業(yè)出版社，2002.2 4.Kenneth R.Castleman, Digital Image Processing, Prentice Hall International, Inc., 清華大學(xué)出版社,1997 5.Rafael C.Gonzalez, Digital Image Processing Using Matlab.Prentice Hall International, Inc.,電子工業(yè)出版社, 北京, 2004 7.其它

考核形式：考試（筆試）；教學(xué)環(huán)境：課堂 總學(xué)時數(shù)：42 其中實驗或上機(jī)學(xué)時：10

二、正文部分

第一章：數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)

一、教學(xué)要求

了解：數(shù)字圖像處理研究對象、目的、發(fā)展簡史與研究現(xiàn)狀；理解圖像系統(tǒng)和視覺系統(tǒng)的概念。

掌握：圖像的抽樣和量化基本理論。

二、教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié) 數(shù)字圖像處理的主要方法與內(nèi)容

知識要點：數(shù)字圖像處理的主要方法，數(shù)字圖像處理的內(nèi)容。第二節(jié) 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用與發(fā)展動向

知識要點：數(shù)字圖像處理的主要應(yīng)用領(lǐng)域與發(fā)展動向 第三節(jié) 圖像系統(tǒng)和視覺系統(tǒng)

知識要點：圖像，圖像信息分類，視覺系統(tǒng)基本構(gòu)造，亮度和顏色感覺的視覺特征。第四節(jié) 圖像處理系統(tǒng)外圍設(shè)備

知識要點：圖像處理系統(tǒng)常用的輸入設(shè)備，圖像處理系統(tǒng)輸出設(shè)備 第五節(jié) 圖像的抽樣和量化 知識要點：圖像取樣，圖像量化。

三、本章學(xué)時數(shù)

2學(xué)時

第二章：圖像處理中的正交變換

一、教學(xué)要求

了解：小波變換及其概念；了解沃爾什變換及其概念；

掌握：傅立葉變換與二維離散傅立葉變換，快速傅立葉變換，離散余弦變換定義及特性。

二、教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié) 傅立葉變換以及二維傅立葉變換

知識要點：傅立葉變換以及二維離散傅立葉變換，快速傅立葉變換。第二節(jié) 離散余弦變換

知識要點：離散余弦變換定義，離散余弦變換特性，離散余弦變換的計算。第三節(jié) 沃爾什變換 知識要點：沃爾什變換定義 第四節(jié) 小波變換

知識要點：小波變換概述，時－頻分析，小波包。

三、本章學(xué)時數(shù)

4學(xué)時

第三章：圖像增強(qiáng)

一、教學(xué)要求

了解：偽色彩增強(qiáng)

掌握：直方圖修正技術(shù)，圖像平滑，圖像銳化，頻率域增強(qiáng)處理。

二、教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié) 直方圖修正技術(shù)

知識要點：直方圖修正技術(shù)基礎(chǔ)，直方圖均衡化，直方圖規(guī)定化，圖像對比度處理。第二節(jié) 空間域圖像平滑

知識要點：噪聲消除法，鄰域平均法，梯度倒數(shù)加權(quán)法，多圖像平均。第三節(jié) 圖像銳化

知識要點： 梯度法，Laplacian算子，掩模匹配法。第四節(jié) 頻域增強(qiáng)

知識要點：低通濾波法，高通濾波法，同態(tài)濾波。

三、本章學(xué)時數(shù)

6學(xué)時

第四章：圖像恢復(fù)

一、教學(xué)要求

了解：盲目圖像復(fù)原和遞歸圖像復(fù)原技術(shù)；最小二乘濾波原理。

掌握：圖像退化模型和恢復(fù)的代數(shù)方法，逆濾波的基本原理，中值濾波和加權(quán)中值濾波

二、教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié) 退化模型

知識要點：圖像恢復(fù)的基本概念，連續(xù)函數(shù)退化模型，離散函數(shù)退化模型。第二節(jié) 恢復(fù)的代數(shù)方法和逆濾波

知識要點：非約束復(fù)原，約束復(fù)原，逆濾波基本原理。第三節(jié) 最小二乘方濾波

知識要點：最小二乘方濾波原理，用于圖像復(fù)原的幾種最小二乘方濾波器。第四節(jié) 中值濾波

知識要點：中值濾波和，加權(quán)中值濾波。第五節(jié) 其他空間復(fù)原技術(shù)

