数字图像处理研研究生课程教学大纲

《数字图像处理》教学大纲
一、课程简介
数字图像处理是机器视觉、模式识别、医学图像处理等的基础，本课程为工程专业的学生提供数字图像处理的基本知识，是理论性和实践性都很强的综合性课程。

课程内容广泛涵盖了数字图像处理的基本原理，包括图像采样和量化、图像算术运算和逻辑运算、直方图、图像色彩空间、图像分割、图像形态学、图像频域处理、图像分割、图像降噪与图像复原、特征提取与识别等。

二、课程目标
通过本课程学习，学生可以掌握数字图像处理的基本方法，具备一定的解决图像处理应用问题的能力，培养解决复杂工程问题的能力。

具体目标如下：
1.掌握数字图像处理的基本原理、计算方法，能够利用专业知识并通过查阅资
料掌握理解相关新技术，对检测系统及处理流程进行创新性设计；
2.能够知晓工程领域中涉及到的数字图像处理技术，理解其适用场合、检测对
象及条件的限制，能根据给定的目标要求，针对工业检测中的工程问题选择和使用合适的技术和编程，进行仿真和分析；
3.能够知晓工程领域中所涉及的现代工具适用原理及方法，根据原理分析和仿
真结果，进行方案比选，确定设计方案，具有检测算法的设计能力；
4.通过校内外资源和现代信息技术，了解数字图像处理发展趋势，提高解决复
杂工程问题的能力。

三、课程目标对毕业要求的支撑关系
四、理论教学内容及要求
四、实验教学内容及要求
五、课程考核与成绩评定
六、教材及参考书。

数字图像处理教学大纲数字图像处理课程教学大纲（理论课程）◆课程编号：130128◆课程英文名称：Digital Image Processing◆课程类型：☐通识通修☐通识通选☐学科必修√学科选修☐跨学科选修☐专业核心√专业选修（学术研究）☐专业选修（就业创业）◆适用年级专业（学科类）：四年级电子信息工程专业、通信工程（专业电气信息类）◆先修课程：信号与系统、数字信号处理、线性代数、概率统计◆总学分：2◆总学时：34一、课程简介与教学目标数字图像处理时模式识别，计算机视觉，图像通信，多媒体技术等学科的基础，是一门涉及多领域的交叉学科。

通过本课程的学习，使学习者系统地了解数字图像的基本概念、数字图像形成的原理，掌握数字图像处理的理论基础和技术方法，了解与各种处理技术相关的应用领域。

为学生今后从事数字图像信息处理工作奠定坚实的理论基础。

二、教学方式与方法教学方式：课堂讲授（以多媒体课件为主导）和课下上机实践相结合；教学方法：采用以BTEC（Business Technology Education Council）模式为主，以TBL（task-based learning）任务型模式为辅的两种教学模式相结合的教学方法。

用任务引导学习，更注重学生个性的发展和个人潜能的开发，考核以平时的课业、表现、出勤、学习态度和最后的考试共同衡量学生的学习水平，达到教学目的。

三、教学重点与难点（一）教学重点重点是第4章图像增强、第6章图像复原、第7章图像分割；（二）教学难点难点是第3章图像变换和第6章图像复原。

四、学时分配计划五、教材与教学参考书（一）教材1.《数字图像处理与分析》，刘直芳、王运琼、朱敏，清华大学出版社，2006；2.《数字图像处理（第二版》，R. C. Gonzalez和R. E. Woods（美国），电子工业出版社，2006；（二）教学参考书1.《图像工程（上册）：图像处理》，章毓晋，清华大学出版社，2006；2.《图像工程（中册）：图像分析》，章毓晋，清华大学出版社，2005；3.《数字图像处理学》，阮秋琦，电子工业出版社，2003；4.《数字图像处理》，陈天华，清华大学出版社，2007；5.《数字图像处理》，姚敏，机械工业出版社，2006；六、课程考核与成绩评定【考核类型】√考试☐考查【考核方式】☐开卷（Open-Book）√闭卷（Close-Book）☐项目报告/论文☐其它：（填写具体考核方式）【成绩评定】平时成绩占(30－40)％，考试成绩占(70-60)％七、课程内容概述第一章绪论（一）教学要求了解数字图像处理的基本概念和特点，研究的目的和意义，数字图像图像处理的主要研究内容，国内外研究现状与发展趋势，主要应用领域。

