数字图像处理教学大纲(2014新版)
《数字图像处理》教学大纲
《数字图像处理》课程教学大纲
Digital Image Processing
一、课程说明
课程编码：045236001 课程总学时（理论总学时/实践总学时）：51（42/9），周学时：3，学分：3，开课学期：第6学期。
1．课程性质：专业选修课
2．适用专业：电子信息与技术专业
3．课程教学目的和要求
《数字图像处理》是信号处理类的一门重要的专业选修课，通过本课程的学习，应在理论知识方面了解和掌握数字图像的概念、类型，掌握数字图像处理的基本原理和基本方法：图像变换、图像增强、图像编码、图像的复原和重建。并通过实验加深理解数字图像处理的基本原理。
4．本门课程与其他课程关系
本课程的先修课程为：数字信号处理和应用
5．推荐教材及参考书
推荐教材：
阮秋琦，《数字图像处理学》（第二版），电子工业出版社，2007年
参考书
（1）姚敏等，《数字图像处理》，机械工业出版社，2006年
（2）何东健，《数字图像处理》（第二版），西安电子工业出版社，2008年
（3）阮秋琦，《数字图像处理基础》，清华大学出版社，2009年
（4） (美)Rafael C. Gonzalez著，阮秋琦译，《数字图像处理》（第二版），电子工业出版社，2007年
6．课程教学方法与手段
主要采用课堂教学的方式，通过多媒体课件进行讲解，课外作业，答疑辅导。并辅以适当的实验加深对数字图像处理的理解。
7．课程考核方法与要求
本课程为考查课
课程的实验成绩占学期总成绩的50%，期末理论考查占50%；
考查方式为笔试。
8．实践教学内容安排
实验一：图像处理中的正交变换
数字图像处理教学大纲
数字图像处理课程教学大纲
（理论课程）
◆课程编号：130128
◆课程英文名称：Digital Image Processing
◆课程类型：☐通识通修☐通识通选☐学科必修√学科选修☐跨学科选修
☐专业核心√专业选修（学术研究）☐专业选修（就业创业）
◆适用年级专业（学科类）：四年级电子信息工程专业、通信工程（专业电气信息类）
◆先修课程：信号与系统、数字信号处理、线性代数、概率统计
◆总学分：2
◆总学时：34
一、课程简介与教学目标
数字图像处理时模式识别，计算机视觉，图像通信，多媒体技术等学科的基础，是一门涉及多领域的交叉学科。通过本课程的学习，使学习者系统地了解数字图像的基本概念、数字图像形成的原理，掌握数字图像处理的理论基础和技术方法，了解与各种处理技术相关的应用领域。为学生今后从事数字图像信息处理工作奠定坚实的理论基础。
二、教学方式与方法
教学方式：课堂讲授（以多媒体课件为主导）和课下上机实践相结合；
教学方法：采用以BTEC（Business Technology Education Council）模式为主，以TBL（task-based learning）任务型模式为辅的两种教学模式相结合的教学方法。用任务引导学习，更注重学生个性的发展和个人潜能的开发，考核以平时的课业、表现、出勤、学习态度和最后的考试共同衡量学生的学习水平，达到教学目的。
三、教学重点与难点
（一）教学重点
重点是第4章图像增强、第6章图像复原、第7章图像分割；
（二）教学难点
难点是第3章图像变换和第6章图像复原。
四、学时分配计划
数字图像处理课堂教学大纲(2014新版).doc
数字图像处理
课程编码：3073009223 课程名称：数字图像处理
总学分： 2 总学时：32 (讲课28，实验4)
课程英文名称：Digital Image Processing
先修课程：概率论与数理统计、线性代数、C++程序设计
适用专业：自动化专业等
一、课程性质、地位和任务
数字图像处理课程是自动化专业的专业选修课。本课程着重于培养学生解决智能化检测与控制中应用问题的初步能力，为在计算机视觉、模式识别等领域从事研究与开发打下坚实的理论基础。主要任务是学习数字图像处理的基本概念、基本原理、实现方法和实用技术，并能应用这些基本方法开发数字图像处理系统，为学习图像处理新方法奠定理论基础。
二、教学目标及要求
1．了解图像处理的概念及图像处理系统组成。
2．掌握数字图像处理中的灰度变换和空间滤波的各种方法。
3．了解图像变换，主要是离散和快速傅里叶变换等的原理及性质。
4．理解图像复原与重建技术中空间域和频域滤波的各种方法。
5. 理解解彩色图像的基础概念、模型和处理方法。
6. 了解形态学图像处理技术。
7. 了解图像分割的基本概念和方法。
三、教学内容及安排
第一章：绪论（2学时）
教学目标：了解数字图像处理的基本概念，发展历史，应用领域和研究内容。通过大量的实例讲解数字图像处理的应用领域；了解数字图像处理的基本步骤；了解图像处理系统的组成。
重点难点：数字图像处理基本步骤和图像处理系统的各组成部分构成。
1.1 什么是数字图像处理
1.2 数字图像处理的起源
1.3.1 伽马射线成像
1.3.2 X射线成像
1.3.3 紫外波段成像
《数字图像处理》-教学大纲