知識要點：幾何畸變校正，盲目圖像復(fù)原，遞歸圖像復(fù)原技術(shù)。

三、本章學(xué)時數(shù)

6學(xué)時

第五章：圖像重建

一、教學(xué)要求

了解：代數(shù)方法重建；卷積方法重建； 掌握：圖像傅立葉方法重建

二、教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié) 傅立葉方法重建 知識要點：傅立葉方法重建。第二節(jié) 卷積方法重建 知識要點：卷積方法重建。第三節(jié) 代數(shù)方法重建 知識要點：代數(shù)方法重建。

三、本章學(xué)時數(shù)

4學(xué)時

第六章：圖像編碼

一、教學(xué)要求

了解圖像編碼的國際標(biāo)準(zhǔn)。理解利用信息理論編碼的基礎(chǔ)。

掌握PCM編碼，統(tǒng)計編碼和預(yù)測編碼的基本理論。

二、教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié) 圖像編碼的分類及保真度準(zhǔn)則 知識要點：圖像編碼的分類，保真度準(zhǔn)則。第二節(jié) 圖像的編碼

知識要點：PCM編碼，統(tǒng)計編碼，預(yù)測編碼以及變換編碼的基本理論。第三節(jié)圖像編碼的國際標(biāo)準(zhǔn)

知識要點：H.261編碼標(biāo)準(zhǔn)與解碼原理。

三、本章學(xué)時數(shù)

6學(xué)時

第七章：圖像分析

一、教學(xué)要求

了解：圖像獲取、處理、識別三大主干系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理和設(shè)計理論及方法，圖像的描繪。掌握：圖像的分割，圖像的特征提取。

二、教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié) 圖像的分割

知識要點：圖像分割處理，閾值法分割，基于梯度的圖像分割，區(qū)域生長，區(qū)域聚合。第二節(jié) 圖像的描繪

知識要點：區(qū)域描繪，關(guān)系描繪，Hough變換。第三節(jié) 圖像處理與模式識別

知識要點：模式識別概述，特征選擇，模式識別的幾種應(yīng)用。

三、本章學(xué)時數(shù)

4學(xué)時

執(zhí)筆人：

胡學(xué)友

教研室：

電子信息教研室

系主任審核簽名：

2005.7

第三篇：《數(shù)字圖像處理》課程教學(xué)大綱

《數(shù)字圖像處理》課程教學(xué)大綱

Digital Image Processing 課程編號：

適用專業(yè)：電類、計算機(jī)類

學(xué)時數(shù)： 40

學(xué)分?jǐn)?shù)：2 執(zhí)筆者：何家峰

編寫日期：2005年8月

一、課程的性質(zhì)和目的

本課程是電類、計算機(jī)類的一門技術(shù)性和應(yīng)用性很強(qiáng)的專業(yè)課。學(xué)習(xí)本課程的目的在于：使學(xué)生掌握數(shù)字圖像處理的基本概念、基本理論和基本方法，并了解數(shù)字圖像處理的發(fā)展方向和應(yīng)用情況。學(xué)習(xí)完本課程并結(jié)合相應(yīng)的實驗，學(xué)生應(yīng)達(dá)到以下要求：①掌握常用的數(shù)字圖像處理方法，包括圖像增強(qiáng)方法、頻域處理方法、圖像分割方法、圖像特征描述方法和數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法等；②能較為熟練地用Matlab或VC++語言編寫常用的數(shù)字圖像處理算法。

二、課程教學(xué)內(nèi)容

第一章 緒論(2學(xué)時)掌握數(shù)字圖像處理的一般概念。重點是數(shù)字圖像處理的主要內(nèi)容、圖像工程的三個層次及其數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的組成，并了解數(shù)字圖像處理的應(yīng)用和發(fā)展動向。