《数字图像处理》教学大纲课程性质：考查课程编号：课程名称：数字图像处理授课对象：大四学生总学时：64学分数：4适应专业：电子通信类,计算机类先修课程：信号与系统数字信号处理线性代数等一、课程教学目的和任务数字图像处理是研究数字图像处理的基本理论、方法及其在智能化检测中应用的学科，是计算机科学与技术等电子信息类本科专业的专业课。

本课程侧重于机器视觉中的预处理技术——数字图像基本处理。

目的是使学生系统掌握数字图像处理的基本概念、原理和实现方法，学习图像分析的基本理论、典型方法和实用技术，具备解决智能化检测与控制中应用问题的初步能力，为在计算机视觉、模式识别等领域从事研究与开发打下扎实的基础。

二、课程教学基本要求1、了解数字图像处理的发展、应用以及当前国际国内研究的热点和重要成果；2、理解数字图像处理中图像的分析与理解的内容以及二维与三维形状重建等；3、掌握数字图像处理中最基本、最广泛应用的概念、原理、理论和算法以及基本技术和方法；4、能够运用一门高级语言编写简单的图像处理软件，实现对图像进行的基本处理。

三、课程主要教学内容与学时分配第1章绪论（一）教学目的与要求1、了解数字图像处理的发展简史，应用与发展趋势2、掌握基本的概念如像素等，及数字图像及图像处理的基本任务目的与特点3、理解基本的图像处理系统组成（二）教学内容1．1数字图像处理与发展简史1.2图像处理的目的任务与特点1.3基本的图像处理系统1.4数字图像处理的应用与发展趋势(三)学时分配2学时第2章图像的数字化与显示（一）教学目的与要求1、了解连续图像的数字化描述2、掌握连续图像数字化的过程3、了解图像输入输出设备（二）教学内容2．1连续图像的数学描述2．2图像场取样2．3图像的量化2．4图像的输入输出设备(三)学时分配4学时第3章图像的变换（一）教学目的与要求1、掌握DFT、DCT、DHT、K-L、小波变换的基本原理2、理解各种变换在图像处理中的应用（二）教学内容3．1 DFT变换3．2 DCT变换3．3 DHT变换3．4 K-L变换3．5 小波变换(三)学时分配6学时第4章图像的增强（一）教学目的与要求1、理解图像增强的基本概念及其研究的内容2、掌握各种图像增强的方法如灰度变换、平滑、锐化等（二）教学内容4．1概述4．2空域单点增强4．3平滑4．4锐化(三)学时分配4学时第5章图像编码与压缩（一）教学目的与要求1、理解编码压缩的基本概念及原因、分类等2、掌握各种编码方法如统计编码、预测、变换编码等，了解新型的编码方法3、了解图像压缩编码标准如JPEG等（二）教学内容5．1概述5．2统计编码5．3预测编码5．4变换编码5．5二值图像编码5．6新型编码方法5．7图像压缩编码标准(三)学时分配8学时第6章图像复原（一）教学目的与要求1、了解图像退化原因与复原技术分类2、掌握基本的复原方法（二）教学内容6．1概述6．2逆滤波复原6．3约束复原6．4非线性复原6．5盲图像复原6．6 几何失真较正(三)学时分配4学时第7章图像分割（一）教学目的与要求1、了解基本概念2、掌握基本的图像分割方法（二）教学内容7．1概述7．2邻域与联通性7．3阀值分割7．4霍夫变换7．5区域生长法(三)学时分配6学时第8章彩色图像处理（一）教学目的与要求1、理解彩色图像的形成原理与基本知识2、理解颜色空间的表示及转换3、掌握彩色图像处理的基本技术如量化、抖动、假彩色处理、增强等（二）教学内容8．1视觉与色度学基础8．2颜色空间的表示与转换8．3量化8．4抖动8．5假彩色处理8．6彩色图像增强(三)学时分配6学时第9章数学形态学及其应用（一）教学目的与要求1、理解形态学的基本概念与原理2、掌握形态学在图像处理中的应用3、彩色形态学的基本方法与应用（二）教学内容9．1概述9．2二值形态学9．3灰值形态学9．4彩色形态学(三)学时分配4学时第10章数字图像处理的应用(一) 教学目的与要求1、了解数字图像处理在水印上的应用2、了解数字图像处理在检索、分析、医学中的应用及应用系统举例（二）教学内容10.1水印上的应用10.2基于数学形态学的图像颗粒分析系统10.3基于内容的图像检索10.4数字化医院的图像存档与通信系统10.5 PHOTOSHOP软件简介(三)学时分配4学时四、实验（上机）内容与学时分配实验一图像的基本读写与统计指标计算2学时实验二图像变换方式实现2学时实验三图像增强2学时实验四图像编码与压缩2学时实验五图像复原2学时实验六图像分割2学时实验七彩色图像空间表示与转换2学时实验八数学形态学及其应用2学时五、本课程与其它课程的联系与分工本课程要求数学基础较好,且与信号与系统、数字信号处理等学科密切相关，是一门综合性比较强的学科，同时也为模式识别等后续课程打基础。

