深圳大学研究生课程数字图像处理
《数字图像处理》实验教学大纲
《数字图像处理》课程实验教学大纲电子信息工程教研室编信息与电子工程学院2013 年 8 月课程名称：数字图像处理课程编号：056123英文名称： Digital Image Processing 课程负责人：马加庆课程性质：非独立设课课程属性：专业应开实验学期：第6学期学时学分：课程总学时---48 实验学时---16 课程总学分---3 实验学分---0实验者类别：本科生适用专业：电子信息工程、电子信息科学与技术先修课程：线性代数，信号与系统，数字信号处理，计算机仿真及应用一、课程简介数字图像处理是研究数字图像处理的基本理论、方法及其在智能化检测中应用的学科，本课程侧重于数字图像的基本处理理论和方法，并对图像分析的基本理论和实际应用进行系统介绍。
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，了解数字图像处理基本应用和当前国内外的发展方向。
要求学生通过该课程学习，具备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、课程实验教学的目的、任务与要求通过实验使学生加深对课堂上所学专业知识的认识，通过理论与实践相结合提高学生的动手能力。
要求学生利用所学知识完成对图像的锐化、模糊、加噪声、读取、变换等处理。
三、实验方式与基本要求实验方式：学生一人一机，独立实验，注意记录实验数据与结果分析。
基本要求：实验前，学生要认真预习实验任务，了解实验目的和实验内容；实验时，要认真上机，做好观察分析和记录；实验后，按要求编写实验报告。
四、实验项目设置注：实验类型：1.演示/2.验证/3.综合/4.设计研究/5.其他；实验类别：1.基础/2.专业基础/3.专业/4.其它；实验要求：1.必修/2.选修/3.其它五、教材（讲义、指导书）：《数字图像处理》，冈萨雷斯著，阮秋琦等译，电子工业出版社，2007.8。
参考书：1．《图像处理》，章毓晋编，清华大学出版社，20052. Digital Image Processing，Castleman R K. 朱志刚等译，清华大学出版社1998六、实验报告要求每个实验均按统一格式编写实验报告。
研究型“数字图像处理”课程教学方法探讨
研究型“数字图像处理”课程教学方法探讨1. 引言1.1 研究目的本研究的目的是探讨研究型的数字图像处理课程教学方法，以提高教学质量和教学效果。
通过深入分析和研究现有的数字图像处理教学方法，我们希望能够找出更加具有前瞻性和适应性的教学方法，并结合案例分析和教学资源及工具的使用，进一步探讨如何更好地引导学生学习和应用数字图像处理技术。
通过对教学方法的评价与反思，我们将总结出不同教学方法的优缺点，为今后数字图像处理课程的教学提供参考和借鉴。
通过本研究的开展，我们希望能够为提高数字图像处理课程的教学质量和教学效果提供有益的建议和指导，为培养学生的创新能力和实践能力做出积极贡献。
1.2 背景随着数字图像处理技术的不断发展和应用，越来越多的学生对这门课程产生了浓厚的兴趣。
传统的教学方法往往局限于理论知识的传授，缺乏实际操作和案例分析。
如何更好地教授数字图像处理课程，培养学生的实际应用能力成为了亟待解决的问题。
本文旨在探讨研究型数字图像处理课程的教学方法，通过概述数字图像处理教学方法、探讨不同教学方法的优缺点、介绍教学资源及工具、通过案例分析展示实际应用情况，并对教学效果进行评价与反思。
通过对数字图像处理课程的教学方法进行探讨，旨在提高学生的学习积极性，培养其实际操作能力，促进学生在数字图像处理领域的发展和创新能力。
2. 正文2.1 数字图像处理教学方法概述数字图像处理是计算机视觉领域的重要分支之一，涉及图像获取、处理、分析和识别等多个方面。
数字图像处理教学方法的概述主要包括教学目标的设定、教学内容的安排、教学方法的选择和教学手段的运用。