本章知識點為：圖像、數(shù)字圖像、數(shù)字圖像處理的定義；數(shù)字圖像處理的目的和主要內(nèi)容；圖像工程與相關(guān)學(xué)科；數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的組成；數(shù)字圖像處理的應(yīng)用和發(fā)展方向。

第二章 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)(2學(xué)時)

掌握數(shù)字圖像處理的一些基礎(chǔ)知識。重點是采樣和量化的概念、BMP圖像文件格式、RGB顏色模型和HIS顏色模型，理解RGB顏色模型和HIS顏色模型的色度學(xué)基礎(chǔ)和適用范圍。

本章知識點為：圖象數(shù)字化技術(shù)；數(shù)字圖像類型；圖象文件格式；色度學(xué)基礎(chǔ)與顏色模型。第三章 圖像增強(qiáng)(10學(xué)時)學(xué)習(xí)多種圖像增強(qiáng)方法。重點是掌握直方圖均衡化方法、空域圖象平滑與銳化方法。為使學(xué)生更深刻理解直方圖拉伸和直方圖均衡化的原理，應(yīng)把相應(yīng)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)講解透徹。

本章知識點為：直方圖的拉伸和均衡化；灰度線性變換和非線性變換；圖像噪聲分類與特點；模板操作、鄰域平均、中值濾波和其他去噪技術(shù)；圖像銳化：微分法、拉普拉斯變換和高通濾波；圖像的偽彩色處理。

本章安排實驗：圖像增強(qiáng)實驗。第四章 圖像分割(8學(xué)時)

掌握圖像分割方法、邊緣檢測方法、輪廓跟蹤、圖像匹配、投影法、差影法等的基本原理。輪廓跟蹤是本章的難點內(nèi)容，應(yīng)結(jié)合具體的閾值化圖像矩陣進(jìn)行講解。

本章知識點為：區(qū)域分割：閾值分割、區(qū)域生長、區(qū)域聚合；邊緣檢測：微分運(yùn)算、LOG算子；輪廓 跟蹤與提??；圖像匹配：莫把面匹配、直方圖匹配、形狀匹配；投影法與差影法。

本章實驗安排：圖像分割實驗。第五章 圖像的幾何變換(4學(xué)時)掌握幾何變換的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，以及幾種常見的幾何變換方法，包括平移變換、比例變換、旋轉(zhuǎn)變換、鏡像變換、復(fù)合變換和透視變換。其中，幾何變換的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和比例變換可以作為本章的重點內(nèi)容。

本章知識點為：齊次坐標(biāo)與二維圖像幾何變換矩陣；圖像比例縮放變換；圖像平移變換；圖像鏡像變換；圖像旋轉(zhuǎn)變換；圖像復(fù)合變換；透視變換。

自學(xué)內(nèi)容：透視變換可以安排學(xué)生自學(xué)。第六章 頻域處理(2學(xué)時)

掌握可分離變換原理，重點掌握傅立葉變換和余弦變換的原理和應(yīng)用。

本章知識點：傅立葉變換；可分離變換；離散余弦變換；WHT變換。傅立葉變換在數(shù)字信號處理中已經(jīng)學(xué)過，這里只是由一維變換擴(kuò)展為二維變換，可以不講。

自學(xué)內(nèi)容：小波變換及其他可分離變換作為學(xué)生自學(xué)了解內(nèi)容。第七章 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理(4學(xué)時)掌握二值形態(tài)學(xué)和灰度形態(tài)學(xué)的幾種基本操作，了解形態(tài)學(xué)在圖像處理中的應(yīng)用。

本章知識點：數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的基本概念與術(shù)語；二值形態(tài)學(xué)：腐蝕、膨脹、開閉運(yùn)算、擊中/擊不中變換；灰度形態(tài)學(xué)：灰度腐蝕、灰度膨脹、灰度開閉運(yùn)算；形態(tài)學(xué)的應(yīng)用：形態(tài)學(xué)濾波、骨架抽取。

