《数字图像处理》实验教学大纲

《医学数字图像处理》教学大纲Computer Image Processing一、课程的地位与任务随着社会的发展，数字图像已成为心理学、生理学、计算机科学等诸多方面的学者研究视觉感知的有效工具，其次，图像处理在军事、遥感、气象等大型应用中有不断增长的需求。

同时数字成像，图像打印机和数字印刷技术的快速发展，也给图像处理的发展提供了很好的条件，因此，《数字图像处理》是一门十分实用并有着广阔前景的学科，也成为计算机科学与技术专业、信息管理与信息系统专业开设的专业课程之一。

二、学时分配：第一章绪论§1.1图像及其数字处理1、引言2、数字图像处理概述3、哲学观点4、数字图像处理的实践§1.2 图像数字化1、图像数字化器的性能2、图像数字化器的类型3、图像数字化器的组成元件§1.3 Photoshop初步1、Photoshop安装与启动2、Photoshop菜单使用3、Photoshop应用第二章图像处理算法语言1、ＶISUAL Basic语言简介2、VB图形、图像处理常用的语句3、VB图像处理程序设计方法第三章图像与视觉１．色彩与光线2、视觉系统３、彩色视觉第四章图像的数据结构与统计特征§４.１图像的基本数学模型１、图像的数学模型２、图像矩阵类型§４.２图像的数据格式１、图像数据存储２、常用的图像文件格式１.图像的基本统计参数２．灰度直方图。

直方图的用途直方图与图像的关系第五章图像增强§５.１对比度扩展与调整１、线性变换２、非线性变换３、直方图均衡化４、直方图匹配§５.２图像的平滑处理１、邻域平均法２、阈值法３、低通滤波法§５.３图像的锐化处理１、梯度法２、拉普拉斯算子３、高通绿波法§５.４图像的彩色变换１、彩色合成２、彩色变换第六章图像变换１、空间变换２、离散傅立叶变３、沃尔什－哈达玛变换；离散余弦变换；离散K-L变换４、离散小波变换四、课程实践环节安排试验1：Photoshop初步试验2：算法语言试验3：图像的格式试验4：图像的统计特征试验5：对比度扩展与调整试验６图像的平滑处理试验７图像的锐化处理五、推荐教材以及参考书推荐教材：《医学数字图像处理》张兆臣著中国科学技术出版社。

数字图像处理实训教学大纲数字图像处理实训教学大纲数字图像处理是计算机科学与技术领域中的一个重要分支，它涉及到对图像进行获取、处理、分析和展示的技术和方法。

随着计算机技术的不断发展和应用场景的扩大，数字图像处理在各个领域都有着广泛的应用，包括医学影像、遥感图像、媒体图像等。

因此，数字图像处理实训教学也成为了计算机专业教育中的重要一环。

一、实训目标数字图像处理实训旨在培养学生对图像处理基本概念、算法和技术的理解和应用能力。

通过实践操作，学生将能够熟练掌握数字图像处理的基本原理和方法，能够运用相关工具和软件进行图像获取、预处理、增强、分割、特征提取等操作，并能够分析和评估图像处理结果的质量。

二、实训内容1. 图像获取与表示学生将学习如何通过摄像头、扫描仪等设备获取图像，并了解图像的表示方式，包括灰度图像、彩色图像等。

2. 图像预处理学生将学习如何对图像进行平滑、锐化、噪声去除等预处理操作，以提高后续处理的效果。

3. 图像增强学生将学习如何对图像进行对比度增强、亮度调整、直方图均衡化等操作，以改善图像的视觉效果。

4. 图像分割学生将学习如何将图像分割成不同的区域或对象，以便进行后续的目标检测、识别等操作。

5. 特征提取与描述学生将学习如何从图像中提取出有用的特征，并对这些特征进行描述和表示，以便进行后续的图像分类、检索等操作。

6. 图像压缩与编码学生将学习如何对图像进行压缩和编码，以减少存储空间和传输带宽的消耗。

三、实训方法数字图像处理实训采用理论与实践相结合的方式进行。

学生将通过课堂讲解、实验操作和项目实践等多种形式进行学习和实践。

教师将组织学生进行实验操作，引导学生分析和解决实际问题，并鼓励学生进行独立思考和创新实践。

四、实训评价数字图像处理实训的评价主要包括实验报告、项目实践和实验考核等。

学生需要按照要求撰写实验报告，总结实验过程和结果，并进行分析和讨论。

项目实践要求学生独立完成一个数字图像处理项目，并进行项目报告和演示。

《遥感数字图像处理》课程实验教学大纲
一、基本信息
二、目的与任务
（一）目的
通过进行C++遥感图像程序开发实验，培养学生的实际将算法转换为应用程序的能力，同时加深其对书本理论知识的理解和认识。