通过合理设计教学计划和课程设置，可以提高学生的学习积极性和参与度，促进知识的传授和技能的培养。
数字图像处理教学方法的概述还包括教学模式的选择，如传统教学模式、项目实践教学模式或在线教学模式等。
针对不同层次和需求的学生，可以选择适合的教学模式，使教学过程更加生动和有效。
教学方法的灵活运用和不断创新也是提高教学质量的重要手段，例如结合实际案例分析、开展小组讨论和作业实践等，激发学生的学习兴趣和动力。
《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实验二：图像增强实验三：图像复原详见实验大纲。
二、教学内容纲要与学时分配（一）数字图像处理基础(3课时)1．主要内容：图像处理技术的分类，数字图像处理的特点，数字图像处理的主要方法及主要内容，数字图像处理的硬件设备，数字图像处理的应用，数字图像处理领域的发展动向2．基本要求：了解图像处理技术的分类和特点，数字图像处理的主要方法及主要内容，熟悉数字图像处理的硬件设备。
《数字图像处理》教学大纲-2019版
《数字图象处理》课程教学大纲一、课程基本信息1.课程名称中文名称：数字图像处理英文名称：Digital Image Processing2.课程代码08002433.课程性质学科大类基础课选修4.学时与学分总学时：48（理论学时40；实践学时8）学分：35.先修课程数字信号处理，信号与系统，线性代数，C语言6.后续课程本课程为电子信息工程专业“多媒体信息处理”、“大数据处理”、“智能电路系统”和“机器学习与搜索”等专业方向课程群的必选课程。
7.适用专业本课程为电信学院各个专业学生选修开设。
二、课程目标及学生应达到能力1.课程的主要任务数字图像处理（Digital Image Processing）它是研究将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。
数字图像处理的研究内容包括图像变换、图像增强与复原、图像压缩编码、图像分割、图像描述和分类识别等。
数字图像处理是电子信息处理的重要技术，已广泛应用于航空航天、生物医学、通信工程、工业控制、军事公安和文化艺术等领域。
本课程的培养目标为：向学生介绍有关数字图象处理的基本概念、理论和方法，使学生初步掌握使用计算机进行图象处理的基本方法并应用，通过本课程的学习，能深化学生对信号与信息处理专业基础技术的具体认识，并通过数字图像处理技术在不同行业的实际应用，扩大学生知识面，提高学生分析处理实际问题的能力。
为在信号与信息处理专业领域及数字图像处理方向进行深入学习和研究打下必要的基础。
2.课程目标本大纲制定的课程教学目的可以细化为以下子目标，各子目标具体内容及其在实现课程教学总目标中所占权重如下：课程目标1-专业基本理论（40%）:掌握数字图像处理的基本概念；掌握其研究内容涉及到的专业基本理论和基本技术；课程目标2-算法与实现（30%）:运用掌握的基本理论和技术，软件编程实现数字图像处理的基本功能；课程目标3-实际应用（20%）:具备分析实际数字图像处理问题并通过掌握的方法解决问题的初步能力；课程目标4-文献检索（10%）:能运用已掌握的本专业基本理论和方法，结合文献检索手段，进一步认识、分析与解决以数字图像为代表的电子信息处理问题；3.课程目标对专业毕业要求的支撑关系通过上述课程目标，本课程能够支撑的电子信息工程专业毕业要求主要内容包括：三、课程教学内容与学时分配四、课程教学方式1.理论教学教学形式：采用启发式教学，激发学生主动学习兴趣。
研究型“数字图像处理”课程教学方法探讨
研究型“数字图像处理”课程教学方法探讨1. 引言1.1 研究型“数字图像处理”课程教学方法探讨的背景数字图像处理是计算机科学与工程领域的重要研究方向之一，随着数字技术的不断发展和应用，数字图像处理在各个领域都有着广泛的应用。
在这个背景下，数字图像处理的教学也变得愈发重要。
