《计算机图形图像处理》课程教学大纲

1、计算机图形图像处理教学大纲课程英文名称：Computer Graphics Processing课程编号： HZ191590课程类别：学科（大类）教育平台课程性质：必修课学 分：2.0学 时：32（其中：讲课学时：32 实践学时：0）适用专业：测绘工程开课部门：环境与资源学院测绘与地理信息工程系先修课程：高等数学、大学计算机A后续课程：MATLAB与测量数据处理、计算机图形图像处理实验一、课程目标通过本课程的学习，使学生具备下列能力：了解数字图像处理的基本概念和原理，了解图像处理技术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

2、、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；学习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基础。培养学生对计算机的兴趣。通过讲授具体的图形图像处理软件的使用方法，培养学生使用计算机进行图形图像处理的能力。二、课程目标与毕业要求的对应关系课程目标指标点毕业要求课程目标14.1能够利用测绘科学与技术对复杂测绘工程问题进行探索，提出研究方法和技术路线；1、能够基于科学原理并采用科学方法对复杂测绘工程实践问题进行研究，通过实验设计与实施，对结果进行分析、验证、解释，综合多源信息得到合理有效的结论。课程目标212.2有

3、终身学习的知识基础，掌握自主学习的方法，了解拓展知识和能力的途径；2、树立自主学习和终身学习的理念，具有刻苦学习、善于钻研、锲而不舍的精神，具有较强的自我获取、更新和拓展知识的能力。教学内容与教学方法和课程目标的对应关系单元计算机图形图像处理教学内容教学方法课程目标教学环节训练环节1概论授课4学时课程目标12数字图像处理基础授课3学时课程总结1课程目标13图像变换授课4学时课程目标1,24图像增强授课4学时作业1课程目标1,25图像压缩编码授课4学时作业2课程目标1,26图像分割授课5学时作业3课程目标1,27图像描述授课4学时课程目标1,28图像复原授课4学时课程总结2课程目标1,2课程的主

4、要内容及基本要求第一单元 概论（4学时，支撑课程目标1）知识点图像技术的发展；图像及其表示方法；图像的显示、图像的存储；图像像素间关系；图像技术及应用Matlab和图像处理工具简介。重点图像、数字图像相关概念，Matlab图像处理工具掌握。基本要求识 记：了解图像的基本概念和图像的输入输出设备；2、领 会：Matlab图形图像处理工具的作用，以及其与传统的图像处理方法的异同。3、综合应用：查询Matlab中现有的图形图像处理工具的使用方法与操作步骤。 第二单元 数字图像处理基础（3学时，支撑课程目标1）知识点，包括采集、显示、存储、传输以及处理五个模块的功能和组成；采样及量化的基本概念和实现步

5、骤；图像与视觉之间的关系。重点数字图像处理的基本概念，数字图像处理系统数字图像处理中的关键问题，采样和量化步骤。难点图像质量评价方法体系。基本要求1、识 记：图像与数字图像的概念区别，数字图像处理系统，图像与视觉间的关系。2、领 会：计算机处理数字图像的优势所在，现有的数字图像处理软件优劣势。3、综合应用：结合Matlab的图像处理工具，搜集其余计算机图形图像处理软件，自主学习各软件基本功能。第三单元 图像变换（4学时，支撑课程目标1，2）知识点图像的空域变换，包括代数变换、几何变换的基本概念和原理；图像的正交变换，包括傅里叶变换、离散余弦变换、沃尔什-哈达玛变换（W-H变换）、K-L变变换、

