《信息处理系统综合设计》课程教学大纲

《信息处理系统综合设计》教学大纲课程名称：信息处理系统综合设计（ComprehensiveDesignofinformationprocessingsystem）课程编码：1501SJ023课程类别：工程实践-必修周数：2周学分：2分适用专业：电子信息工程先修课程：信号与系统、数字信号处理、数字图像处理、数字语音处理等一、课程性质信息处理系统综合设计是电子信息工程专业一门工程实践教学环节，是学习完《面向对象编程技术》、《信号与系统》、《数字图像处理》、《数字信号处理》等课程后一次较全面的综合实训，具有综合性及实践性强的特点，是理论联系实际的桥梁。通过本综合设计，使学生巩固和加深信号处理的基础理论知识和信息处理系统的方法；结合信号与信息处理系统的原理和方法，培养学生能够针对复杂工程问题设计合理的方案、正确使用软、硬件集成开发环境等现代工具，具备一定的信息处理系统的分析、设计、开发和测试的能力；树立严谨的科学态度，培养学生规范的工程意识、团队合作精神，使学生具备良好职业道德和知识产权意识，树立职业理想和家国使命感；培养学生开展调查研究、查阅科技技术文献资料、运用计算机工具、编写技术文档，促进学生综合系统设计综合素养的培养和工作作风的训练。二、教学目标育人目标阅读相关科技文献资料了解电子信息行业最新理论、技术前沿动态和多学科交融的特点，启迪创新思路和意识，培养理论联系实际、科学严谨、实事求是的科学态度，并具有自主学习和终身学习的意识、不断学习和适应社会发展的能力。培养学生的团队协作意识、纪律观念和社会责任感，能够在电子信息领域工程实践中遵守工程职业道德和规范；引导学生在今后工作中树立正确的道德意识和法律意识。知识和能力目标熟练掌握一种MATLAB（VC++、Python）软件方法，根据信息处理系统的基本原理和方法，完成信息处理系统设计方案，实现信息获取、处理、存储、显示等开发过程（毕业要求3.1）；与同学分工合作、完成信息处理系统编程，进行调试运行，能方便改变参数，测试系统是否达到设计要求，研究信息处理系统的性能，对处理的结果进行分析（毕业要求4.2）；制作演示文稿，进行小组答辩，能准确陈述所完成的信息处理系统，回答提出的问题，撰写综合设计报告（毕业要求10.1）。课程目标与毕业要求指标点对应关系课程目标毕业要求指标点课程目标13.1针对复杂电子信息工程问题，提出可行的解决方案，并掌握复杂工程设计与产品开发全周期、全流程的基本方法和技术，理解影响设计目标和解决方案的技术因素，同时进行经济、安全、社会、健康、法律、文化及环境等因素的评估，并改进设计方案。课程目标24.2能够按照电子信息系统的基本架构搭建实验系统，安全地、正确地获取实验数据，通过对实验数据的分析与解释，获得合理有效的结论。课程目标310.1能归纳总结复杂工程问题的研究成果，撰写总结报告或设计文稿，准确陈述结果内容。三、综合设计项目与类型在进行综合设计时，给出5个参考题目，学生选择其中的一个题目进行系统开发，也可以自己选择这5个之外的其它题目。如果选择参考题目之外的题目，应该先由指导教师进行题目可行性分析，确定所选题目是否符合综合设计要求，若题目符合综合设计要求，才可以作为最后的综合设计选题。序号实验项目学时思政融入点支撑的课程目标支撑的毕业要求指标点图像处理系统1.文献查阅：阅读相关科1的设计开发2周技文献资料，了解国内外目标1/2/33.1,4.2,10.1发展现状，形成强烈的爱2音频处理系统的设计开发2周国情怀，激励学生奋发学习、刻苦钻研，使之为实目标1/2/33.1,4.2,10.1基于图像处理现中华民族的伟大复兴3的-数字水印系统的设计开2周贡献自己的力量。2.方案设计：对复杂电子目标1/2/33.1,4.2,10.1发信息工程问题，提出可行基于图像处理的多种解决方案，体现了4的车牌识别系2周具体问题具体分析等哲学思维；要求精益求精，目标1/2/33.1,4.2,10.1统的设计开发体现大国工匠精神；基于图像处理3.以复杂系统工程问题5的人脸识别系2周的具体应用培养学生的目标1/2/33.1,4.2,10.1统的设计开发社会责任感和工匠精神，树立正确的社会价值取向；引入数字水印技术在知识产权的有效保证，通过数字水印技术的具体应用对学生进行法制观念的教育。4.程序调试：各处理系6自选题目统均需对复杂程序的调3.1,4.2,10.1试可以锻炼学生的耐心和战胜困难意志力；5.文件归档：归纳总结复杂工程问题的研究成果，学会保存资料，提高信息安全意识、法律意识和保密意识。四、综合设计内容题目一：图像处理系统的设计开发综合设计目的数字图像处理是信号与信息处理的重要内容之一，通过本综合设计，学生巩固信息处理的基本知识、基本概念，提高分析问题、解决问题的能力，理解信号处理的有关理论和方法在数字图像处理中的具体应用。