培养基本技能：
（1）程序设计能力
（2）遥感图像处理算法设计能力
（3）遥感图像处理算法程序编程实现能力
（二）任务
主要任务包括完成实验的各项任务、理解并掌握相关的理论知识、掌握相关的算法及其实现过程。

（1）完成系统的分析
（2）完成系统的程序设计
（3）完成系统的测试
（4）完成实验报告的撰写工作
三、要求与安排方式
（一）实验要求：通过以下综合实验，学生应掌握典型数字图像处理算法设计和C++语言开发。

实验一：C++ 图像反色与灰度变换
实验二：C++ 图像直方图阈值分割
实验三：C++ 图像几何拉伸变换
实验四：C++ 图像均值滤波
实验五：C++ 图像卷积与直方图绘制
实验六：C++ 图像锐化
实验七：C++ 图像边缘提取
实验八：C++ 图像点特征提取
（二）实验安排方式
学生必须按照每个实验的具体要求完成任务，对照下发实验指导要求，每人单独完成相关实验项目，每次实验占用1－2个学时。

四、实验项目设置
实验二
实验三
实验四
实验六
实验七
五、考核与成绩评定
（一）考核内容
逐个检查源代码及运行结果。

（二）成绩评定方法
实行五分制，计入平时成绩。

《数字图像处理》教学大纲课程名称及代码：数字图像处理/10011301课程学分与学时：4分/64学时(课堂讲授32，实验实践32，自主学习0)先修课程：高等数学、程序设计适用专业：计算机科学与技术专业一、课程性质、目的与任务1、课程性质数字图像处理是计算机科学与技术专业学生选修的一门前沿性、专业拓展课。

2、课程目的本课程侧重于数字图像的基本处理方法和理论。

通过本课程的学习，使学生了解数字图像的获取、显示、存储等基本技术，深刻理解图像的运算、增强、去噪、边缘检测等基本原理和技术，通过MATLAB图像处理工具箱，编程解决实际中的图像处理的相关问题。

要求学生通过该课程的学习，学生应该具备基础的图像处理能力，为今后从事计算机视觉、模式识别等图像信息处理和研究工作奠定坚实的理论基础，并为深入研究图像处理做好必要的理论准备。

3、课程任务本课程的主要任务是培养学生①了解图像处理的基本概念和图像处理系统组成，了解数字图像处理的最新发展方向②掌握数字图像处理的基础知识，包括图像的数字化技术、数字图像像素间的关系。

了解数字图像的存储文件格式、数字图像的颜色模型。

③掌握数字图像的基本运算，包括各种灰度变换处理、几何运算、代数运算和其它运算。

④掌握图像增强的基本原理，掌握基于灰度变换的图像增强处理技术、掌握图像的空域滤波技术和图像的频域增强技术。

⑤理解和掌握图像的傅里叶变换的基本性质，掌握图像频域滤波的基本步骤和处理函数，掌握图像的低通滤波处理、高通滤波处理和带通滤波处理的原理和方法。

⑥理解彩色图像模型，掌握不同色彩空间的相互转换技术和方法，实现对伪彩色图像、全彩色图像的处理，并能将灰度图像处理的理论和方法应用到彩色图像的处理中。

⑦了解图像特征提取的基本概念，掌握图像边缘检测的基本算子，并能使用这些算子和门限法等进行边缘检测。

⑧能熟练综合使用图像处理的基本原理和方法解决现实中的图像处理问题。

二、教学内容与学时分配教学模块教学内容教学要求讲授学时实验实践学时自主学时绪论1、数字图像处理及其特点2、数字图像处理的目的和主要内容3、图像工程与相关学科3、数字图像处理系统4、数字图像处理的应用5、数字图像处理发展方向理解图像、数字图像等基本概念、了解数字图像处理系统组成、了解数字图像的基本应用，了解图像的最新发展方向2 0 0数字图像处理基础1、图像数字化技术2、数字图像类型3、图像文件格式4、色度学基础与颜色模型掌握图像数字化技术、了解图像的类型和图像存储文件格式，了解彩色图像的颜色模型2 0 0Matlab处理基础1、Matlab简介2、Matlab数据类型3、Matlab程序设计基础4、Matlab变量和函数设计5、Matlab矩阵运算6、Matlab数学运算7、Matlab绘图基础8、Matlab图像处理函数了解Matlab软件的基本知识，重点掌握Matlab的数据的矩阵表示、处理、了解Matlab的基本运算函数，掌握图像在Matlab中的存储和提取。

