第一篇：電子科大2014本科數(shù)字圖像處理教學(xué)大綱

《數(shù)字圖像處理》課程教學(xué)大綱

課程英文名稱：Digital Image Processing 課程代碼：H0204430

學(xué) 時 數(shù) ：48

課程類型： 專業(yè)選修課

適用學(xué)科專業(yè)： 電子信息工程

先修課程：概率論，線性代數(shù)，信號與系統(tǒng) 執(zhí) 筆 者：解梅

編寫日期：2013年11月 審 核 人：

學(xué) 分 數(shù)：3

一、課程性質(zhì)和目標(biāo)

（一）課程性質(zhì)

針對高年級本科生開設(shè)的專業(yè)選修課

（二）課程目標(biāo)

通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握數(shù)字圖像處理的基本概念、基本理論和處理方法。通過圖像處理上機實驗，培養(yǎng)學(xué)生的分析問題和解決問題的能力，掌握基本的圖像處理算法設(shè)計，進一步鞏固所學(xué)理論。

二、課程內(nèi)容安排和要求

（一）教學(xué)內(nèi)容、要求及教學(xué)方法

第一章 緒 論

授課學(xué)時：2學(xué)時

一、內(nèi)容：

? 教學(xué)內(nèi)容及要求

課程介紹、教學(xué)安排及學(xué)習(xí)要求 數(shù)字圖像處理基本概念 數(shù)字圖像處理的起源 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例 數(shù)字圖像處理的基本步驟 圖像處理系統(tǒng)的部件 ?

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要求：

? 理解數(shù)字圖像處理的概念

了解數(shù)字圖像處理的發(fā)展歷程，了解數(shù)字圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域 ? ? 了解數(shù)字圖像處理的基本步驟及系統(tǒng)部件

提升學(xué)生對數(shù)字圖像處理課程的認識，激發(fā)學(xué)生對數(shù)字圖像處理課程的學(xué)習(xí)興趣

教學(xué)方法 ?

二、? 從一幅精彩的數(shù)字圖像開始，把學(xué)生帶入到一個精彩的圖像處理世界。從而引出什么是數(shù)字圖像，什么是數(shù)字圖像處理的概念。在有了數(shù)字圖像處理概念的基礎(chǔ)上，再對數(shù)字圖像處理的起源及發(fā)展歷程進行詳細介紹。

? 按照數(shù)字圖像處理應(yīng)用的領(lǐng)域不同可以把數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實例分成幾大類，例如：空間領(lǐng)域、國防領(lǐng)域、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、刑偵領(lǐng)域、多媒體領(lǐng)域等。對每類應(yīng)用領(lǐng)域列舉一些典型的實例，并展示生動精彩的圖像。讓學(xué)生對數(shù)字圖像處理的應(yīng)用有直觀的認識。

? 以怎樣進行數(shù)字圖像處理的提問，引出數(shù)字圖像處理所需要的具體步驟，以及完成這些步驟所需的圖像處理部件，讓學(xué)生頭腦里形成圖像處理流程的整體框架。

? 課堂上適時列舉數(shù)字圖像處理與日常生活相關(guān)的例子，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)字圖像處理知識的興趣。

第二章

授課學(xué)時：4學(xué)時

一、內(nèi)容：

? ? ? ?

數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)

教學(xué)內(nèi)容及要求

視覺感知要素（1學(xué)時）

光和電磁波譜、圖像感知和獲?。?學(xué)時）圖像取樣和量化（1學(xué)時）

像素間的一些基本關(guān)系、線性和非線性基本操作（1學(xué)時）

要求：

? 了解人眼視構(gòu)造、圖像的形成以及人眼視覺系統(tǒng)適應(yīng)、鑒別能力 了解可見光和電磁波譜的關(guān)系，掌握單色光和彩色光的概念 理解圖像的獲取方式，掌握圖像形成的模型

掌握圖像取樣、量化以及灰度分辨率和空間分辨率的概念 掌握數(shù)字圖像的表示方法，了解圖像的放大與縮小的簡單原理

牢固掌握像素間的4連接、8連接和混合連接的定義，熟悉區(qū)域和邊界的概念 理解線性與非線性操作的含義

教學(xué)方法 ?