《数字图像处理》课程教学大纲
Digital image processing
一、教学目标及教学要求
数字图像处理课程是智能科学与技术、数字媒体技术等专业的专业必修课。主要目标及要求是通过该课程的学习，使学生初步掌握数字图像处理的基本概念、基本原理、基本技术和基本处理方法，了解数字图像的获取、存储、传输、显示等方面的方法、技术及应用，为学习相关的数字媒体、视频媒体和机器视觉等课程，以及今后从事数字媒体、视频媒体、图像处理和计算机视觉等领域的技术研究与系统开发打下坚实的理论与技术基础。
二、本课程的重点和难点
（一）课程教学重点
教学重点内容包括：图像的表示，空间分辨率和灰度级分辨率，图像直方图和直方图均衡，基于空间平滑滤波的图像增强方法，基于空间锐化滤波的图像增强方法，图像的傅里叶频谱及其特性分析，图像编码模型、霍夫曼编码和变换编码，图像的边缘特征及其检测方法，彩色模型，二值形态学中的有腐蚀运算和膨胀运算。
（二）课程教学难点
教学难点包括：直方图均衡，二维离散傅里叶变换的若干重要性质、图像的傅里叶频谱及其特性分析，变换编码，小波变换的概念、嵌入式零树小波编码，图像的纹理特征及其描述和提取方法，Matlab图像处理算法编程。
三、主要实践性教学环节及要求
本课程的实验及实践性环节要求使用Matlab软件平台，编写程序实现相关的数字图像处理算法及功能，并进行实验验证。课程实验与实践共10学时，分别为：
实验一：图像基本运算实验（2学时）。
实验二：图像平滑滤波去噪实验（2学时）。
实验三：图像中值滤波去噪实验（2学时）。
《数字图像处理》课程教学大纲
《数字图像处理》课程教学大纲
一、课程基本信息
课程编号：dq04091010
课程名称：数字图像处理Digital Image Processing
学时/学分：32/2
实验学时：12
课程类别：专业类课程
课程性质：必修课
适用专业：电子信息工程
开设学期：第六学期
先行课程：概率与数理统计、线性代数、信号与系统、数字信号处理
责任单位：电气与信息工程学院电子信息工程系
二、课程简介
《数字图像处理》是面向电子信息工程专业开设的一门专业课程。通过本课程的学习，学生将获得图像处理的系统设计、相关软件设计与开发知识，并理解图像处理的设计需求、设计原理、设计方法、具有相应实践能力。能够运用深入的图像处理方法进行数学建模及仿真验证；掌握多层次的实验设计、实现及结果分析的方法，并能将其用于复杂工程实践中。并为学习后续课程以及从事与本专业相关的工程技术等工作奠定必要的理论基础。
三、课程目标
通过本课程的学习，应达到的目标及能力如下：
目标1：能够利用数字图像处理所需的数学工具。学会图像分析的基本方法，具备解决图像应用问题的初步能力；
目标2：能够学会数字图像处理基本算法，分析数字图像处理领域复杂工程问题；
目标3：能够自行编写MATLAB程序，仿真实现图像处理分析过程，准确筛选、处理、分析实验数据，得出合理有效的结论，规范撰写实验报告。
四、课程目标对毕业要求的支撑
五、课程教学内容
（一）数字图像处理概述
1.主要教学内容：
图像的基本概念；数字图像处理，计算机视觉，计算机图形学；数字图像处理系统结构；数字图像处理的主要研究内容；图像的数字化方法；数字图像的数值描述；数字图像的位图文件结构；数字图像的灰度直方图。
数字图像处理 教学大纲
《数字图像处理》教学大纲
1.课程的基本描述
2.教学定位
2.1 课程教学目标
能够理解数字图像处理的主要理论和常见方法，掌握数字图像处理软件Photoshop的主要操作，学会数字图像处理的主要流程，能够独立完成图像处理、后期合成等操作。
2.2 课程的主要特点
本门课程是城市规划专业的必修课，是专业学习电脑设计的一个最基本的软件。目前，Photoshop已经成为全球专业图像设计人员必不可少的图像设计软件。在课程安排中注重讲授与动手练习相结合的教学方法，能使学生在学习理论知识后在电脑上去用，去实践，能快速的对软件熟练，融会贯通。通过对本课程的学习，可以使学生对Photoshop软件有一定的掌握，叩开电脑艺术设计的大门，能够在更多的设计领域里施展自己的才华。
2.3教学方法
案例教学、传统授课教学方法。本课程采取传统授课教学方法和案例教学法相结合的授课方式：通过传统授课法让学生掌数字图像处理的理论及Photoshop软件的基本操作；通过案例，强化学生的动手能力及自主学习能力。
3.知识点与学时分配
3.1 课程覆盖的知识领域和知识单元汇总
4.案例设计
实验一Photoshop的基本操作与工作环境优化
一、实验目的
1.对Photoshop的工作方式有一个总体认识，以及如何对工作环境进行优化调整。
2.重点掌握Photoshop界面的各个组成部分以及提供给我们的各种不同的工具和调板，文件操作等内容。
3.重点掌握使用Photoshop影像处理的基础知识。二、实验前的准备工作认真学习以下教学内容：
1.Photoshop的桌面环境。
数字图像处理课程教学大纲.