第八章 圖像特征(8學(xué)時)掌握圖像的幾何特征、形狀特征、紋理特征、中軸變換與骨架提取、曲線與表面的擬合以及其他特征。其中，不變矩、幾種紋理描述、四叉樹應(yīng)作為重點內(nèi)容講解。

本章知識點：圖象的幾何特征：位置與方向、周長、面積、長軸和短軸；形狀特征：矩形度、圓形度、球狀性、不變矩、偏心率、形狀描述子；紋理分析：統(tǒng)計法、空間自相關(guān)紋理測度、聯(lián)合概率矩陣法、紋理的句法結(jié)構(gòu)分析法；中軸變換與骨架提?。磺€與表面的擬合；其他特征或描述：標(biāo)記、歐拉數(shù)、四叉樹。

本章實驗安排：圖象特征提取與識別。

三、課程教學(xué)的基本要求

本課程是電類、計算機(jī)類專業(yè)的專業(yè)程，實踐性較強(qiáng)。在教學(xué)方法上，采用課堂講授，結(jié)合課后自學(xué)、實驗、習(xí)題等教學(xué)形式。

(一)課堂講授

本課程在講解上著重數(shù)學(xué)公式物理含義的闡述，對于難點內(nèi)容，可以結(jié)合一個人為構(gòu)造的圖像矩陣來解釋。力求做到重點突出，由淺入深，便于學(xué)生理解和掌握。

在應(yīng)用方面，主要結(jié)合自己和他人的研究成果，介紹一些圖像處理方法的應(yīng)用實例，增強(qiáng)學(xué)生的直觀 體驗，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（二）課后自學(xué)

為了拓展學(xué)生的知識面，以及培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，安排部分內(nèi)容，課后學(xué)生自學(xué)。

（三）習(xí)題課

安排2學(xué)時習(xí)題課（已包括在前述學(xué)時分配中），講解綜合性例題及布置作業(yè)中的共性錯誤。

（四）課外作業(yè)

課外作業(yè)以編程題目為主，平均每章1~3道題，以加深對所學(xué)基本圖像處理方法和算法的理解，加強(qiáng)Matlab或VC編程能力。

（五）實驗

結(jié)合本課程的內(nèi)容開設(shè)3個的相應(yīng)實驗。教學(xué)實驗內(nèi)容以驗證性實驗和綜合性為主，以鞏固課堂所學(xué)圖像處理技術(shù)，培養(yǎng)科學(xué)實驗研究能力。

（六）考試

本課程采用閉卷或開卷形式考試，試題題型可采用填空、判斷、簡答、程序設(shè)計等。主要考察學(xué)生對基本概念、基本方法的掌握及綜合應(yīng)用情況。

總評成績：課外作業(yè)、平時考勤、實驗占30%；期末考試占70%。

四、本課程與其它課程的聯(lián)系與分工

先修課程：高等數(shù)學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理。

五、建議教材與教學(xué)參考書

［1］何東健主編，《數(shù)字圖像處理》，西安電子科技大學(xué)出版社，2005.3 ［2］章毓晉編著，《圖像處理與分析》，清華大學(xué)出版社，2002.5 ［3］朱秀昌編著，《圖像處理與圖像通信》，北京郵電大學(xué)出版社，2005.5 ［4］M.Petrou, P.Bosdogianni，《數(shù)字圖像處理疑難解析》，機(jī)械工業(yè)出版社，2005.4

第四篇：數(shù)字圖像處理教學(xué)大綱（范文模版）

《 數(shù)字圖像處理 》課程教學(xué)大綱

課程英文名

Digital Image Processing

執(zhí)筆人： 周山

編寫日期：2010.7.9

一、課程基本信息

1.課程編號：07010116 2.課程性質(zhì)/類別： 選修

課 /專業(yè)

課 3.學(xué)時/學(xué)分： 32+16學(xué)時 / 2學(xué)分 4.適用專業(yè)：

信息與計算科學(xué)