《数字图像处理》课程教学大纲Digital Image Processing一、课程说明课程编码：课程总学时（理论总学时/实践总学时）：51（42/9），周学时：3，学分：3，开课学期：第6学期。

1．课程性质：专业选修课2．适用专业：电子信息与技术专业3．课程教学目的和要求《数字图像处理》是信号处理类的一门重要的专业选修课，通过本课程的学习，应在理论知识方面了解和掌握数字图像的概念、类型，掌握数字图像处理的基本原理和基本方法：图像变换、图像增强、图像编码、图像的复原和重建。

并通过实验加深理解数字图像处理的基本原理。

4．本门课程与其他课程关系本课程的先修课程为：数字信号处理和应用5．推荐教材及参考书推荐教材：阮秋琦，《数字图像处理学》（第二版），电子工业出版社，2007年参考书（1）姚敏等，《数字图像处理》，机械工业出版社，2006年（2）何东健，《数字图像处理》（第二版），西安电子工业出版社，2008年（3）阮秋琦，《数字图像处理基础》，清华大学出版社，2009年（4）(美)Rafael C. Gonzalez著，阮秋琦译，《数字图像处理》（第二版），电子工业出版社，2007年6．课程教学方法与手段主要采用课堂教学的方式，通过多媒体课件进行讲解，课外作业，答疑辅导。

并辅以适当的实验加深对数字图像处理的理解。

7．课程考核方法与要求本课程为考查课课程的实验成绩占学期总成绩的50%，期末理论考查占50%；考查方式为笔试。

8．实践教学内容安排实验一：图像处理中的正交变换实验二：图像增强实验三：图像复原详见实验大纲。

二、教学内容纲要与学时分配（一）数字图像处理基础(3课时)1．主要内容：图像处理技术的分类，数字图像处理的特点，数字图像处理的主要方法及主要内容，数字图像处理的硬件设备，数字图像处理的应用，数字图像处理领域的发展动向2．基本要求：了解图像处理技术的分类和特点，数字图像处理的主要方法及主要内容，熟悉数字图像处理的硬件设备。

《数字图像处理》课程教学大纲课程编码：ZX0240089课程类别：专业选修课适用专业及层次：信息与计算科学本科学分：4理论学时：32 实验学时：32先修课程：线性代数、高等数学、概率统计、高级程序设计一、课程的性质、目的和任务《数字图像处理》是信息与计算科学专业的一门专业方向限定选修课程，属于电气工程的课程。

通过本课程的学习，使学生掌握数字图像处理的基本理论，使学生学会数字图像处理的基本方法，培养学生对数字图像处理技术有基本理解，为扩大专业知识面，为以后的研究生学习奠定一定的基础，或者为毕业后的工作做一定的铺垫．掌握计算机处理数字图像的基本算法，并学会用这些算法解决实际图像相关的问题。

二、课程教学的基本要求了解基本的数字图像的概念、术语；掌握数字图像表示法，分别在空间域和频域中对数字图像进行处理的方法、使用数学形态学方法对数字图像进行简单的处理，在彩色空间对图像进行处理，掌握基本的图像分割的方法、图像特征的表示方法和模式识别的基本理论。

三、课程教学内容第一章绪论【授课学时】2【教学内容】1、数字图像的概念2、数字图像的起源3、数字图像的获取4、数字图像的处理步骤5、图像处理系统的部件6、图像处理的应用【教学要求】使学生了解数字图像技术就随时发生在我们的日常生活中，而且处理的算法不是很难，引导学生进入数字图像处理的领域。

导入一些活生生的实例，进行数字图像处理的入门教育。

熟悉Matlab工具对数字图像的基本操作。

【教学重难点】重点：掌握数字图像获取的常见方法难点：成像原理第二章数字图像基础【授课学时】4【教学内容】1、视觉感知要素2、光和电磁波普3、简单图像的形成模型4、取样和量化5、像素间的一些基本关系6、线性和非线性操作【教学要求】理解眼睛成像的基本原理，以及一些常见的视觉误差，简单图像的模型；理解生成数字图像的原理和步骤；掌握数字图像中像素间的关系；了解线性操作和非线性操作的概念。