研究型“数字图像处理”课程教学方法探讨的背景主要包括课程内容的更新与拓展、教学理念的更新与创新以及教学方法的优化与提升。
随着数字图像处理技术的不断发展，原有的教学模式已经无法满足学生的学习需求和市场的需求，因此有必要对教学方法进行进一步研究与探讨。
数字图像处理涉及到多个学科的知识，例如图像处理、数字信号处理、计算机视觉等，传统的教学方法往往过于理论化，缺乏实践性和应用性。
研究型“数字图像处理”课程教学方法探讨的背景中，教师需要从课程内容、教学理念和教学方法等方面进行全面的思考和调整，以更好地适应学生的学习需求和社会的发展需求。
1.2 研究型“数字图像处理”课程教学方法探讨的意义研究型“数字图像处理”课程教学方法的意义在于促进学生掌握数字图像处理的核心理论和技术，培养学生的科学研究能力和创新能力。
通过这门课程，学生可以深入了解数字图像处理的基本概念、原理和方法，并通过实践操作掌握相关技能。
这不仅有助于学生在未来的科研领域或工作岗位上有更好的发展，还可以提高学生解决实际问题的能力。
研究型教学方法可以激发学生的学习兴趣，提高学习的积极性和主动性。
通过开展项目驱动学习和案例分析，学生可以更好地将理论知识应用到实际中，加深对数字图像处理技术的理解。
实践性教学也能够让学生在实际操作中不断探索和发现问题，培养学生的创新思维和问题解决能力。
研究型“数字图像处理”课程教学方法的意义在于为学生提供了更全面、深入的学习体验，同时也为他们未来的发展提供了良好的基础和支持。
通过这种教学方法，可以更好地培养学生的科学素养和实践能力，使他们具备更强的竞争力和综合能力。
数字图像处理课程教学大纲
《数字图像处理》课程教学大纲课程编码：ZX0240089课程类别：专业选修课适用专业及层次：信息与计算科学本科学分：4理论学时：32 实验学时：32先修课程：线性代数、高等数学、概率统计、高级程序设计一、课程的性质、目的和任务《数字图像处理》是信息与计算科学专业的一门专业方向限定选修课程，属于电气工程的课程。
通过本课程的学习，使学生掌握数字图像处理的基本理论，使学生学会数字图像处理的基本方法，培养学生对数字图像处理技术有基本理解，为扩大专业知识面，为以后的研究生学习奠定一定的基础，或者为毕业后的工作做一定的铺垫．掌握计算机处理数字图像的基本算法，并学会用这些算法解决实际图像相关的问题。
二、课程教学的基本要求了解基本的数字图像的概念、术语；掌握数字图像表示法，分别在空间域和频域中对数字图像进行处理的方法、使用数学形态学方法对数字图像进行简单的处理，在彩色空间对图像进行处理，掌握基本的图像分割的方法、图像特征的表示方法和模式识别的基本理论。
三、课程教学内容第一章绪论【授课学时】2【教学内容】1、数字图像的概念2、数字图像的起源3、数字图像的获取4、数字图像的处理步骤5、图像处理系统的部件6、图像处理的应用【教学要求】使学生了解数字图像技术就随时发生在我们的日常生活中，而且处理的算法不是很难，引导学生进入数字图像处理的领域。
导入一些活生生的实例，进行数字图像处理的入门教育。
熟悉Matlab工具对数字图像的基本操作。
【教学重难点】重点：掌握数字图像获取的常见方法难点：成像原理第二章数字图像基础【授课学时】4【教学内容】1、视觉感知要素2、光和电磁波普3、简单图像的形成模型4、取样和量化5、像素间的一些基本关系6、线性和非线性操作【教学要求】理解眼睛成像的基本原理，以及一些常见的视觉误差，简单图像的模型；理解生成数字图像的原理和步骤；掌握数字图像中像素间的关系；了解线性操作和非线性操作的概念。
【教学重难点】重点：取样和量化、像素间的关系以及运算难点：取样和量化第三章空间域图像增强【授课学时】6【教学内容】1、背景知识2、某些基本灰度变换3、直方图处理4、用算术/逻辑操作增强5、空间滤波基础6、平滑空间滤波7、锐化空间滤波8、混合空间增强法【教学要求】理解某些基本灰度变换、直方图处理、算术/逻辑操作增强、空间滤波基础、平滑空间滤波、锐化空间滤波、混合空间增强法等基本的空间域增强图像的方法。