熟练掌握MATLAB或Python语言及其在信息处理中的应用，可以进行数字图像处理系统开发设计。综合设计内容利用相关的硬件设备（如扫描仪、数码相机）对图像进行采集。利用计算机高级语言MATLAB（VC++、Python）编写具有一定功能的图像处理软件。该软件具备打开图像、存储图像、显示图像的基本功能。该软件能完成图像的几何变换和灰度变换、图像的增强、图像的去噪、图像的边缘检测、图像的编解码等处理功能。所编写的程序代码需要在windows下编译通过，运行正常。所需仪器及材料计算机、MATLAB软件或VC++或Python题目二：音频处理系统的设计开发综合设计目的语音信号处理是信号与信息处理的重要内容之一，通过本综合设计，学生巩固信息处理的基本知识、基本概念，提高分析问题、解决问题的能力，理解信号处理的有关理论和方法在数字语音处理中的具体应用。熟练掌握MATLAB或Python语言及其在信息处理中的应用，可以进行数字语音处理系统开发设计。综合设计内容利用声卡及现有的软件对声音信号进行采集，获得一定格式的音频文件。利用计算机高级语言MATLAB（VC++、Python）编写对音频文件处理的软件。该软件能够对音频文件进行打开、播放、暂停、退出、音量设置等基本功能。该软件还能完成音频文件的滤波，以及滤波前后的时频显示（用来做频谱分析）。所编写的程序代码需要在windows下编译通过，运行正常。所需仪器及材料计算机、MATLAB软件或VC++或Python题目三：基于图像处理的-数字水印系统的设计开发综合设计目的信息安全处理是信号与信息处理的重要内容之一，通过本综合设计，学生巩固信息处理的基本知识、基本概念，提高分析问题、解决问题的能力，理解信息处理的有关理论和方法在水印技术中的具体应用。熟练掌握MATLAB或Python语言及其在信息处理中的应用，可以进行数字水印技术的应用处理的开发设计。综合设计内容利用相关的硬件设备（如扫描仪、数码相机）对图像进行采集。利用计算机高级语言MATLAB（VC++、Python）编写具有保护信息安全功能的数字水印系统的软件。该软件具备打开图像、存储图像、显示图像、图像预处理的基本功能。该软件能完成图像的增强、图像的去噪、数字水印的嵌入、数字水印提取、水印鲁棒性测试等处理功能。所编写的程序代码需要在windows下编译通过，运行正常。所需仪器及材料计算机、MATLAB软件或VC++或Python题目四：基于图像处理的车牌识别系统的设计开发综合设计目的车牌识别是现代智能交通系统中的重要组成部分之一，应用十分广泛。车牌识别技术是信号与信息处理的重要内容之一，通过本综合设计，学生巩固数字图像处理的基本知识、基本概念，提高分析问题、解决问题的能力，理解图像处理的有关理论和方法在车牌识别中的具体应用。熟练掌握MATLAB/Python语言及其在车牌识别处理中的应用，可以进行车牌识别的应用处理的开发设计。综合设计内容利用相关的硬件设备（如扫描仪、数码相机）对车牌图像进行采集。利用计算机高级语言MATLAB（VC++、Python）编写具有图像识别功能的车牌识别系统的软件。该软件具备打开图像、存储图像、显示图像、图像预处理的基本功能。该软件能完成图像的增强、图像的去噪、车牌图像的倾斜校正、车牌图像的定位、字符分割和车牌的识别等处理功能。所编写的程序代码需要在windows下编译通过，运行正常并测试识别的准确率。所需仪器及材料计算机、MATLAB软件或VC++或Python题目五：基于图像处理的人脸识别系统的设计开发综合设计目的人脸识别是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。人脸识别是信号与信息处理的重要内容之一，通过本综合设计，学生巩固数字信号处理、数字图像处理的基本知识、基本概念，提高分析问题、解决问题的能力，理解信息处理的有关理论和方法在人脸识别中的具体应用。熟练掌握MATLAB语言/python语言及其在人脸识别中的应用，可以进行人脸识别系统的开发设计综合设计内容利用相关的硬件设备（如扫描仪、数码相机）对人脸图像进行采集。利用计算机高级语言MATLAB（VC++、Python）编写具有图像识别功能的人脸识别系统的软件。该软件具备打开图像、存储图像、显示图像、图像预处理的基本功能。该软件能完成人脸图像的获取、图像的增强、图像的去噪、人脸区域的检测、人脸特征的统计、人脸的识别等处理功能。所编写的程序代码需要在windows下编译通过，运行正常并测试识别的准确率。所需仪器及材料计算机、MATLAB软件或VC++或Python五、教学方法本综合设计具有综合性及实践性较强的特点，在实施过程中以学生为主体，在教师的指导下，学生分组、分工合作完成信息处理系统综合设计的各项任务。