6、以及离散小波变换的基本概念和原理；各变换方法的比较。重点图像的空域、正交变换，图像的平移、旋转、缩放、镜像等几何变换，图像的加、减、乘、除代数运算，图像的离散傅里叶变换和离散余弦变换。难点图像的离散沃尔什哈达玛变换、K-L变换和离散小波变换，以及各种数字图像处理的变换方法的比较。基本要求1、识 记：掌握图像的平移、旋转、缩放、镜像等几何变换；掌握图像的加、减、乘、除代数运算；掌握图像的离散傅里叶变换和离散余弦变换；了解图像的离散沃尔什哈达玛变换、K-L变换和小波变换。2、领 会：各图像变换方法在实际工程中的应用。3、综合应用：结合Matlab的图像处理工具实现各种图像变换功能，解决测绘工程中的

7、实际图像处理问题。第四单元 图像增强（4学时，支撑课程目标1，2）知识点图像增强基本概念、目的以及方法分类；时域图像增强，包括图像灰度增强、去噪增强基本原理；频域图像增强，包括低通滤波与高通滤波基本原理；同态滤波。重点图像增强基本概念，邻域运算的基本概念和实现步骤，空间域滤波和频率域滤波各方法的基本原理，图像的平滑与模糊，图像的锐化与清晰。难点空间域滤波与频率域滤波的区别，各图像增强算法应用范围，同态滤波的基本原理。基本要求1、识 记：了解邻域运算的概念和实现方法；了解空间域滤波和频率域滤波的基本原理；掌握图像的平滑与模糊处理以及低通滤波器的实现方法；掌握图像的锐化与清晰处理以及高通滤波器的实

8、现方法。2、领 会：各图像增强方法原理及其在实际工程中的应用。3、综合应用：结合Matlab的图像处理工具实现各种图像增强功能，解决测绘工程中的实际图像处理问题。第五单元 图像压缩编码（4学时，支撑课程目标1，2）知识点图像压缩编码基本概念以及方法分类；图像压缩编码的必要性、可行性分析；统计编码，包括霍夫曼编码、算术编码和游程编码以及LZW编码的基本原理与区别；预测编码，包括预测编码（DPCM编码）和帧间预测编码的基本原理与区别；变换编码方法的基本概念和原理，数字图像压缩国际标准。重点图像压缩编码基本概念和分类；统计编码中各分类算法的原理与实现；数字图像压缩国际标准。难点预测编码和变换编码中各

9、分类方法的基本原理。基本要求1、识 记：了解图像压缩的基本概念和分类；掌握统计编码、预测编码、变换编码的基本原理；了解图像压缩的编码标准。2、领 会：各图像编码方法原理、使用范围及其在实际工程中的应用。3、综合应用：结合Matlab的图像处理工具实现各种图像增强编码功能，解决测绘工程中的实际图像处理问题。第六单元 图像分割（5学时，支撑课程目标1，2）知识点图像分割的定义；图像分割的基本方法；阈值分割的基本原理与分类，包括双峰阈值法、迭代阈值法等方法的基本原理；边缘检测原理，以及各边缘检测算子（包括梯度算子、Roberts算子、Sobel算子、Prewitt算子、Laplacian算子、Can

10、ny算子）的基本概念和实现边缘检测基本原理；区域分割（包括区域增长、分裂与合并）；Hough变换实现步骤和计算。重点图像分割相关概念及基本方法，阈值分割、边缘检测、区域分割、Hough圆变换、Hough直线检测方法原理。难点自适应阈值处理方法的原理以及与全局阈值的比较，各图像分割方法原理及适用范围。基本要求1、识 记：理解图像分割的基本概念；掌握阈值化处理方法，了解全局阈值和自适应阈值等方法；掌握边界提取和轮廓跟踪的原理和方法；掌握使用Hough变换进行圆和直线的检测方法。2、领 会：各图像分割方法原理、适用范围及其在实际工程中的应用。3、综合应用：结合Matlab的图像处理工具实现各种图像分