《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。

数字图像处理教学大纲一、课程基本信息课程名称：数字图像处理课程类别：专业必修课学分：X总学时：X授课对象：具体专业二、课程教学目标通过本课程的学习，使学生掌握数字图像处理的基本概念、原理和方法，具备运用相关知识和技术解决实际问题的能力。

具体包括：1、理解数字图像的获取、表示和存储方式。

2、掌握数字图像增强、复原、压缩、分割等基本处理技术。

3、能够运用编程工具实现简单的数字图像处理算法。

4、培养学生的创新思维和实践能力，为进一步学习和从事相关领域的工作打下坚实的基础。

三、课程教学内容（一）数字图像基础1、图像的感知和获取视觉系统的特性图像的形成与数字化图像的采样和量化2、数字图像的表示灰度图像彩色图像图像的矩阵表示3、数字图像的存储图像文件格式图像数据库（二）图像增强1、空域增强灰度变换直方图均衡化空域滤波2、频域增强傅里叶变换频域滤波（三）图像复原1、图像退化模型常见的退化原因退化函数的建立2、逆滤波原理与实现局限性3、维纳滤波基本原理算法实现（四）图像压缩1、图像压缩的基本原理信息论基础冗余度2、无损压缩霍夫曼编码算术编码3、有损压缩预测编码变换编码（五）图像分割1、阈值分割全局阈值局部阈值2、边缘检测梯度算子拉普拉斯算子Canny 算子3、区域分割区域生长区域分裂与合并（六）图像特征提取与描述1、颜色特征颜色直方图颜色矩2、纹理特征统计方法结构方法3、形状特征边界描述区域描述（七）图像识别1、模式识别基础分类器设计特征选择与提取2、图像分类与识别应用人脸识别车牌识别四、课程教学方法1、课堂讲授通过讲解理论知识，使学生掌握数字图像处理的基本概念、原理和方法。

2、实验教学安排一定数量的实验课程，让学生通过实践加深对理论知识的理解，提高编程和解决实际问题的能力。

3、案例分析结合实际应用案例，引导学生分析问题、解决问题，培养学生的创新思维和实践能力。

4、小组讨论组织学生进行小组讨论，促进学生之间的交流与合作，激发学生的学习兴趣和主动性。

《数字图像处理》课程教学大纲课程代码：0806603056课程名称：数字图像处理英文名称：Digital Image Processing总学时：48 讲课学时：40 实验学时：8学分：3适用对象：测控技术与仪器专业先修课程：信号与线性系统、数字信号处理、概率论与数理统计、线性代数、物理光学一、课程性质、目的和任务数字图像处理课程是测控技术与仪器专业的一门专业必修课。