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二、? 關(guān)于視覺感知要素的內(nèi)容主要根據(jù)人眼結(jié)構(gòu)圖，講解圖像在人眼中的形成過程，人眼對圖像特征的感知特性，以及人眼對亮度的適應(yīng)和鑒別能力。視覺感知要素的講解實質(zhì)上是為數(shù)字圖像的獲取作鋪墊，因此，這部分內(nèi)容讓學(xué)生了解即可。

? 關(guān)于光和電磁波譜，考慮到學(xué)生在大學(xué)物理課程里已經(jīng)講過，這部分可以簡單講解，但是對與數(shù)字圖像處理密切相關(guān)的一些概念（單色光，灰度級、發(fā)光強度，光通量、亮度）需要具體講解。

? 圖像的感知和獲取部分主要是介紹幾種圖像獲取的傳感器（點狀、帶狀、陣列傳感器），以及圖像形成的模型，這部分內(nèi)容比較簡單，作簡單講解即可。

? 關(guān)于圖像取樣和量化的內(nèi)容，可以簡單的復(fù)習(xí)數(shù)字信號處理中一維信號的取樣和量化的概念，然后把圖像看成二維信號，從而講解數(shù)字圖像處理中的量化和取樣的概念。

? 對于數(shù)字圖像的表示、灰度級分辨率和空間分辨率，可以與圖像取樣和量化的過程結(jié)合起來講解，便于學(xué)生理解。結(jié)合陣列傳感器的圖像取樣過程，講解圖像的矩陣表示原理。結(jié)合取樣和量化的過程，講解灰度級分辨率和空間分辨率的概念，并以分辨率發(fā)生變化的圖像為例幫助學(xué)生理解概念。

? 關(guān)于像素間的關(guān)系，重點講解像素相鄰的概念，特別是4連接 8連接和混合連接的概念。為了幫助學(xué)生理解概念，在講課過程中一定要結(jié)合像素的位置關(guān)系圖進行講解。

第三章

授課學(xué)時：8學(xué)時

一、內(nèi)容：

?

空間域圖像增強

教學(xué)內(nèi)容及要求

背景知識 某些基本灰度變換（2學(xué)時）直方圖處理（2學(xué)時）

用算術(shù)/邏輯操作增強，空間濾波基礎(chǔ)（1學(xué)時）平滑空間濾波（1學(xué)時）

銳化空間濾波器、混合空間增強法（2學(xué)時）?

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要求：

? 掌握空間域圖像增強的一些基本變換方法，會用這些基本變化進行圖像增強；

牢固掌握直方圖均衡化處理和直方圖匹配處理的方法，會用直方圖均衡化和直方圖匹配增?

強圖像； ? 掌握圖像減法處理和圖像平均處理方法 牢固掌握空間濾波的原理

掌握平滑線性濾波器的原理和統(tǒng)計排序濾波的方法 掌握拉普拉斯算子圖像銳化方法

掌握梯度法圖像銳化方法，其中包括Robet算子，Sobel算子圖像增強

教學(xué)方法 ?

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二、? 空間域圖像增中，對單個像素點進行灰度變換來實現(xiàn)增強的方法是最基本的圖像增強方法。此類增強法對學(xué)生直觀的理解圖像增強的概念及原理是非常有用的，因此在教學(xué)過程中應(yīng)特別注意對該類方法的仔細分析講解，也可以為后面的空間濾波打好基礎(chǔ)。

? 對于直方圖均衡化處理，是本章的重點，應(yīng)該著重講解?？梢詮耐环鶊鼍暗牟煌瑢Ρ榷葓D像的灰度直方圖差異引入直方圖均衡化處理的概念，說明進行均衡化的必要性。關(guān)于均衡化的具體處理方法，需要注意從連續(xù)函數(shù)講起，然后自然過渡到離散函數(shù)，從而引出數(shù)字圖像的直方圖均衡化處理，主要通過一幅數(shù)字圖像均衡化實例來講解。

? 算術(shù)邏輯操作增強部分的內(nèi)容很簡單，可以用一些簡單的例子進行講述。

空間濾波基礎(chǔ)部分主要介紹空間域濾波的原理。由于濾波的概念一般在頻域分析中才出?