專業(yè)

二、課程教學(xué)目標(biāo)及學(xué)生應(yīng)達(dá)到的能力

數(shù)字圖像處理是一門迅速發(fā)展的新興學(xué)科，發(fā)展的歷史并不長。由于圖像是視覺的基礎(chǔ)，而視覺又是人類重要的感知手段，故數(shù)字圖像成為心理學(xué)、生理學(xué)、計算機(jī)科學(xué)等諸多方面學(xué)者研究視覺感知的有效工具。

本課程著重研究數(shù)字圖像處理的方法，訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)知識解決實際問題的能力，同時要求拓寬專業(yè)知識面。

三、課程教學(xué)內(nèi)容與基本要求

（一）緒論（4學(xué)時）1．主要內(nèi)容：

圖像處理的概述，基本物理假設(shè) 硬件設(shè)備，處理軟件,光度學(xué)及色度學(xué)原理 2．基本要求

1、了解數(shù)字圖像處理概述;

2、了解圖像輸入輸出設(shè)備;

3、掌握圖像的亮度函數(shù)等;

4、了解色彩的基本屬性;

3．自學(xué)內(nèi)容：

數(shù)學(xué)實驗 4．課外實踐：

無

（二）信號分析基礎(chǔ)（8學(xué)時）1．主要內(nèi)容：

圖像的數(shù)學(xué)信號表示,圖像的取樣和量化、像素間的一些基本關(guān)系、線性和非線性操作

2．基本要求

1、掌握信號的采樣及量化

2、理解圖像的點運(yùn)算,代數(shù)運(yùn)算及幾何運(yùn)算；

3、理解線性系統(tǒng)的性質(zhì)及線性移不變系統(tǒng)的頻率響應(yīng)；

4、掌握圖像的卷積運(yùn)算 3．自學(xué)內(nèi)容： 信號與系統(tǒng)

4．課外實踐：

無

（三）圖像變換（8學(xué)時）

1．主要內(nèi)容：

積分變換,連續(xù)及離散傅立葉變換,快速傅立葉變換,正交變換的一般表現(xiàn)形式 2．基本要求

1、了解積分變換；

2、掌握離散傅里葉變換、連續(xù)傅里葉變換、快速傅里葉變換；

3、理解沃爾什變換,哈達(dá)嗎變換等 3．自學(xué)內(nèi)容： 數(shù)字信號處理

4．課外實踐：

無

（四）圖像的增強(qiáng)與復(fù)原（10學(xué)時）

1．主要內(nèi)容：

圖像增強(qiáng)原理、直方圖處理、圖像平滑化,圖像的銳化,圖像的復(fù)原 2．基本要求

1、掌握灰度級變換增強(qiáng)及頻域增強(qiáng)原理;

2、深刻理解直方圖均衡化；

3、了解鄰域平均法;；

4、掌握低通濾波法,高通濾波法；

5、掌握圖像復(fù)原的一般方法； 3．自學(xué)內(nèi)容： 數(shù)字信號處理 概率論

4．課外實踐：

無

（五）圖像的分析與識別基礎(chǔ)（10學(xué)時）

1．主要內(nèi)容：

視覺再認(rèn)模式,間斷檢測、邊緣連接和邊界檢測、門限處理及基于區(qū)域的分割 , 2．基本要求

1、了解模式匹配模式,傅立葉模式；

2、掌握閾值分割法；

3、掌握邊緣檢測法；

1、了解區(qū)域增長法；

2、掌握二值圖像分割法；

3、了解圖像分割質(zhì)量的評價;3．自學(xué)內(nèi)容：

概率論 4．課外實踐：

無

（六）圖像的壓縮與編碼（10學(xué)時）

1．主要內(nèi)容：

圖像壓縮理論及模型，無損壓縮、有損壓縮，圖像編碼常用方法，圖像編碼評價方法，圖像編碼的國際標(biāo)準(zhǔn) 2．基本要求

1、了解哈夫曼編碼；

2、掌握離散余弦變換；

3、理解dct編碼與解碼；

4、了解壓縮編碼的新進(jìn)展； 3．自學(xué)內(nèi)容：

數(shù)據(jù)編碼 4．課外實踐：

無

四、教學(xué)安排建議

1.作業(yè)練習(xí)