【教学重难点】重点：取样和量化、像素间的关系以及运算难点：取样和量化第三章空间域图像增强【授课学时】6【教学内容】1、背景知识2、某些基本灰度变换3、直方图处理4、用算术/逻辑操作增强5、空间滤波基础6、平滑空间滤波7、锐化空间滤波8、混合空间增强法【教学要求】理解某些基本灰度变换、直方图处理、算术/逻辑操作增强、空间滤波基础、平滑空间滤波、锐化空间滤波、混合空间增强法等基本的空间域增强图像的方法。

《数字图像处理》课程教学大纲Digital Image Processing课程编号：适用专业：电类、计算机类学时数：40 学分数：2执笔者：何家峰编写日期：2005年8月一、课程的性质和目的本课程是电类、计算机类的一门技术性和应用性很强的专业课。

学习本课程的目的在于：使学生掌握数字图像处理的基本概念、基本理论和基本方法，并了解数字图像处理的发展方向和应用情况。

学习完本课程并结合相应的实验，学生应达到以下要求：①掌握常用的数字图像处理方法，包括图像增强方法、频域处理方法、图像分割方法、图像特征描述方法和数学形态学方法等；②能较为熟练地用Matlab或VC++语言编写常用的数字图像处理算法。

二、课程教学内容第一章绪论(2学时)掌握数字图像处理的一般概念。

重点是数字图像处理的主要内容、图像工程的三个层次及其数字图像处理系统的组成，并了解数字图像处理的应用和发展动向。

本章知识点为：图像、数字图像、数字图像处理的定义；数字图像处理的目的和主要内容；图像工程与相关学科；数字图像处理系统的组成；数字图像处理的应用和发展方向。

第二章数字图像处理基础(2学时)掌握数字图像处理的一些基础知识。

重点是采样和量化的概念、BMP图像文件格式、RGB颜色模型和HIS颜色模型，理解RGB颜色模型和HIS颜色模型的色度学基础和适用范围。

本章知识点为：图象数字化技术；数字图像类型；图象文件格式；色度学基础与颜色模型。

第三章图像增强(10学时)学习多种图像增强方法。

重点是掌握直方图均衡化方法、空域图象平滑与锐化方法。

为使学生更深刻理解直方图拉伸和直方图均衡化的原理，应把相应的数学推导讲解透彻。

本章知识点为：直方图的拉伸和均衡化；灰度线性变换和非线性变换；图像噪声分类与特点；模板操作、邻域平均、中值滤波和其他去噪技术；图像锐化：微分法、拉普拉斯变换和高通滤波；图像的伪彩色处理。

本章安排实验：图像增强实验。

第四章图像分割(8学时)掌握图像分割方法、边缘检测方法、轮廓跟踪、图像匹配、投影法、差影法等的基本原理。

《数字图像处理》课程教学大纲课程代码：030742025课程英文名称：Digital Image Processing课程总学时：40 讲课：32 实验：8 上机：0适用专业：电子信息科学与技术大纲编写（修订）时间：2017.5一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标数字图像处理是电子信息科学与技术专业开设的一门培养学生具有数字图像处理能力的选修的专业课之一，通过本课程的学习，要求学生掌握有关数字图像处理的基本概念、方法、原理及应用，培养和增强学生数字图像处理技能的创新意识和创新思维，提高实际动手能力和创新能力，为学生进一步学习专业课程奠定基础。

通过本课程的学习，学生将达到以下要求：1．牢固掌握图像数字化理论、图像直方图及其应用、傅立叶变换、图像增强的基本算法、图像分割、影像纹理的基本分析法、二值图像处理等内容；；2．掌握空间滤波的卷积算法、几何校正和灰度内插法等；；3．了解图像复原与重建、数据压缩、模板匹配、分类、图像处理与分析的发展趋势。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求1.基本知识：数字图像处理的基本概念和算法2.基本理论和方法：数字图像与图像数字化的概念；灰度直方图；图像处理算法形式；傅立叶变换、图像空间域、频率域增强；图像分割的边缘检测；纹理分析；二值图像处理与分析等。

3.基本技能: 能较为熟练地用Matlab或VC++语言编写常用的数字图像处理算法。

（三）实施说明1．教学方法：本课程在讲解上着重数学公式物理含义的阐述，对于难点内容，可以结合实际的图像矩阵来解释。

力求做到重点突出，由浅入深，便于学生理解和掌握。

在应用方面，主要结合自己和他人的研究成果，介绍一些图像处理方法的应用实例，增强学生的直观体验，培养学生的学习兴趣。

2．教学手段：在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段，这样可以达到图文并茂的效果，有利于学生理解掌握各种算法。