現(xiàn)，因此，在講這部分內(nèi)容時，應(yīng)該注意講解與頻域濾波的關(guān)聯(lián)與區(qū)別。同時，重點講解空間域濾波的模板卷積計算方法。

?平滑空間濾波器部分非常重要，但原理比較簡單，可以用一些典型的濾波器，比如均值濾波，中值濾波器的具體處理過程及實例來講解平滑濾波的圖像增強方法。

? 銳化空間濾波器部分涉及到一階微分和二階微分的知識，應(yīng)該特別注意對這部分基礎(chǔ)知識的詳細講解，為后面相應(yīng)銳化濾波器的講解打好基礎(chǔ)，也便于學(xué)生掌握一階微分濾波器和二階微分濾波器的基本思想。對于具體的二階微分算子和一階微分算子理論應(yīng)結(jié)合它們對圖像的響應(yīng)特征來講，讓學(xué)生真正明白銳化濾波器的設(shè)計原理，對具體的濾波器應(yīng)與實例相結(jié)合來講，便于學(xué)生理解。

第四章 頻域圖像增強

授課學(xué)時：8學(xué)時

一、內(nèi)容：

? 教學(xué)內(nèi)容及要求

背景知識、傅立葉變換和頻域介紹（2學(xué)時）?平滑的頻域濾波器（2學(xué)時）頻域銳化濾波器,同態(tài)濾波器(2學(xué)時)頻域增強的實現(xiàn)（2學(xué)時）?

?

要求：

? 掌握二維離散傅里葉變換與反變換方法 掌握二維傅里葉變換幅值譜、相位譜、功率譜 理解二維傅里葉變換的一些基本性質(zhì)

掌握頻率濾波的基本方法，會用頻域濾波器進行圖像增強 理解頻域濾波器與空域濾波器的關(guān)系

理解頻域平滑濾波的原理，掌握幾種常見的頻域平滑濾波器 理解頻域銳化濾波的原理，掌握幾種常見的頻域銳化濾波器 理解同態(tài)濾波的原理

理解頻域濾波實現(xiàn)過程中圖像周期延拓的原理及方法，會對圖像進行周期的延拓 理解快速傅里葉變換的原理及方法

教學(xué)方法 ?

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二、? 頻域圖像增強是建立在二維離散傅里葉變換的基礎(chǔ)之上進行的，因此，本章內(nèi)容的開始要通過回顧學(xué)生以前學(xué)過的一維傅里葉變換的知識，從而引入二維傅里葉變換。并遵循先連續(xù)傅里葉變換再離散傅里葉變換。特別注意講解一維傅里葉變換與二維傅里葉變換的關(guān)聯(lián)，便于學(xué)生理解二維傅里葉變換與反變換方法。

? 二維傅里葉變換的性質(zhì)，可以從一維傅里葉變換的性質(zhì)引申過來，把原來的時域概念轉(zhuǎn)換成空間域概念。

? 講解頻域濾波的基本方法時重點講解頻域濾波的流程，并通過基本濾波器的介紹來解釋頻域濾波的原理。

? 頻域與空域濾波器的關(guān)系對于學(xué)生而言比較難以理解，需要用簡單的數(shù)學(xué)推導(dǎo)來解釋頻域濾波器與空域濾波的關(guān)系。

? 頻域平滑濾波器和頻域銳化濾波器部分的內(nèi)容，主要就是圍繞圖像低頻成分和高頻成分的提取來講，這部分介紹了幾種常見的濾波器。在講解過程中特別注意詳細講解振鈴現(xiàn)象的產(chǎn)生原因即克服辦法。

? 在頻域濾波具體實現(xiàn)部分，主要討論避免頻率混疊而進行的圖像周期延拓?？梢砸砸痪S信號的卷積實例講解圖像周期延拓的必要性、可行性以及相應(yīng)的延拓方法。? 快速傅里葉變換是圖像頻域濾波實現(xiàn)的重要工具，需要對快速傅里葉變換的原理進行詳細講解，便于學(xué)生理解快速傅里葉變換的實現(xiàn)過程。

第五章 圖像復(fù)原

授課學(xué)時：4學(xué)時

一、內(nèi)容：

? 教學(xué)內(nèi)容及要求

圖像復(fù)原/退化模型，噪聲模型（0.5學(xué)時）針對噪聲的空間濾波復(fù)原（0.5學(xué)時）針對周期噪聲的頻率濾波方法（2學(xué)時）線性位置不變的退化模型（0.5學(xué)時）

逆濾波、維納濾波和約束最小二乘方濾波、幾何均值濾波，幾何變換(0.5個學(xué)時)?