每章課后布置2-3題作業(yè)。2.案例分析 無

3.專題研討 無

4.實驗安排

[1]傅立葉變換、MATLAB環(huán)境下的Fourier 變換(2學(xué)時)[2]MATLAB下圖像的直方圖及均衡化處理(2學(xué)時)[3]MATLAB下的鄰域、平均法、中值濾波法等方法處理圖像(2學(xué)時)[4]圖像的幾何變換、圖像的旋轉(zhuǎn),平移等變換(2學(xué)時)[5]圖像的分割、區(qū)域的分割、邊緣檢測等處理(2學(xué)時)[6]圖像的增強(qiáng)與復(fù)原(2學(xué)時)

五、課程考核

1.考核形式及成績評定辦法 考核形式為考查

2.本課程考核的基本要求

使學(xué)生了解數(shù)字圖像的基本概念、數(shù)字圖像形成的原理，掌握數(shù)字圖像處理的理論基礎(chǔ)和技術(shù)方法，著重掌握數(shù)字圖像的增強(qiáng)、復(fù)原、壓縮和分割的基本理論和實現(xiàn)方法，為將來從事相關(guān)領(lǐng)域工作和科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。

六、本課程與其它課程的先行后續(xù)關(guān)系

本課程應(yīng)先修完信號與系統(tǒng)，數(shù)字信號處理,MATLAB語言等課程

七、建議教材及教學(xué)參考書

1.教材：

數(shù)字圖像處理（第二版），陳傳波 編著，機(jī)械工業(yè)出版社，2007.1 2.參考書：

[1] 《數(shù)字圖像處理(第二版)》, 阮秋琦等譯, 電子工業(yè)出版社，2002 [2] 《數(shù)字圖像處理教程學(xué)》, 朗銳編, 北京希望電子出版社，2003 [3] 《MATLAB圖像處理應(yīng)用教程》, 郝文化編, 中國水利水電出版社，2004

第五篇：《數(shù)字圖像處理》教學(xué)大綱

《數(shù)字圖像處理》教學(xué)大綱

課程英文譯名：Digital Image Processing 適用專業(yè)：空間信息工程、攝影測量與遙感全日制本科一、一、課程性質(zhì)、目的和任務(wù)：

本課程是空間信息工程系、攝影測量與遙感系開設(shè)的必修的專業(yè)基礎(chǔ)課之一。

通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握有關(guān)數(shù)字圖像處理的基本概念、方法、原理及應(yīng)用，培養(yǎng)和增強(qiáng)學(xué)生數(shù)字圖像處理技能的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維，提高實際動手能力和創(chuàng)新能力，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)數(shù)字?jǐn)z影測量、遙感和地理信息系統(tǒng)等專業(yè)課程奠定基礎(chǔ)。二、二、課程教學(xué)的基本要求：

1.牢固掌握圖像數(shù)字化理論、圖像直方圖及其應(yīng)用、傅立葉變換、圖像增強(qiáng)的基本算法、圖像分割、影像紋理的基本分析法、二值圖像處理等內(nèi)容；

2.掌握空間濾波的卷積算法、幾何校正和灰度內(nèi)插法等；

3.了解圖像復(fù)原與重建、數(shù)據(jù)壓縮、模板匹配、分類、圖像處理與分析的發(fā)展趨勢。

三、三、課程內(nèi)容的重點和難點

1.重點內(nèi)容：

主要是數(shù)字圖像處理的基本概念和算法。具體包括：數(shù)字圖像與圖像數(shù)字化的概念；灰度直方圖；圖像處理算法形式；傅立葉變換、圖像空間域、頻率域增強(qiáng)；圖像分割的邊緣檢測；紋理分析；二值圖像處理與分析等。

