《数字图像处理》教学大纲

1、数字图像处理教学大纲一、课程说明1 课程性质数字图像处理是电子信息（本科）专业的选修课，其内容涉及新兴的计算机知识领域，是一门信号处理类的计算机相关课程。2 教学目的通过数字图像处理课程,使学生了解数字图像处理的基本理论和方法，掌握使用Matlab的图像工具包进行图像处理的技能，并通过数字图像处理上机实验来运用和体会各种理论和算法,为增强实际应用能力打下坚实的基础。3 教学要求在各章节知识点中，按“了解”、“理解”、“掌握”三个层次要求。1.了解：对于本课程的次要内容要求学生能够了解。所涉及的内容都是一些基本概念和简单叙述，知道了就行，没有进一步深入和扩展的要求。2.理解：对于本课程的一般内容

2、要求学生能够理解。即要求学生能够理解所学内容，对所涉及的内容能够进行简单的分析和判断。3.掌握：对于本课程的重点内容要求学生达到掌握的程度。即要求学生能够全面、深入地掌握所学内容，能够举一反三，熟练解决相关问题。3 教学对象电子信息专业本科学生（02级1、6、7班）4 课程总学时本课程总共36个学时,其中课堂授课占18学时；实验6个,每个实验3学时，共18学时。5 教材与参考书教材：数字图像处理，霍宏涛，机械工业出版社，2003年第一版。参考书：数字图像处理，Kenneth R. Castleman著，电子工业出版社，1998年第一版。数字图像处理，Rafael C. Gonzalez等著，电

3、子工业出版社，2003年第一版。计算机图像处理，荆仁杰、叶秀清等著，浙江大学出版社，1988年第一版。计算机视觉，朱淼良著，浙江大学出版社，1996年第一版。精通Matlab6.5，张志涌著，北京航空航天大学出版社，2003年第一版。二、 学时分配章节内容讲课学时实验学时第一章绪论33第二章数字图像处理的输入输出设备1第三章数字图像处理中的基本运算23第四章数字图像处理的数学基础2第五章图像变换23第七章图像编码2第八章图像复原23第九章模式识别36第十一章数字图像处理系统设计1三、 大纲内容第一章 绪论 教学目的和要求： 让学生了解数字图像处理的历史和应用领域，了解数字图像处理的主要研究内容

4、，理解数字图像处理的基本概念，了解数字图像的基本类型，掌握利用Matlab求取数字图像的统计特征。教学内容：数字图像处理的发展历史数字图像处理的主要研究内容数字图像和二维矩阵的关系RGB色彩空间和HIS色彩空间图像的基本统计量 教学建议： 重点是讲解数字图像处理的主要研究内容和图像的基本统计量。第二章 数字图像处理的输入输出设备 教学目的和要求： 让学生了解图像数字化设备的功能和组成，了解CCD摄像机成像的基本原理，理解摄像机成像的两个重要性能指标，了解CCD摄像机的工作过程，了解扫描仪的基本原理。教学内容：图像数字化设备的基本功能和结构CCD摄像机的基本原理衡量摄像机成像的两个重要指标CCD

5、数码相机的工作过程数码相机主流产品的性能指标扫描仪的工作原理 教学建议： 重点是图像数字化设备的基本功能和结构、CCD摄像机的基本原理。第三章 数字图像处理中的基本运算 教学目的和要求： 让学生了解数字图像处理的基本算法分类，掌握利用Matlab进行点运算、代数运算，理解利用Matlab进行几何运算的方法。教学内容：数字图像处理的基本算法分类点运算代数运算几何运算 教学建议： 重点是让学生掌握利用Matlab进行点运算和代数运算的方法，并理解几何运算。第四章 数字图像处理的数学基础 教学目的和要求： 让学生理解线性系统，了解调谐信号和复信号分析，理解卷积和滤波，掌握常用的矩阵运算（利用Matl

