《数字图像处理与分析》教学大纲

《数字图像处理与分析》教学大纲

课程编号：13210714

英文名称：DigitalImageprocessingandAnalysis

学分：3

学时：总学时64学时，其中理论32学时，实践32学时

先修课程：Python编程技术、机器学习与应用、深爱学习技术

课程类别：专业方向课

授课对象：数据科学与大数据技术专业学生

教学单位：机械与电气工程学院

修读学期：第6学期

一、课程描述和目标

数字图像处理与分析是通过对图像数据进行处理、特征提取和智能分析，使计算机在大

量图像数据知识基础上能移在一定程度上认识、理解图像内容，进而感知现实世界，为相关

应用服务。《数字图像处理与分析》课程是数据科学与大数据技术专业的专业方向课。通过

本课程的学习使学生掌握典型的数字图像处理算法,包括算法的主要思想和基本步骤，并通

过编程练习和典型应用实例加深理解；同时对深度学习理论在图像处埋与分析中的应用有一

定认识°

课程目标1：掌握主流的数字图像处理算法，增强面向图像处理与分析领域的相关逻辑

思维能力与实践能力，能够针对图像领域复杂问题选择合适的方法进行处理与分析。

课程目标2：能够针对大规模图像分析问题需求，选择适当方法进行处理与分析,，理解

其优势和局限性。

二、课程目标对毕业要求的支撑关系

毕业要求指标点课程目标权重

2-2能够通过文献检索、资料查询的基本方法以及网络等现代信息技术

获得可用的知识、技术或方法，辅助进行复杂大数据工程问题的识别、课程目标1M

分析与表达。

5-2能够针对大数据工程问题，为预测与分析工程模型选择和使用合适

课程目标2M

的现代工程工具和信息技术工具，并能理解其局限性。

三、教学内容、基本要求与学时分配

基本要求及重、难点（含德教学

序号教学内容学时对应课程目标

育要求）方式

了解数字图像处理与分析相

关工具、开发环境、专业交

流平台、深度学习框架等，

讲授式

1数字图像处理基础了解典型应用场景，能够自2课程目标1

启发式

行安装并使用开发环境。

德育要求：爱国情怀、热爱

专业、服务社会

能够编写程序完成基本的图

像处理任务，如面向图像处

理的数学计算、几何变换、

讲授式课程目标1

2图像处理基础算法直方图、滤波等，理解相应4

启发式课程目标2

图像处理操作含义。

德育要求：科学素养、工匠

精神

理解神经网络基本结构，掌

握激活函数和损失函数，了

解神经网络前向、反向传播讲授式课程目标1

3神经网络基础4

机制。启发式课程目标2

德育要求：科学素养、工匠

精神、创新意识

掌握典型的图像分类网络和

测试指标，如VGGKet.

ResNet等，能够理解网络结

讲授式课程目标1

4图像分类构，并能够进行网络结构修6

启发式课程目标2

改，调试网络。

德育要求：科学素养、工匠

精神、创新意识、社会责任

掌握典型的目标检测网络和

测试指标,如R-CNN、YOLO

等，能够利用当前网络进行

数据分析，完成目标检测任讲授式课程目标1

5目标检测8

务，并能够适当调整网络，启发式课程目标2

对比前后性能。

德育要求：科学素养、工匠

精神、创新意识、社会责任

掌握典型的图像分割网络利

课程目标1

测试指标,如FCN、SegNets讲授式

6图像分割8课程目标2

UNet等，能够理解网络结启发式

构，并能够对网络结构进行

基本要求及重、难点（含德教学

序号教学内容学时对应课程目标

育要求）方式

适当修改，完成图像分割任

务。

德育要求：科学素养、工匠

精神、创新意识、社会责任

合计32

序号实验项目实验内容与要求学时类型对应课程目标

能够完成基本的图像计算，

课程目标1

1图像处理基础如图像空间域的数学计算、6综合

课程目标2

几何变换、图像滤波等，

理解典型的图像分类网络，

图像分类模型的设计与能够完成典型的图像分类课程目标1

28综合

实现任务：能够设计简单的图像课程R标2

分类网络。

理解典型的目标检测网络，

目标检测模型的设计与能够完成典型的目标检测课程目标1

310综合

实现任务，能够对网络进行拓课程目标2

展。

理解典型的图像分割网络，

图像分割模型的设计与能够完成典型的图像分割课程目标1

48综合

实现仟务，能够对网络结构进行课程目标2

拓展。

合计32

注：实验要求包括必修、选修：实验类型包括演示、验证、综合、设计等。

四、课程教学方法

采用集中讲授与翻转课堂相结合、讨论、练习等教学方式。

五、学业评价和课程考核

（一）考核方式及具体要求

序号考核方式课程目标1（分值）课程目标2（分值）合计

1平时作业5510

2课堂表现5510

3实验考核202040

4期末大作业202040

课程目标对应分值5050100

（二）考核与评价标准

1.平时成绩考核与评价标准

观测整、90-100分80-89分70-89分60-69分0-59分

按时完成，90%按时完成，80%按时完成，70%延时完成，60%不交和补交，

以上的作业内以上的作业内以上的作业内以上的作业内50%以下的作

容齐全，基本容齐全，基本容齐全，基本容齐全，基本业内容齐全，

知识点理解、知识点理解、知识点理解、知识点理解、基本知识点理

掌握到位。能掌握较到位。掌握较到位。掌握基本到解、掌握有偏

平时作业够利用理论知能够较好利用能够较好利用位。能够利用差。不能利用

识识别、分析理论知识识理论知识识理论知识对数理论知识对数

数字图像处理别、分析数字别、分析数字字图像处理领字图像处理领

领域相关专业图像处理领域图像处理领域域相关专业问域相关专业问

问题。相关专业问相关专业问题有一定的识题进行识别、

题.题.别、分析。分析。

2.课堂表现与评价标准

值

90-100分80-89分70-79分60-69分0-59分

观测点、

能够很好的参能够较好的参能够较好参与能够参与团队团队任务参与

与团队任务、与团队任务、团队任务、参任务、参与课度低、课堂分

参与课堂分参与课堂分与课堂分享、堂分享、较少享参与度低、

课堂表现享、课堂分享享、课堂分享较少提出或回提出或回答问基本不提出或

质量高、能积质量较高、能答问题。题。回答问题。

极提出或回答较积极提出或

问题。回答问题。

3.实验考核与评价标准

^^41

90-100分80-89分70-79分60-69分0-59分

观

能够快速、准能够较为快能够按时完成能够基本完成未能按时完成

确完成实验要速、准确完成实验要求的任实验要求的任实验要求的任

求的任务功实验要求的任务功能，程序务功能，程序务功能，程序

能，程序设计务功能，程序设计规范性一设计基本规设i-规范性较

规范，思路清设计较为规般，思路基本范，思路不够差，思路混乱，

晰，符合实验范，思路较为清晰，符合实清晰，基本符不符合实验内

实验考核

内容要求.设清晰，设计报验内容要求.合实验内容要容要求。设计

计报告版面整告版面较为整设计报告版面求。设计报告报告版面混

洁、内容完整，洁、内容完整，整洁度、内容版面基本整舌L、内容不完

问题剖析深问题剖析较深完整性一般，洁、内容基本整，无问题剖

刻。刻。问题剖析不够完整，问题剖

深刻。析简单。

4.期末大作业考核与评4F标准

々值

90-100分80-89分70-79分60-69分0-59分

观源

能根据项目要能根据项目要能根据项目要基本完成项目基本完成项目

求自主设计方求设计方案，求设计方案，要求，有一定要求，有项目

案，项目贡献