11、割功能，解决测绘工程中的实际图像处理问题。第七单元 图像描述（4学时，支撑课程目标1，2）知识点图像目标表达；边界描述子、形状数的基本概念；区域描述子（简单的区域描述子、拓扑描述、形状描述）的基本概念的原理；形态学描述，包括腐蚀、膨胀、细化的实现流程与区别；主分量描述；重点图像描述的基本概念与各描述方法基本原理。难点各描述方法基本间的区别与适用场景。基本要求1、识 记：理解形态学运算的概念；掌握边界描述子、区域描述子；2、领 会：各图像描述子基本概念和描述原理、适用范围及其在实际工程中的应用。3、综合应用：结合Matlab的图像处理工具实现各种图像描述功能，解决测绘工程中的实际图像处理问题。第

12、八单元 图像复原（4学时，支撑课程目标1，2）知识点图像退化与复原概述、图像的退化模型、非约束复原、约束复原、非线性复原方法。重点噪声的概念、产生原因以及模型，图像退化与复原的基本概念，图像复原方法分类，各复原方法基本原理模型。难点各图像复原方法间的区别与针对不同类型噪声各方法的适用情况。基本要求1、识 记：掌握图像退化的基本模型；了解图像复原技术的概念、分类和主要用途；理解噪声的概念和噪声模型。2、领 会：各图像复原方法的基本原理与模型、适用范围及其在实际工程中的应用。3、综合应用：结合Matlab的图像处理工具实现各种图像复原方法，解决测绘工程中的实际图像处理问题。【学时分配】序号知识单元

13、理论学时1概论42数字图像处理基础33图像变换44图像增强45图像压缩编码46图像分割57图像描述48图像复原4合计32教学方法与手段1、本课程内容较抽象，且要求的数学基础较高，要重点突出，注重课程内容的相互联系，相互呼应。2、坚持传统教学手段与现代教学手段相结合，教学内容安排要突出重点和难点，积极应用多媒体教学技术，尽可能把抽象的理论转化为具体的图像，使复杂的理论变得简单、直观，力求化难为易，努力提高学生的学习兴趣。3、注重应用启发式教学、开展课堂讨论等教学方法，引导学生积极思考问题、分析问题、解决问题，拓展学生的思维。4、以课堂讲授为主，习题课、课外辅导为辅。在教学中注重算法的讲解与学生的

14、理解，帮助学生认识基本的算法的同时，加以适当的应用。六、考核要求、方式与成绩评定考核要求：需覆盖大纲中各知识单元全部教学内容，考核时主要考查学生对图像处理的理论基础有所了解，考核的题目应有70%80%的题目在课程学习中有原型，其余20%30%的题目也不宜太难。考核形式：考试+考查成绩评定：课程考核选择百分制模式，平时考查与期末考试相结合。课程考核总评成绩由两部分构成，具体计算为总评成绩=期末考试成绩50%+平时成绩50%。 平时成绩包括作业、总结论文、出勤率、回答问题表现等，期末成绩，以闭卷形式进行，统一命题，统一评分标准，统一考试时间。考试时间为100分钟，成绩定为百分制。评价环节评估课程目

15、标对应毕业要求平时成绩（100分）撰写总结论文1（35分）课程目标14.1作业1(10分)课程目标1,24.1，12.2作业2（10分）课程目标1,24.1，12.2作业3(10分)课程目标1,24.1，12.2撰写总结论文2(35分)课程目标1,24.1，12.2期末考试（100分）填空、名词解释、综合等题型课程目标1、24.1，12.2平时成绩评定分三项：撰写总结论文1、作业、撰写总结论文2,每项都按百分制评分，最后分别按35%、30%、35%比重计算平时成绩。作业会随教学进度多次上交评分，每次评分在作业总成绩中所占比重由授课教师根据作业量和难度确定，评分方法参考下表。平时成绩成绩评定标准评定项目评估课程目标内容分值总分值撰写总结论文1课程目标1 能对问题进行表述，但思路不清，结论不正确0-30分100分能正确认识数字图像处理流程以及在测绘领域的具体应用，但认识不全面30-60分结构完整，认识相对全面60-80分结构完整，认识全面，且具有创新性见解80-100分作业课程目标1、2方法原理掌握不正确