本综合设计包括资料的查阅、设计方案制定、计算机编程调试、结果验收、多媒体答辩与报告的撰写等实践环节。教学活动安排在示范中心和教室进行。主要环节如下：方案制定：提前布置综合设计内务，同学两人一组选择题目，根据题目要求通过网络检索、收集与课题相关的资料，并对所获取的资料进行阅读分析，写出整个系统的设计方案，经指导老师检查确认。上机编程：按照系统的设计方案，学生独立完成自己部分的程序编写、调试工作，然后把两部分合在一起进行系统联调，在此过程中，教师指导学生系统的设计、编程工具的使用及系统的参数及性能的分析，鼓励同学之间相互学习。结果验收：教师对每组完成情况进行成果验收，包括：系统的功能、系统的兼容性、界面交互性。答辩交流：成果验收后，要求每组一个成员进行PPT汇报，小组另一个成员回答老师的相应问题，鼓励其他学生针对汇报情况进行提问和交流，老师指导和点评汇报存在的问题。报告撰写：撰写综合设计内容的报告，掌握报告撰写规范。在报告撰写期间，鼓励同学之间讨论、交流各自的成果、认识，相互启发，培养团队协作意识。在此过程中，教师进行指导和检查，及时发现问题，并与学生进行讨论，引导学生分析和解决问题。六、考核与成绩评定方式及标准1．考核内容与成绩评定本课程考核包括过程考核和报告考核。过程考核（百分制）包括系统方案制定（百分制）、程序编写（百分制）、结果验收（百分制）、答辩考核（百分制）四个部分，分别按占比例2:2:3:3构成过程考核成绩。过程考核评价标准优秀（0.9-1）良好（0.7-0.89）合格（0.6-0.69）不合格（0-0.59）按照综合设计的计划按照综合设计的计划按照综合设计的计按照综合设计的按照综合设计的安排，根据处理系统安排，根据处理系统划安排，根据处理计划安排，根据计划安排，根据的应用需求进行系统的应用需求能完整、系统的应用需求能处理系统的应用处理系统的应用设计，编程实现。对详细地制定系统方较完整、较详细地需求基本能制定需求，不能完整系统进行调试验收，案，编程实现。对系制定系统方案，编系统方案，基本地制定系统方实验交互界面，完成统进行调试验收，实程实现。对系统进能编程实现。对案、编程实现。系统的功能。制作演验交互界面，很好完行调试验收，实验系统进行调试验对系统进行调示文稿，进行小组答成系统的功能。制作交互界面，较好地收，实验交互界试，实验交互界辩，陈述所完成的信演示文稿，进行小组完成系统的功能。面，基本能完成面，完成系统的息处理系统和回答提答辩，能正确地陈述制作演示文稿，进系统的功能。制部分功能。制作出的问题所完成的信息处理系行小组答辩，较正作演示文稿进行演示文稿进行小统和回答提出的问题确地陈述所完成的小组答辩，基本组答辩，不能完信息处理系统和回能正确地陈述所整地陈述所完成答提出的问题完成的信息处理的信息处理系统系统和回答提出和回答提出的问的问题。题。报告考核（百分制）主要包括：设计目的、基本原理、内容及步骤、结果及分析、总结。报告考核评价标准基本要求评价标准优秀（0.9-1）良好（0.7-0.89）合格（0.6-0.69）不合格（0-0.59）掌握报告的书写技能，报告格式规范，内容报告格式规范，内报告格式基本报告格式不规利用信号处理的基本概完整；对系统设计的容完整；对系统设规范，内容基本范，内容不够完念和基础知识，对系统内容进行具体客观计的内容较客观的完整；对系统设整；对系统设计内容进行具体客观的描的描述。能够对系统描述。对系统的数计的内容基本内容不能客观述。能够对系统的数据的数据和结果进行据和结果进行归能客观的描述。的描述。对系统和结果进行归纳、综合归纳、综合分析合纳、综合分析较合对系统的数据的数据和结果分析与准确表达。理，自我总结得当，理，自我总结比较和结果进行归没有详细分析，表达准确。得当，表达较准确。纳、综合分析基自我总结不得本合理，自我总当，表达不够准结和表达基本确。准确。综合成绩评定（百分制）：过程考核*70%+报告考核*30%，2．课程目标达成评价《信息处理系统综合设计》课程目标达成评价分析报告一、课程基本信息课程名称信息处理系统综合设计课程性质实践课，必修学时学分2开课学期专业班级考核方式平时+过程+报告任课教师：评价人员：课程组长，任课教师，企业教师二、课程目标达成评估课程目标支撑指标点课程目标评价数据源评价依据分值平均分达成度值Ki评价方式毕业要求3.1针对复杂目标1：熟练掌握一种MATLAB（VC++、Python）软件方法，根据信息处理系统的基本原理和方法，完成信息处理系统设计方案，实现信息获取、处理、存储、显示等开发过程。电子信息工程问题，提出可行的解决方案，并掌握复杂工程设计与方案制定T10=100T1=75产品开发全周期、全流程的基本方法和技术，T1T4T50.79理解影响设计目标和T10T