数字图像处理课程教学大纲

1、数字图像处理教学大纲 课程名称：数字图像处理学时：54学分：3课程性质：专业任意选修课考核方式：考查开课对象：计算机科学与技术专业学生一、教学目的与要求数字图像处理是一门为计算机科学与技术专业学生开设的专业任意选修课程。通过学习使学生了解数字图像处理的基本概念和原理；了解图像处理技术的特点、应用范围和现状；掌握图像处理的基本原理和技术，熟悉图像变换、直方图和点运算等基本运算；掌握图像增强、图像复原、形态学处理、图像分割、图像的编码与压缩、彩色图像处理等相关原理；学会设计图像处理应用系统的方法，能够通过编写程序解决基本的图像处理问题，为今后从事图像处理的研究和开发打下良好的基础。本课程总授课54

2、学时，在第七学期开设，为考查课程。本课程的特点是必须通过编程实践进行理论和算法的学习，在讲授课程时需要将理论和实践进行结合，并适当地安排编程作业实现图像处理的功能。本课程需要学生有一定的数学基础，具备数据结构与算法设计知识，有高级语言程序设计能力，能够使用VC+编写Windows应用程序。二、课程内容及学时分配章节内容学时第一章绪论3第二章图像数字化与显示3第三章图像变换9第四章直方图3第五章点运算3第六章图像增强6第七章图像复原6第八章形态学处理3第九章图像分割6第十章图像编码与压缩6第十一章彩色图像处理3第十二章数字图像处理的应用3合计54第一章 绪论（3学时）主要内容：1、数字图像；2、

3、数字图像处理；3、图像处理的历史；4、数字图像处理的研究现状；5、数字图像处理中的关键问题。要求：1、了解数字图像和数字图像处理的基本概念； 2、了解数字图像处理的历史和研究现状；3、理解数字图像处理中的关键问题。第二章 图像数字化与显示（3学时）主要内容：1、连续图像的数学描述；2、图像采样；3、图像的量化；4、图像输入输出设备。要求：1、 理解连续图像的数学描述；2、 理解图像采样和图像量化原理；3、 了解图像输入输出设备。第三章 图像变换（9学时）主要内容：1、图像的几何变换；2、图像的代数变换；3、图像的离散傅立叶变换；4、图像的离散余弦变换；5、图像的离散沃尔什哈达玛变换；6、图像的

4、K-L变换；7、图像的小波变换。要求：1、 掌握图像的平移、旋转、缩放、镜像等几何变换；2、 掌握图像的加、减、乘、除代数运算；3、 掌握图像的离散傅立叶变换和离散余弦变换；4、 了解图像的离散沃尔什哈达玛变换、K-L变换和小波变换。第四章 直方图（3学时）主要内容：1、直方图；2、直方图均衡化和直方图变换；3、色彩直方图。要求：1、 掌握灰度直方图的概念及其计算方法；2、 掌握根据直方图进行图像变换的方法，包括直方图均衡化和直方图变换；3、 掌握色彩直方图的概念和计算方法。第五章 点运算（3学时）主要内容：1、点运算的定义；2、阈值化处理；3、亮度与对比度调整。要求：1、 了解点运算的基本概

5、念；2、 掌握阈值化处理方法；3、 掌握亮度与对比度处理方法。第六章 图像增强（6学时）主要内容：1、邻域运算；2、图像的空间域滤波；3、图像的频域滤波；4、图像的平滑与模糊；5、图像的锐化与清晰。要求：1、 了解邻域运算的概念和实现方法；2、 了解空间域滤波和频域滤波的基本原理；3、 掌握图像的平滑与模糊处理以及低通滤波器的实现方法； 4、 掌握图像的锐化与清晰处理以及高通滤波器的实现方法。第七章 图像复原（6学时）主要内容：1、图像退化与数学模型；2、图像复原技术；3、噪声模型；4、逆滤波复原；5、维纳滤波器；6、中值滤波器。要求：1、 掌握图像退化的基本模型；2、 了解图像复原技术的概念

6、、分类和主要用途；3、 理解噪声的概念和噪声模型；4、 掌握逆滤波复原和维纳滤波器的基本原理；5、 掌握中值滤波器的基本原理和方法。第八章 形态学处理（3学时）主要内容：1、形态学处理；2、膨胀和腐蚀运算；3、开、闭运算。要求：1、 理解形态学运算的概念；2、 掌握腐蚀、膨胀、开、闭运算，能够正确运用这些运算进行图象处理。第九章 图像分割（6学时）主要内容：1、图像分割的概念；2、阈值选择与阈值化处理；3、边界提取和轮廓跟踪；4、Hough变换。要求：1、 理解图像分割的基本概念；2、 掌握阈值化处理方法，了解全局阈值和自适应阈值等方法3、 掌握边界提取和轮廓跟踪的原理和方法；4、 掌握使用H

7、ough变换进行圆和直线的检测方法。第十章 图像编码与压缩（6学时）主要内容：1、图像压缩的基本概念；2、有损压缩和无损压缩；3、统计编码；4、预测编码；5、变换编码；6、图像压缩编码标准。要求：1、 了解图像压缩的基本概念和分类；2、 掌握统计编码、预测编码、变换编码的基本原理；3、 了解图像压缩的编码标准。第十一章 彩色图像处理（3学时）主要内容：1、人类视觉和色度学基础；2、颜色空间的表示与相互转换。要求：1、 了解人类视觉和色度学原理；2、 掌握各种颜色模型以及各种模型之间的相互转换。第十二章 数字图像处理的应用（3学时）主要内容：1、图像处理的主要应用领域；2、图像处理在数字水印中的

8、应用；3、基于内容的图像检索。要求：1、 了解图像处理的主要应用领域；2、 了解图像处理在数字水印中的应用；3、 了解基于内容的图像检索。三、推荐教材和主要参考书目推荐教材：1 胡学龙, 许开宇编著.数字图像处理.电子工业出版社，2006.主要参考书目：1 RAFAEL C.GONZALEZ等著, 阮秋琦等译.数字图像处理（第二版）.电子工业出版社, 2003.2 KENNETH R. CASTLEMAN著. Digital Image Processing.清华大学出版社, 2003.3 何斌, 马天予等编著.Visual C+数字图像处理（第二版）.人民邮电出版社, 2002.4 周长发编著.精通Visual C+图像编程.电子工