6、ab语言）。教学内容：线性系统调谐信号和复信号分析卷积和滤波常用的矩阵运算 教学建议： 重点是让理解卷积和滤波的概念，并能够利用矩阵运算实现。第五章 图像变换 教学目的和要求： 让学生了解图像的傅立叶变换，掌握利用Matlab进行FFT，理解傅立叶变换的性质，了解DCT变换。教学内容：图像的傅立叶变换离散傅立叶变换和FFT傅立叶变换的性质傅立叶变换实例DCT变换 教学建议： 重点是让学生掌握利用Matlab进行FFT。第六章 图像增强（不讲授）第七章 图像编码 教学目的和要求： 让学生了解图像数据量和信息量的计算方法，了解数据冗余和图像编码技术的分类，了解编码技术，了解图像的预测编码和图像的变

7、换编码，了解JPEG标准和MPEG标准。教学内容：计算图像的数据量和信息量数据冗余和图像编码技术的分类编码技术预测编码和变换编码JPEG标准和MPEG标准 教学建议： 重点是让学生了解图像的编码技术。第八章 图像复原 教学目的和要求： 让学生了解图像退化的原因和复原技术的分类，了解系统的退化模型，了解线性代数复原，了解频率复原法，掌握利用Matlab实现中值滤波法。教学内容：图像退化的原因和复原技术的分类系统的退化模型线性代数复原频率复原法中值滤波 教学建议： 重点是让学生掌握利用Matlab实现中值滤波复原法。第九章 模式识别 教学目的和要求： 让学生了解模式识别的概念，了解图像分割的意义和

8、原则，掌握边缘检测算子的使用（Matlab图像工具包），了解纹理特征分析，了解模糊分类，理解神经网络技术。教学内容： 模式识别的概念图像分割的意义和原则边缘检测算子纹理特征分析模糊分类神经网络技术 教学建议： 重点是让掌握边缘检测算子的使用方法（Matlab），理解BP神经网络。第十章 图像融合（不讲授）第十一章 数字图像处理系统设计 教学目的和要求： 让学生了解数字图像处理系统的设计方法和设计流程，了解数字图像处理系统的软件设计，了解图像处理系统的程序设计、测试与维护。教学内容： 数字图像处理系统的设计方法和设计流程数字图像处理系统的软件设计图像处理系统的程序设计、测试与维护 教学建议： 重

9、点是让学生了解数字图像处理系统的设计方法和设计流程。附：实验实验一 数字图像的基本概念和统计特征实验目的 掌握图像和数字图像的定义； 了解4种基本的图像类型； 了解图像的色彩空间概念； 了解图像的基本统计指标； 了解Matlab的基本操作； 了解Matlab的图像工具包。 实验内容 认识图像和矩阵的关系； 认识各类图像的具体表现形式； 认识色彩空间在图像显示方面的作用。 具体计算实际图像的统计指标。 实验仪器PC机、Matlab软件。实验二 数字图像处理的基本运算实验目的 掌握图像处理的基本算法分类； 进一步熟悉Matlab图像工具包的使用； 了解点运算的基本方法； 了解代数运算的基本方法；

10、了解几何运算的基本方法。 实验内容 认识图像处理基本算法与Matlab图像工具包函数的对应关系； 编程实现点运算的各种方法； 编程实现代数运算的各种方法； 编程实现几何运算的各种方法。 实验仪器PC机、Matlab软件。实验三 图像变换实验目的 了解快速傅立叶变换（FFT）； 了解如何计算图像的FFT； 利用FFT分析图像的频谱分布； 了解图像FFT的统计特性 了解离散余弦变换（DCT）。 实验内容 计算图像的FFT； 利用FFT分析图像的频谱分布； 计算图像FFT的统计特性； 计算图像的DCT。 实验仪器PC机、Matlab软件。实验四 图像复原实验目的 了解图像退化模型； 了解图像复原技术的分类； 了解无约束复原方法； 了解维纳滤波复原法； 了解中值滤波复原法。 实验内容 观察Demo程序中的退化复原演示； 利用噪声将图像的质量劣化； 利用维纳滤波方法复原图像； 利用中值滤波方法复原图像。实验仪器PC机、Matlab软件。实验五 图像分割实验目的 了解图像分割的意义和原则； 了解域值法分割图像； 了解各种边缘检测算子； 了解区域生长法分割图像。 实验内容 观察Demo程序中的图像分割演示； 利用域值法分割图像； 使用各种边缘检测算子； 利用区域生长法分割图像。实验仪器PC机、M