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要求：

? 掌握圖像復(fù)原/退化模型；

了解常見的噪聲模型，及各種噪聲出現(xiàn)的場合；

掌握針對只有噪聲退化的空間濾波復(fù)原方法，知道什么濾波方法適合什么樣的噪聲； 掌握周期噪聲的頻域濾波原理； 掌握線性位置移不變退化模型；

掌握逆濾波方法和維納濾波方法，理解約束最小二乘方濾波 了解幾何均值濾波和幾何變換

教學(xué)方法 ?

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二、? 根據(jù)圖像成像的過程，引出圖像退化和復(fù)原過程的模型，幫助學(xué)生理解什么是圖像復(fù)原，為什么要進行圖像復(fù)原，并拋出怎樣進行圖像復(fù)原的問題，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

? 簡化圖像復(fù)原/退化模型過程，只考慮噪聲存在的情況下，圖像的退化與復(fù)原，從而講解噪聲的模型，以及各種噪聲的特性及應(yīng)用場合。

? 根據(jù)噪聲特性分析，講解針對噪聲的圖像復(fù)原方法?？梢曰仡櫟谌轮锌臻g域濾波的方法，從而引出針對噪聲的空間濾波圖像復(fù)原方法。

? 從分析周期噪聲的頻域特性入手，講解周期噪聲的頻域濾波方法，同樣可以結(jié)合第四章的頻率濾波方法，講解相應(yīng)的頻率濾波器。

? 線性退化移不變數(shù)學(xué)模型需要用簡單的數(shù)學(xué)推導(dǎo)來講解，注意講解圖像退化數(shù)學(xué)模型在空間域和頻域的不同表示方法，以及他們之間的關(guān)系。特別是退化函數(shù)的物理意義需要重點強調(diào)，進一步加強學(xué)生對圖像模糊退化概念的理解

? 由圖像退化數(shù)學(xué)模型引入逆濾波的概念，重點分析逆濾波存在的問題，根據(jù)這些問題引入維納濾波，然后分析維納濾波的局限性，進而引出約束最小二乘方濾波。其中重點分析逆濾波和維納濾波方法，并注重以應(yīng)用實例進行講解。

第六章 彩色圖像處理

授課學(xué)時：4學(xué)時

一、內(nèi)容：

? 教學(xué)內(nèi)容及要求

彩色基礎(chǔ)及彩色模型，偽彩色處理（1學(xué)時）全彩色處理，彩色變換（2學(xué)時）平滑和尖銳化，彩色分割（1學(xué)時）?

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要求：

? 理解三原色、二次色、顏料原色的概念

理解亮度、色調(diào)、飽和度的定義，了解色度圖的含義

掌握三種基本的彩色模型(RGB，CMY(K)，HSI）的定義及表示方法

理解RGB彩色模型和HIS彩色模型之間的轉(zhuǎn)換方法，了解HSI分量圖像處理的原理 理解偽彩色處理中的強度分層技術(shù)及灰度級轉(zhuǎn)換成彩色的原理

理解彩色變換中的補色、彩色分層、色調(diào)和彩色校正原理及直方圖處理的方法 理解HIS彩色空間和RGB彩色空間的彩色分割方法 了解彩色邊緣檢測和彩色圖像噪聲

教學(xué)方法 ?

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二、? 可以通過回顧第二章中人眼對圖像的感知原理，來講解人眼對彩色光的感知，從而引入三原色的概念。再以三原色的二次色圖像講解顏料原色的概念，并分析三原色和顏料原色之間的關(guān)聯(lián)。

? 在講解顏色的色度、色調(diào)和飽和度特性的概念時，重點強調(diào)這種方法最適合人眼對彩色的描述，并引入色度圖的表示方法。

? 關(guān)于RGB彩色模型的講述，主要圍繞彩色立方體進行闡述，給學(xué)生最直觀的理解。CMY彩色模型可以結(jié)合二次色的產(chǎn)生，講解用RGB 分量來表示的方法。? HSI彩色模型較難理解，這部分內(nèi)容要仔細講解，重點以RGB彩色立方體為基礎(chǔ)，分別對色度，色調(diào)和飽和度的確定方法進行講解，幫助學(xué)生理解HSI彩色模型的表示原理及方法，并在此基礎(chǔ)上講解RGB彩色模型和HSI彩色模型之間轉(zhuǎn)換方法。