2.難點

傅立葉變換、頻率域圖像增強(qiáng)與恢復(fù)、邊緣跟蹤、紋理的灰度共生矩陣分析法等。

四、四、本課程與其他課程之間的聯(lián)系與分工

本課程的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是建立在高等數(shù)學(xué)、離散數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計等課程之上；光學(xué)、攝影學(xué)與計算機(jī)應(yīng)用是學(xué)習(xí)和掌握該課程的重要基礎(chǔ)知識；該課程是為數(shù)字?jǐn)z影測量、遙感、地理信息系統(tǒng)、計算機(jī)視覺等課程服務(wù)；模式識別、圖像理解是該課程內(nèi)容的深入發(fā)展；與計算機(jī)圖形學(xué)相互滲透、補(bǔ)充。在學(xué)習(xí)數(shù)字?jǐn)z影測量、遙感、模式識別、圖像理解和計算機(jī)視覺等課程之前，應(yīng)先修該基礎(chǔ)課程。

五、五、各教學(xué)實踐環(huán)節(jié)的主要內(nèi)容

本課程教學(xué)時數(shù)為52學(xué)時，課堂教學(xué)52學(xué)時，課外實習(xí)3次共6學(xué)時。實習(xí)內(nèi)容如下：

實習(xí)一 編寫統(tǒng)計影像灰度直方圖的程序

實習(xí)二 應(yīng)用圖像處理軟件Photoshop進(jìn)行圖像及其直方圖顯示、灰度變換與直方圖均衡、幾何變換和裁剪、圖像平滑和銳化、彩色增強(qiáng)處理

實習(xí)三 應(yīng)用Photoshop進(jìn)行邊緣檢測、圖像二值化、邊緣跟蹤等六、六、使用教材及參考書

教材：賈永紅編著《計算機(jī)圖像處理與分析》武漢大學(xué)出版社

參考書：1.荊仁杰等 《計算機(jī)圖像處理技術(shù)》浙江大學(xué)出版社

2.容觀澳

《計算機(jī)圖像處理》清華大學(xué)出版社七、七、課程內(nèi)容及安排

第一章 緒論（2學(xué)時）1.1數(shù)字圖像處理的概念

1.2數(shù)字圖像處理的內(nèi)容和特點 1.3數(shù)字圖像處理的應(yīng)用

第二章 基本概念（5學(xué)時）2.1圖像數(shù)字化 2.2圖像灰度直方圖 2.3圖像處理算法的形式 2.4圖像的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與特征

第三章 圖像變換（4學(xué)時）

3.1圖像變換的預(yù)備知識

3.2付立葉變換及其性質(zhì)

第四章 圖像增強(qiáng)（10學(xué)時）4.1 圖像增強(qiáng)的點運(yùn)算 4.2圖像的空間域平滑 4.3圖像的空間域銳化 4.4頻率域增強(qiáng) 4.5彩色增強(qiáng)技術(shù) 4.6多圖像運(yùn)算

第五章 圖像復(fù)原與重建（4學(xué)時）5.1圖像退化模型 5.2圖像復(fù)原的方法 5.3圖像重建

第六章 圖像壓縮（3學(xué)時）6.1概述

6.2圖像保真度準(zhǔn)則 6.3統(tǒng)計編碼方法 6.4圖像壓縮的標(biāo)準(zhǔn)

第七章 圖像分割（10學(xué)時）7.1邊緣檢測 7.2 邊緣跟蹤

7.3 Hough變換檢測直線 7.4區(qū)域分割 7.5區(qū)域增長

第八章 二值圖像處理（7學(xué)時）8.1二值圖像的連接性和距離

8.2連接成分的變形操作 8.3圖形的形狀分析

第九章 紋理分析（6學(xué)時）9.1概述

9.2影像紋理的直方圖分析法 9.3 Laws紋理能量測量法 9.4紋理分析的自相關(guān)函數(shù)法 9.5灰度共生矩陣分析法

第十章 模板匹配（1學(xué)時）