《数字图像处理》课程教学大纲
课程代码：0806603056
课程名称：数字图像处理
英文名称：Digital Image Processing
总学时：48 讲课学时：40 实验学时：8
学分：3
适用对象：测控技术与仪器专业
先修课程：信号与线性系统、数字信号处理、概率论与数理统计、线性代数、物理光学
一、课程性质、目的和任务
数字图像处理课程是测控技术与仪器专业的一门专业必修课。本课程讲授数字图像处理的基本理论、方法，侧重于机器视觉中的预处理技术和实际应用。学习的本课程目的是使学生系统掌握数字图像处理的基本概念、基本原理、实现方法和实用技术，了解数字图像处理国内外的发展方向。培养学生解决智能化检测与控制中应用问题的初步能力，为在计算机视觉、模式识别等领域从事研究与开发打下扎实的理论基础。
二、教学基本要求
本课程的教学要求是使学生掌握数字图像处理的基本概念，熟练使用分析数字图像处理编程的基本工具，了解数字图像处理的发展和工程应用。学完本课程应达到以下基本要求：1．了解图像处理的概念及图像处理系统组成。
2．理解视觉成像设备、原理、视觉特性及彩色模型。
3．掌握数字图像处理中的基本运算以及图像卷积与滤波运算，理解图像矩阵类型和矩阵运算。
4．掌握图像变换，主要是离散和快速傅里叶变换等的原理及性质。
5．理解各种图像增强方法，特别是要求掌握空域图像增强的各种方法。理解图像频域滤波增强等方法。
7．理解编码概念及其基本原理，掌握预测编码、变换编码的原理及方法，了解部份国际编码标准。
8．理解图像退化的模型，理解常用的几种图像恢复的方法。
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数字图像处理
课程编码：3073009223 课程名称：数字图像处理
总学分： 2 总学时：32 (讲课28，实验4)
课程英文名称：Digital Image Processing
先修课程：概率论与数理统计、线性代数、C++程序设计
适用专业：自动化专业等
一、课程性质、地位和任务
数字图像处理课程是自动化专业的专业选修课。本课程着重于培养学生解决智能化检测与控制中应用问题的初步能力，为在计算机视觉、模式识别等领域从事研究与开发打下坚实的理论基础。主要任务是学习数字图像处理的基本概念、基本原理、实现方法和实用技术，并能应用这些基本方法开发数字图像处理系统，为学习图像处理新方法奠定理论基础。
二、教学目标及要求
1．了解图像处理的概念及图像处理系统组成。
2．掌握数字图像处理中的灰度变换和空间滤波的各种方法。
3．了解图像变换，主要是离散和快速傅里叶变换等的原理及性质。
4．理解图像复原与重建技术中空间域和频域滤波的各种方法。
5. 理解解彩色图像的基础概念、模型和处理方法。
6. 了解形态学图像处理技术。
7. 了解图像分割的基本概念和方法。
三、教学内容及安排
第一章：绪论（2学时）
教学目标：了解数字图像处理的基本概念，发展历史，应用领域和研究内容。通过大量的实例讲解数字图像处理的应用领域；了解数字图像处理的基本步骤；了解图像处理系统的组成。
重点难点：数字图像处理基本步骤和图像处理系统的各组成部分构成。
1.1 什么是数字图像处理
1.2 数字图像处理的起源
1.3.1 伽马射线成像
1.3.2 X射线成像
1.3.3 紫外波段成像
1.3.4 可见光及红外波段成像
1.3.5 微波波段成像
1.3.6 无线电波成像
1.3.7 使用其他成像方式的例子
1.4 数字图像处理的基本步骤
1.5 图像处理系统的组成
第二章：数字图像基础（4学时）