? 偽彩色圖像處理部分，首先讓學(xué)生明白什么是偽彩色處理，偽彩色處理具有怎樣的意義，然后提出怎樣進行彩色處理的問題，進入偽彩色處理方法的介紹。

? 全彩色處理方法的部分后先讓學(xué)生了解與偽彩色處理的區(qū)別，然后結(jié)合不同的彩色模型介紹全彩色的基本變化方法，注意彩色變換的概念比較抽象，一定要結(jié)合實例圖像進行講解

? 關(guān)于彩色圖像的平滑和銳化及彩色圖像的分割內(nèi)容，重點強調(diào)由于彩色圖像的表示具有特殊性，因此與單色圖像相比，其平滑和銳化的方法有一定的差異性。這部分均采用由單色圖像的處理方法，轉(zhuǎn)化到彩色圖像的處理，幫助學(xué)生理解全彩色處理的基本原理及方法。

第八章 圖像壓縮

授課學(xué)時：6學(xué)時

一、內(nèi)容：

? 教學(xué)內(nèi)容及要求

圖像壓縮基礎(chǔ)知識（1.5學(xué)時）圖像壓縮模型及信息論要素（0.5學(xué)時）無誤差壓縮編碼（2學(xué)時）有損壓縮編碼（2學(xué)時）?

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要求：

? 理解編碼冗余、像素間冗余和心理視覺冗余的概念及出現(xiàn)的場合； 掌握信源、信息量、熵的基本概定義，理解熵編碼的基本定理 牢固掌握霍夫曼編碼方法 掌握算數(shù)編碼方法 理解LZW編碼方法

牢固掌握灰度編碼及行程編碼方法 掌握無損預(yù)測編碼的原理 理解有損預(yù)測編碼的原理

理解最佳預(yù)測器和最佳量化器的設(shè)計 了解變換編碼的原理及過程 ?

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? ? 了解圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)

教學(xué)方法

二、? 本章首先需要讓學(xué)生明白為什么要進行圖像壓縮，即圖像壓縮的必要性。從而可以過渡到三種數(shù)據(jù)冗余知識的講解，各種數(shù)據(jù)冗余的講解都要以實例的形式講解，幫助學(xué)生理解其基本含義。

? 在講解了數(shù)據(jù)冗余過后，提出怎樣進行圖像壓縮的問題，從而引出圖像壓縮的模型。信息論要素部分，主要介紹一些基本概念和編碼定理，為了引起學(xué)生的求知欲，可以提出?

問題：描述一幅確定的圖像究竟需要多大的數(shù)據(jù)量，怎樣來評價一幅圖像是否需要壓縮，壓縮是不是可以無限制的進行，從而引出相關(guān)的概念和編碼定理，學(xué)生理解起來也較容易。

? 無損壓縮編碼部分的講解主要是通過具體的編碼實例來介紹其編碼的方法，不要獨立講編碼的步驟，應(yīng)該與實例的編碼過程結(jié)合起來，讓學(xué)生的思路跟著老師理解編碼的原理及方法，每種方法講述完畢的時候，一定要歸納總結(jié)，并和其他編碼方式進行對比分析。

? 有損壓縮編碼的講解與無損壓縮編碼的過程進行對比分析結(jié)合起來，幫助學(xué)生理解其差異性。特別是有損預(yù)測編碼與無損預(yù)測編碼之間的對比分析，便于學(xué)生理解有損壓縮與無損壓縮的概念，并著重講解最佳預(yù)測器和最佳量化器部分。

? 變換編碼部分，由于難度較大，只需要學(xué)生理解變換編碼的原理及過程既可，因此講解的時候重點注意概念和原理的闡述，具體方法可以簡單講解。

? 圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)主要根據(jù)圖像的不同種類講解不同的壓縮方法，需要注意各種標(biāo)準(zhǔn)之間的對比講解，幫助學(xué)生理解。

第十章 圖像分割

授課學(xué)時：4學(xué)時

一、教學(xué)內(nèi)容及要求 內(nèi)容：

? 基于像素的點和線的檢測、邊緣檢測及邊緣連接（1學(xué)時）基于閾值的分割（2學(xué)時）基于區(qū)域的分割（1學(xué)時）?

?

要求：

? 掌握點檢測、線檢測、邊緣檢測的基本方法 掌握霍夫曼變換直線檢測方法 ? ? 理解全局閾值、局部閾值、自適應(yīng)閾值的分割方法 理解最佳全局閾值分割原理 理解區(qū)域生長分割方法 理解區(qū)域分割與合并的分割方法 ?

