数字图像处理教学大纲

数字图像处理教学大纲DigitalImageProcessing适用专业：计算机科学与技术课程编号：0809513003前修课程：高等数学学分：3总学时：48一、课程性质、目的与要求课程性质：选修课课程目的：掌握图像处理的基本理论，结合具体工具软件MATLAB验证相应的理论和算法，培养图像处理的基本技能。教学要求：要求学生了解数字图像处理的发展与应用，掌握图像处理的基础知识，基本的数字图像处理系统，图像的数字化与显示，图像变换，图像增强，图像分割，图像描述与分析，图像编码与压缩，数字图像处理系统及应用实例，并学会运用MATLAB工具进行图像处理。二、教学内容 理论总学时：32学时第1章绪论 2学时基本要求：掌握数字图像的基本概念和基本特点；掌握数字图像处理的基本特点和主要研究内容；了解相关学科和领域；了解数字图像处理的主要应用与发展。重点：图像、数字图像、像素的概念；图像处理、数字图像处理的概念；数字图像处理的特点；数字图像处理的主要应用。难点：无。第2章图像处理基础知识 2学时基本要求：掌握图像数字化；理解图像数据结构；了解图像文件格式和图像质量评价。重点：图像数字化原理；图像彩色空间。难点：图像存储的数据结构。第3章图像变换 4学时基本要求：掌握傅立叶变换的定义、性质、应用；掌握离散余弦变换原理及应用；了解小波变换极其应用。重点：傅立叶变换的定义，性质和物理意义；余弦变换；小波变换的定义和快速算法；各种变换的实现方法。难点：小波变换。第4章图像增强 6学时基本要求：掌握图像增强的定义和目的；掌握图像单点增强的方法；掌握图像平滑的定义和方法；掌握图像锐化的定义和方法；掌握同态增强和彩色增强的基本概念。重点：单点增强：灰度变换、灰度直方图变换；区域增强的平滑方法：领域平均法、中值滤波法等；区域增强的锐化方法：微分法、高通滤波法。难点：区域增强的平滑方法：领域平均法、中值滤波法等；区域增强的锐化方法：微分法、高通滤波法。第5章图像复原4学时基本要求：掌握图像复原的基本概念；掌握图像退化模型；了解图像复原的方法；了解运动模糊图像的复原方法；了解图像的几何校正方法。重点：图像复原的基本概念；图像退化模型：连续的退化模型，离散的退化模型；图像复原的方法：反向滤波法，约束还原法。难点：图像退化模型：连续的退化模型，离散的退化模型；图像复原的方法：反向滤波法，约束还原法；运动模糊模型；几何畸变。第6章图像分割6学时基本要求：掌握图像分割的基本概念、基本原理；掌握典型的分割方法，包括图像的阈值分割技术、图像的边缘检测和区域检测法；能够根据图像的特点选择适当的图像分割方法。重点：图像分析和理解；图像分割的概念；像素间的关系：邻域和连通性；阈值分割技术：全局阈值分割和自适应阈值分割技术；边缘检测方法：梯度算子、拉普拉斯算子、Canny算子和边缘跟踪；霍夫变换；区域生长法。难点：边缘检测方法：梯度算子、拉普拉斯算子、Canny算子和边缘跟踪；霍夫变换；区域生长法。第7章图像描述与分析4学时基本要求：掌握灰度描述：幅度特征、直方图特征、变换系数特征；掌握边界描述：链码描述、傅立叶描述；掌握区域描述：几何特征、不变矩；掌握纹理描述：矩分析法、灰度差分统计法、纹理的结构分析；了解形态分析。重点：图像的灰度描述、边界描述、区域描述、纹理描述。难点：图像的形态分析。第8章图像编码与压缩4学时基本要求：掌握图像编码压缩的基本概念、必要性、可能性、技术指标；理解图像压缩编码的方法：预测编码、统计编码、变换编码、位平面编码；理解静止图像压缩编码实例；了解JPEG、JPEG2000图像压缩的国际标准。重点：信息论中的有关概念：信息、信息量、信息熵、冗余度；统计编码；预测编码；变换编码；静态图像压缩标准：JPEG、JBIG、JPEG2000等。难点：各种图像压缩编码方法；图像压缩国际标准。三、实践环节实践总学时：16学时序号实验项目名称实验类型实验要求实验内容简介应达到的基本要求学时分配1图像变换设计必做将图像由空域变换到频域空间中，能有效分解原图像信号中的频率信息掌握图像变换的原理及其Matlab&opencv实现42图像增强设计必做根据需要正确选择图像增强方法，能有效改善图像的视觉效果，提高图像的清晰度掌握图像的灰度线性变换、非线性变换、图像锐化的原理及其Matlab&openc实现43图像的边缘检测设计必做根据需要正确选择图像边缘检测方法，是进行图像分割等操作的前提掌握多种边缘检测算子的原理及其Matlab&openc实现44图像编码与压缩设计必做数字图像的数据量是非常庞大的，有效的编码和压缩是应对海量数据存储和传输的必然选择掌握编码和压缩的原理，掌握一种编码压缩方法及其Matlab&openc实现4注：1、实验类型：演示、验证、操作、综合、设计、研究。2、实验要求：指必做、选做。3、8学时以上（不含8学时）实践环节需单独设置大纲。四、课时分配序号章节内容理论环节时数实验时数其他环节1一绪论22二图像处理基础知识23三图像变换444四图像增强645五图像复原46六图像分割647七图像描述与分析48八数字图像的压缩编码44合计=SUM(ABOVE)3216总学分3总学时48五、建议教材与教学参考书序号书名编者出版社版本1数字图像处理与分析（第二版）张弘机械工业出版社20132数字图像处理禹晶，肖创柏机械工业出版社2015六、教学形式与考核方式1、教学形式：以课堂讲授为主。建议采用多媒体教学课件。2、考核方式：本课程采用平时考察与期末闭卷