本科专业认证《数字视频处理与分析》课程教学大纲

《数字视频处理与分析》课程教学大纲（DigitalVideoProcessingandAnalysis）编写单位：计算机与通信工程学院计算机科学与技术系（教研室）编写时间：年月《数字视频处理与分析》课程教学大纲一、基本信息课程名称：数字视频处理与分析英文名称：DigitalVideoProcessingandAnalysis课程类别：专业教育课程课程性质：选修课课程编码：Z081200105学分：2总学时：32。其中，讲授24学时，实验0学时，上机8学时，实训0学时适用专业：计算机科学与技术专业卓越工程师先修课程与知识储备：算法与C语言程序设计、数据结构、多媒体技术等。后继课程：机器学习、模式识别等。二、课程简介：视频图像处理与分析是一门专业选修课程，从学科性质上看，它是一门多学科交叉、理论性和实践性都很强的综合性课程。视频图像处理已成为心理学、生理学、计算机科学等诸多方面学者研究视觉感知的有效工具。随着计算机的发展，以及应用领域的不断加深和扩展，视频图像处理技术已取得长足的进展，出现了许多有关的新理论、新方法、新算法、新手段和新设备，并在军事公安、航空、航天、遥感、医学、通信、自控、天气预报以及教育、娱乐、管理等方面得到广泛的应用。本课程不仅为学生学习有关专业课程提供必要的基础理论知识，也为从事计算机视觉领域相关专业技术工作、科学研究工作及管理工作打下坚实的基础。三、教学目标1、课程思政教学目标：通过本课程的学习，使学生充分了解计算机视频图像处理领域的科学发展史，重点了解视频图像处理领域中国科学家的贡献，熟悉本领域国内外企业的发展现状及领先世界的技术和产品。了解视频图像处理领域相应的国家标准、法律法规；学会一定的沟通、组织、团队合作的社会能力。通过课程思政教学，培养爱国、爱党、具有良好的职业道德和高度职业责任感的专业人才。2、课程教学总目标：通过本课程的学习，使学生能熟练地掌握视频图像处理的基本理论和方法，并能应用这些基本方法开发数字图像处理系统。要求掌握视频图像处理的基础理论和基本运算、视频图像的表示、图像变换、视频图像预处理、图像分割的理论与方法、视频分割的理论与方法、图像匹配、图像识别、运动目标跟踪等基本图像视频处理方法，为学习视频图像处理新方法奠定理论基础。3、课程目标与学生能力和素质培养的关系：课程思政目标的实施有利于培养学生爱国精神、职业责任感，团队合作、组织、沟通等社会能力。课程教学目标的实施有利于培养学生对图像视频处理复杂问题的分析判断能力，培养学生视频图像处理复杂系统的设计仿真能力和创新思维。四、课程内容及学时分配本课程内容、建议学时以及知识单元与课程目标支撑关系如表1所示。表1课程内容及学时分配知识单元知识点讲授学时实验学时上机学时序号描述序号描述1视频图像处理与分析绪论1课程内容、任务和学习方法2002视频图像处理的概念3视频图像处理的应用4视频图像处理系统的组成2视频图像的表示1图像的视觉基础2002颜色模型3图像的数字化4图像和视频格式3图像变换1傅里叶变换2002离散余弦变换3小波变换4视频图像预处理1图像平滑处理2042图像锐化处理3图像形态学处理5图像分割的理论与方法1图像分割的相关概念4022图像聚类技术3交互的图像分割技术4图像分割的量化评价6视频分割的理论与方法1视频分割的相关概念4022视频分割的基本理论3视频分割技术4视频分割算法的性能平均标准7图像匹配1图像匹配的基本概念2002图像匹配算法8图像识别1基于匹配的识别技术2002统计识别方法3人工神经网络识别方法4支持向量机识别方法9运动目标跟踪1运动目标跟踪技术简介2002光流分析法3均值漂移跟踪方法4蒙特卡洛随机采样10视频图像应用1基于视频图像的智能交通监控系统2002基于视频图像的客流量检测系统总计2408五、教学方法及要求（文字部分：1、教学方法要求，包括教师学科专业背景、教学准备、教学方式、教学组织和教学资料、教学手段等方面。2、课程思政教学方法及要求。）1、教学方法要求：要求任课教师具有通信工程专业背景；教学大纲的基本内容要认真执行，根据课程目标、教学计划和所选教材在深度上可做恰当处理；在理论教学时，以课堂教学为主，采用线上+线下混合式教学，结合多媒体和网络等多种教学手段，增加教学内容的信息量，增强教学的互动性；在上机教学时，加强演示实验，加深学生对物理现象的认识和理解；注重联系实际，介绍最先进视频图像处理的典型应用实例，帮助学生掌握基本分析方法。2、课程思政教学方法及要求：在视频图像处理的科学发展史中引入科学人物、新闻、事件等，加深对中国科学家和本国企业贡献及发展现状的认识；运用案例式、讨论式教学方法加深学生对视频图像处理领域国家标准、法律法规的认识；通过课程上机实验，培养学生的沟通、组织、团队合作的能力。六、重点与难点1、重点：视频图像预处理、图像分割的理论与方法、视频分割的理论与方法、图像匹配、图像识别、运动目标跟踪。2、难点：图像视频处理算法实现、图像视频处理系统设计。七、学习要求（文字部分：对学生学习进行要求约定。如：完成教师布置的预习要求、参与课堂讨论的要求、作业要求、课外自主学习要求、考试要求等等。教师可根据课程特点和教学要求具体设计）课堂回答问题及讨论要求：运用相关知识对视频图像处理方法进行讨论，分析图像视频处理系统的设计方案及其性能。上机要求：使用MATLAB、C++、python作为软件平台，编写程序实现制定的视频图像处理算法，并提交四次实验报告。课外自主学习要求：提交一次大作业，选择合适的仿真平台对视频图像处理算法进行仿真实现，设计的系统运行结果良好；提交一次文献调研大作业，进行文献调研，阅读一定量的相关文献，对视频图像处理领域的新技术发展进行介绍分析。八、考核内容、考核方式及成绩评定1.考核内容所有的授课内容。考核方式考查。成绩评定最终成绩由能力和考核和能力考核两部分组合而成。各部分所占比例如下：能力考核：占总成绩的40%，根据课前练习、平时作业、课堂讨论等能力、素质评