《数字图像处理》课程教学大纲

数字图像处理课程教学大纲（OPTICALIMAGEPROCESSING）学时数：32其中：实验学时：0课外学时：0学分数：2适用专业：光信息科学与技术一、课程的性质、目的和任务《数字图像处理》为光信息科学与技术专业学生学科基础课，是一门理论性和实践性很强的课程。本课程使学生掌握光学图像处理的基本概念和相关的名词及术语；了解光学图像处理的发展特点、设计技巧和方法。通过本课程学习，使学生获得光学图像处理方面的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力，为后续课程学习打下良好基础。二、课程教学的基本要求（一）掌握图像处理的基本术语。（二）掌握数字图像处理器的性能、类型和器件组成。（三）掌握直方图的用途。（四）掌握点运算和直方图。（五）掌握代数运算的方法。（六）掌握空间变换的方法。（七）掌握卷积的计算方法。（八）掌握傅里叶变换的性质。（九）掌握低通、带通和带阻滤波器原理及设计方法。（十）掌握线性滤波的数字实现。（十一）掌握基于特征向量的变换。（十二）掌握各种滤波器复原的原理。三、课程的教学内容、重点和难点第一章图像及其数字处理重点：图像处理的基本概念和方法。难点：图像处理的基本概念、方法和实践。第二章图像数字化重点：数字图像处理器的性能、类型和器件组成，各种数字成像设备和方法。难点：数字图像处理器的性能、器件组成，各种数字成像设备和方法。第三章灰度直方图重点：直方图的用途和图像的关系。难点：直方图的用途和图像的关系。第四章点运算。重点：点运算和直方图及其应用。难点：教学重点是点运算和直方图。第五章代数运算重点：代数运算和直方图及其应用。难点：代数运算和直方图。第六章几何运算重点：灰度级插值、空间变换和几何运算的应用。难点：灰度级插值、空间变换。第七章线性系统理论重点：线性系统的信号分析及卷积滤波等的应用方法。难点：调谐信号与复信号分析及卷积滤波。第八章傅里叶变换重点：傅里叶变换及其性质，二维傅里叶变换；相关和能量谱。难点：傅里叶变换及其性质。第九章滤波器设计主要内容:低通滤波器；带通和带阻滤波器；高频增强滤波器；最优线性滤波器设计；排序统计滤波器。重点：低通、带通和带阻滤波器的原理及最最优线性滤波器的设计，排序统计滤波器。难点：低通、带通和带阻滤波器的原理及最最优线性滤波器的设计。第十章采样数据的处理重点：采样和插值原理，频谱的计算，混叠和截取的实现。难点：线性滤波的数字实现。第十一章离散图像变换重点：基函数和基图像，正弦型变换，方波型变换，基于特征向量的变换。难点：变换域滤波。第十二章小波变换重点：连续和离散的小波变换和小波级数展开的方法。难点：滤波级数的展开方法。第十三章光学和系统分析重点：教学重点是光学成像系统，由衍射效应限制的光学系统，成像系统的像差，成像系统的分辨率。难点：整个系统的分析。第十四章图像复原重点：经典复原滤波器，线性代数复原，限制较少的复原。难点：超分辨率，系统辨识第十五章图像压缩重点：图像的无损压缩技术和图像有损编码。图像的变换编码，图像的压缩标准。难点：图像的有损和无损压缩的编码方法。四、课程各教学环节要求本课程要利用CAI教室，使用计算机投影，边讲授边操练，展示图像处理的结果，加深对所学知识的理解和掌握。五、学时分配教学内容各教学环节学时分配作业题量备注章节主要内容讲授实验讨论习题课外其它小计1光学图像处理概述及发展112（1）图像数字化的方法，（2）光度学及色度学原理。113直方图在图像处理中的作用114点运算的方法115代数运算的方法和应用116几何运算的方法和应用117（1）线性系统的信号分析方法，（2）卷积。118（1）傅里叶变换的性质，（2）相关和能量谱，（2）二维傅里叶变换。229滤波器的设计方法及实现4410采样数据的处理方法：离散和量化1111离散图像变换2212小波变换6613（1）光学成像系统，（2）成像系统的像差，（3）衍射对成像质量的限制，（3）光学传递函数3314图像复原的方法和实现3315图像压缩的方法和实现44合计3232六、课程与其它课程的联系本课程的作业大部分要通过计算机完成，所以本课程应在学生学习一门语言后开设。和本课程所涉及的概念有关的课程还有光学、信息光学和信号处理，如果在这些课程之后开设本课程，学生容易掌握。七、教材与教学参考书（一）教材王桥.数字图像处理.北京：科学出版社，2009。（二）教学参考书[1]吴国平主编.数字图像处理原理.武汉：中国地质大学出版社，2007。[2]李在铭等编.数字图像处