本课程讲授数字图像处理的基本理论、方法，侧重于机器视觉中的预处理技术和实际应用。

学习的本课程目的是使学生系统掌握数字图像处理的基本概念、基本原理、实现方法和实用技术，了解数字图像处理国内外的发展方向。

培养学生解决智能化检测与控制中应用问题的初步能力，为在计算机视觉、模式识别等领域从事研究与开发打下扎实的理论基础。

二、教学基本要求本课程的教学要求是使学生掌握数字图像处理的基本概念，熟练使用分析数字图像处理编程的基本工具，了解数字图像处理的发展和工程应用。

学完本课程应达到以下基本要求：1．了解图像处理的概念及图像处理系统组成。

2．理解视觉成像设备、原理、视觉特性及彩色模型。

3．掌握数字图像处理中的基本运算以及图像卷积与滤波运算，理解图像矩阵类型和矩阵运算。

4．掌握图像变换，主要是离散和快速傅里叶变换等的原理及性质。

5．理解各种图像增强方法，特别是要求掌握空域图像增强的各种方法。

理解图像频域滤波增强等方法。

7．理解编码概念及其基本原理，掌握预测编码、变换编码的原理及方法，了解部份国际编码标准。

8．理解图像退化的模型，理解常用的几种图像恢复的方法。

9．理解模式识别概念和方法，掌握图像分割和特征提取方法，理解几种分类技术及其应用。

10．理解图像融合基本原理及几种融合技术。

11．了解数字图像处理系统设计方法，能利用所学知识设计简单的数字图像处理系统。

12．掌握数字图像处理中最基本、最广泛应用的概念、原理、理论和算法以及基本技术和方法；着重培养学生对数字图像处理的分析能力，能熟练用MATLAB或c++编程，实现对图像进行处理。

《数字图像处理》课程教学大纲Digital Image Processing执笔人：阮秋琦编写日期：2012年11月一、课程基本信息1．课程编号：80L407Q2．课程层次及课程性质：电气信息类专业主干课3．学时/学分：64/44．适用专业：电气信息类专业二、课程教学目标及学生应达到的能力本课程是电气信息类专业的专业主干课程，特别是在信息与通信工程、信息工程、计算机科学与技术及生物医学工程等专业应属必修的专业基础和专业课范畴。

本课程的目的是使学生对数字图像处理科学与技术有较为全面的了解，初步掌握本门科学的基本理论与方法，了解本门学科的应用领域，并能运用本课所学内容初步解决一些实际问题，为今后的深入研究与实践打下良好的基础。

数字图像处理是信息与通信工程及计算机科学与技术学科的重要研究方向及业务内容之一，也是信息科学中发展最快的热点研究方向。

它不仅涉及专深的基础理论而且与工程实践密切相关，同时具有极其广阔的探索空间。

因此，本课程通过研究性教学方法应培养学生达到如下能力：（一）通过理论教学使学生打下坚实的基础理论和掌握系统的专门知识1．系统掌握数字图像处理的基本概念、基本方法和基本理论体系；2．掌握数字图像处理中的数学工具的严密性与工程运用的特殊算法间的理论联系，培养学生科学严密的逻辑思维习惯。

（二）通过实验教学培养学生理论联系实际的能力，掌握基础理论运用于工程实践的演变规律1．通过认识性实验使学生了解数字图像处理的实际效果和应用领域，调动学生的学习积极性；2．通过模仿练习性实验使学生运用学到的基本理论知识掌握技术实现的基本方法；3．通过给定的实际问题使学生利用学到的已有知识解决特定的技术问题；4．通过研究性综合实验培养学生提炼科学问题、解决实际问题、判断实践结果及理论提升的能力，培养学生的创新意识，并初步掌握科学研究的基本方法和思路。

（三）通过本课程的教学，加强学生的综合素质培养1．培养学生潜心读书，严谨求知的学风；2．培养学生理论联系实际，勤于思考的自主学习的习惯；3．培养学生独立思考，举一反三，融会贯通的学习方法；4．培养学生提炼科学问题，设计解决方案，检验实践结果和总结提升的能力；5．培养学生团结合作，互相帮助的团队精神。