（四）对先修课的要求先修课：MATLAB程序设计；概率论与数理统计；线性代数；数值分析；数字信号处理。

《数字图像处理》课程教学大纲Digital image processing一、教学目标及教学要求数字图像处理课程是智能科学与技术、数字媒体技术等专业的专业必修课。

主要目标及要求是通过该课程的学习，使学生初步掌握数字图像处理的基本概念、基本原理、基本技术和基本处理方法，了解数字图像的获取、存储、传输、显示等方面的方法、技术及应用，为学习相关的数字媒体、视频媒体和机器视觉等课程，以及今后从事数字媒体、视频媒体、图像处理和计算机视觉等领域的技术研究与系统开发打下坚实的理论与技术基础。

二、本课程的重点和难点（一）课程教学重点教学重点内容包括：图像的表示，空间分辨率和灰度级分辨率，图像直方图和直方图均衡，基于空间平滑滤波的图像增强方法，基于空间锐化滤波的图像增强方法，图像的傅里叶频谱及其特性分析，图像编码模型、霍夫曼编码和变换编码，图像的边缘特征及其检测方法，彩色模型，二值形态学中的有腐蚀运算和膨胀运算。

（二）课程教学难点教学难点包括：直方图均衡，二维离散傅里叶变换的若干重要性质、图像的傅里叶频谱及其特性分析，变换编码，小波变换的概念、嵌入式零树小波编码，图像的纹理特征及其描述和提取方法，Matlab图像处理算法编程。

三、主要实践性教学环节及要求本课程的实验及实践性环节要求使用Matlab软件平台，编写程序实现相关的数字图像处理算法及功能，并进行实验验证。

课程实验与实践共10学时，分别为：实验一：图像基本运算实验（2学时）。

实验二：图像平滑滤波去噪实验（2学时）。

实验三：图像中值滤波去噪实验（2学时）。

实验四：图像边缘检测实验（2学时）。

相关图像处理算法的课堂演示验证（2学时）。

要求每个学生在总结实验准备、实验过程和收获体会的基础上，写出实验报告。

四、采用的教学手段和方法利用多媒体课件梳理课程内容和讲授思路，合理运用启发式教学方式激发学生的思考力，采用讨论式教学方式增强教学过程的互动效果，理论教授与应用实例编程实践相结合，提高学生的分析和解决问题的能力。

《数字图像处理》课程教学大纲一、课程基本信息课程编号：dq04091010课程名称：数字图像处理Digital Image Processing学时/学分：32/2实验学时：12课程类别：专业类课程课程性质：必修课适用专业：电子信息工程开设学期：第六学期先行课程：概率与数理统计、线性代数、信号与系统、数字信号处理责任单位：电气与信息工程学院电子信息工程系二、课程简介《数字图像处理》是面向电子信息工程专业开设的一门专业课程。

通过本课程的学习，学生将获得图像处理的系统设计、相关软件设计与开发知识，并理解图像处理的设计需求、设计原理、设计方法、具有相应实践能力。

能够运用深入的图像处理方法进行数学建模及仿真验证；掌握多层次的实验设计、实现及结果分析的方法，并能将其用于复杂工程实践中。

并为学习后续课程以及从事与本专业相关的工程技术等工作奠定必要的理论基础。

三、课程目标通过本课程的学习，应达到的目标及能力如下：目标1：能够利用数字图像处理所需的数学工具。

学会图像分析的基本方法，具备解决图像应用问题的初步能力；目标2：能够学会数字图像处理基本算法，分析数字图像处理领域复杂工程问题；目标3：能够自行编写MATLAB程序，仿真实现图像处理分析过程，准确筛选、处理、分析实验数据，得出合理有效的结论，规范撰写实验报告。

四、课程目标对毕业要求的支撑五、课程教学内容（一）数字图像处理概述1.主要教学内容：图像的基本概念；数字图像处理，计算机视觉，计算机图形学；数字图像处理系统结构；数字图像处理的主要研究内容；图像的数字化方法；数字图像的数值描述；数字图像的位图文件结构；数字图像的灰度直方图。

2.知识点与能力点要求：（1）知识点：要求学生了解什么是图像以及图像的分类，了解数字图像处理、计算机视觉、计算机图形学之间的区别，了解数字图像处理系统结构。

了解图像的采样和量化方法；掌握BMP位图文件的结构，掌握数字图像灰度直方图的定义、性质和用途。