教学目标：了解视觉感知要素；了解几种常用的图像获取方法；掌握图像的数字化过程及其图像分辨率之间的关系；掌握像素间的联系的概念；了解数字图像处理中的常用数学工具。
重点难点：要求重点掌握图像数字化过程及图像中像素的联系。
2.1 视觉感知要素（1学时）
2.1.1 人眼的构造
2.1.2 眼镜中图像的形成
2.1.3 亮度适应和辨别
2.2 光和电磁波谱
2.3 图像感知和获取（1学时）
2.3.1 用单个传感器获取图像
2.3.2 用条带传感器获取图像
2.3.3 用传感器阵列获取图像
2.3.4 简单的图像形成模型
2.4 图像取样和量化（1学时）
2.4.1 取样和量化的基本概念
2.4.2 数字图像表示
2.4.3 空间和灰度级分辨率
2.4.4 图像内插
2.5 像素间的一些基本关系（1学时）
2.5.1 相邻像素
2.5.2 临接性、连通性、区域和边界
2.5.3 距离度量
2.6 数字图像处理中所用数学工具的介绍
2.6.1 阵列与矩阵操作
2.6.3 算术操作
2.6.4 集合和逻辑操作
2.6.5 空间操作
2.6.6 向量与矩阵操作
2.6.7 图像变换
2.6.8 概率方法
第三章：灰度变换与空间滤波（6学时）
教学目标：了解空间域图像增强的概念、目的及主要技术；理解直接灰度变换的方法原理；理解直方图的定义、性质及用途；掌握直方图均衡化技术细节；理解直方图规定化处理方法的原理及作用；掌握图像的空间域的平滑和锐化技术方法。
重点难点：要求重点掌握直方图均衡化技术及常用的图像的空间域的平滑和锐化技术方法。
3.1 背景知识
3.2.1 灰度变换和空间滤波基础
3.2.2 关于本章中的例子
3.2 一些基本的灰度变换函数（1学时）
3.2.1 图像反转
3.2.2 对数变换
3.2.3 幂律（伽马）变换
3.2.4 分段线性变换函数
3.3 直方图处理（2学时）
3.3.1 直方图均衡
3.3.2 直方图匹配（规定化）
3.3.3 局部直方图处理
3.3.4 在图像增强中使用直方图统计
3.4空间滤波基础（1学时）
3.4.1 空间滤波机理
3.4.2 空间相关与卷积
3.4.3 线性滤波的向量表示
3.4.4 空间滤波器模板的产生
3.5 平滑空间滤波器（1学时）
3.5.1 平滑线性滤波器
3.5.2 统计排序（非线性）滤波器
3.6 锐化空间滤波器（1学时）
3.6.1 基础
3.6.3 非锐化掩蔽和高提升滤波
3.6.4 使用一阶微分对（非线性）图像锐化——梯度
3.7 混合空间增强法
3.8 使用模糊技术进行灰度变换和空间滤波
3.8.1 引言
3.8.2 模糊集合论原理
3.8.3 模糊集合应用
3.8.4 使用模糊集合进行灰度变换
3.8.5 使用模糊集合进行空间滤波
第四章：频率域滤波（2学时）
教学目标：了解傅里叶变换和频率域的概念，理解常用的平滑和锐化滤波器的概念和方法。
重点难点：要求重点掌握图像的傅立叶变换及常用的图像的频率域的平滑和锐化技术方法。
4.1 背景
4.1.1 傅里叶级数和变换简史
4.1.2 关于本章中的例子
4.2 基本概念
4.2.1 复数
4.2.2 傅里叶级数
4.2.3 冲激及其取样特性
4.2.4 连续变量函数的傅里叶变换
4.2.5 卷积
4.3 取样和取样函数的傅里叶变换
4.3.1 取样
4.3.2 取样函数的傅里叶变换
4.3.3 取样定理
4.3.4 混淆
4.3.5 由取样后的数据重建（复原）函数
4.4 单变量的离散傅里叶变换（DFT）
4.4.1 由取样后的函数的连续变换得到DFT
4.4.2 取样和频率间隔间的关系
4.5 两个变量的函数的扩展
4.5.1 二维冲激及其取样特征
4.5.2 二维连续傅里叶变换对
4.5.3 二维取样和二维取样定理