?

?

二、教學(xué)方法

? 關(guān)于間斷檢測可以結(jié)合第三章中空域濾波的原理，引入間斷檢測的基本原理。這一部分重點在檢測模板的具體分析講解，讓學(xué)生真正理解間斷檢測模板的含義。特別是邊緣檢測部分，要結(jié)合一階微分和二階微分來深入剖析，邊緣檢測的原理及過程。

? 霍夫曼變換直線檢測是一種重要的直線檢測方法，其原理簡單，易于實現(xiàn)。但是對學(xué)生而言，深入理解其原理可能有難度，因此這部分的講解要循序漸進，結(jié)合圖形圖像深入剖析其原理。

? 閾值分割，重點在于自適應(yīng)閾值、最佳全局閾值和自適應(yīng)閾值分割的講解，特別注意要結(jié)合具體事例的直方圖特性來講解，否則學(xué)生對閾值分割的內(nèi)涵不能真正理解。

? 基于區(qū)域的分割，只需要學(xué)生理解區(qū)域生長、分割和合并的基本原理即可。因此在講解這部分內(nèi)容應(yīng)配合一些實例講解其原理。

（二）自學(xué)內(nèi)容和要求 無

（三）實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)和要求 ? 圖像增強處理（2學(xué)時）要求學(xué)生掌握圖像增強的基本方法； ? 圖像復(fù)原處理（2學(xué)時）要求學(xué)生掌握圖像復(fù)原的基本方法； ? 彩色圖像處理（2學(xué)時）

要求學(xué)生理解彩色模型的含義，掌握彩色圖像處理的基本方法； ? 圖像分割（2學(xué)時）

要求學(xué)生掌握圖像分割的基本原理和算法的設(shè)計；

三、考核方式

本課程的考核方式包含平時考核、上機實驗考核和期末考核，其各項所占比例為平時考核10%，上機實驗考核10%，期末考核80%

四、建議教材及參考資料

（一）教材：

Rafael C.Gonzalez, etc.Digital Image Processing 3rd.北京：電子工業(yè)出版社，2010年

（二）參考資料：

1． Rafael C.Gonzalez,etc.Digital Image Processing Using MATLAB.北京：電子工業(yè)出版社，2010年

2．朱志剛.《數(shù)字圖像處理》.北京：電子工業(yè)出版社，2002年 3.章毓晉.《圖象工程》.北京：清華大學(xué)出版社, 2006年 4.http://004km.cn/gonzalezwoods

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。隨著計算機的發(fā)展，以及應(yīng)用領(lǐng)域的不斷加深和擴展，數(shù)字圖像處理技術(shù)已取得長足的進展，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，點運算，代數(shù)運算和幾何運算等概念。（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)對圖像進行處理。

4.教學(xué)重點、難點 教學(xué)重點：

數(shù)字圖像增強，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

一、教學(xué)要求

了解：偽色彩增強

掌握：直方圖修正技術(shù)，圖像平滑，圖像銳化，頻率域增強處理。

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

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、計算機類

學(xué)時數(shù)： 40

學(xué)分數(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、計算機類的一門技術(shù)性和應(yīng)用性很強的專業(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(10學(xué)時)學(xué)習(xí)多種圖像增強方法。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；中軸變換與骨架提取；曲線與表面的擬合；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、計算機類專業(yè)的專業(yè)程，實踐性較強。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》，機械工業(yè)出版社，2005.4

第四篇：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

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

邊緣檢測方法、圖象閾值分割方法（運用，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)和邏輯運算。

難點：象素間的連接、象素距離的度量。

講授提示與方法：強調(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：強調(diào)圖像變換方法的重要性。

4.4圖像增強

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

難點：直方圖處理，圖像的同態(tài)濾波。

講授提示與方法：強調(diào)各個圖像增強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，本著循序漸進的原則，由淺入深，由單一到綜合，使學(xué)生能夠逐步靈活運用所學(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一步的講解和啟發(fā)，使學(xué)生對所學(xué)知識能夠達到融會貫通。

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

綜合運用能力的考核。約占20%。

第五篇：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、理解圖像的點運算,代數(shù)運算及幾何運算；

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）圖像的增強與復(fù)原（10學(xué)時）

1．主要內(nèi)容：

圖像增強原理、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及頻域增強原理;

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、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