《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）。
实验四：图像边缘检测实验（2学时）。
相关图像处理算法的课堂演示验证（2学时）。
要求每个学生在总结实验准备、实验过程和收获体会的基础上，写出实验报告。
四、采用的教学手段和方法利用多媒体课件梳理课程内容和讲授思路，合理运用启发式教学方式激发学生的思考力，采用讨论式教学方式增强教学过程的互动效果，理论教授与应用实例编程实践相结合，提高学生的分析和解决问题的能力。
数字图像处理课程内容及要求
《数字图像处理》实验内容及要求实验内容一、灰度图像的快速傅立叶变换1、 实验任务对一幅灰度图像实现快速傅立叶变换（DFT ）,得到并显示出其频谱图，观察图像傅立叶变换的一些重要性质。
2、 实验条件微机一台、vc++6。
0集成开发环境。
3、实验原理傅立叶变换是一种常见的图像正交变换，通过变换可以减少图像数据的相关性,获取图像的整体特点，有利于用较少的数据量表示原始图像。
二维离散傅立叶变换的定义如下:112()00(,)(,)ux vy M N j M Nx y F u v f x y eπ---+===∑∑傅立叶反变换为：112()001(,)(,)ux vy M N j M Nu v f x y F u v eMNπ--+===∑∑式中变量u 、v 称为傅立叶变换的空间频率。
图像大小为M ×N.随着计算机技术和数字电路的迅速发展，离散傅立叶变换已经成为数字信号处理和图像处理的一种重要手段。
但是，离散傅立叶变换需要的计算量太大,运算时间长。
库里和图基提出的快速傅立叶变换大大减少了计算量和存储空间，因此本实验利用快速傅立叶变换来得到一幅灰度图像的频谱图。
快速傅立叶变换的基本思路是把序列分解成若干短序列，并与系数矩阵元素巧妙结合起来计算离散傅立叶变换.若按照奇偶序列将X(n)进行划分，设：()(2)()(21)g n x n h n x n =⎧⎨=+⎩ （n=0，1，2， (12)-）则一维傅立叶变换可以改写成下面的形式：1()()N mnNn X m x n W -==∑11220()()N N mn mnN N n n g n W h n W --===+∑∑ 1122(2)(21)(2)(21)NN m n m n N N n n x n W x n W --+===++∑∑1122022(2)(21)NN mn mn mN N N n n x n W x n W W --===++∑∑ =G(m)+mN W H(m)因此，一个求N 点的FFT 可以转换成两个求2N点的 FFT 。
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。
9．理解模式识别概念和方法，掌握图像分割和特征提取方法，理解几种分类技术及其应用。
10．理解图像融合基本原理及几种融合技术。
11．了解数字图像处理系统设计方法，能利用所学知识设计简单的数字图像处理系统。
12．掌握数字图像处理中最基本、最广泛应用的概念、原理、理论和算法以及基本技术和方法；着重培养学生对数字图像处理的分析能力，能熟练用MATLAB或c++编程，实现对图像进行处理。
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实验结果：
图.变换后的 图
图.原图与均衡化后的图，以及原直方图与均衡化后的
直方图的比较
附件：
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已处理的图像是由输入图像中灰度级为 的各像素映射到输出图像中灰度级为 的对应像素得到。
根据以上公式：编程得到直方图均衡化变换后的图。
．对图像（）进行直方图均衡化增强，先将图像输入，通过编写的计算直方图程序，输出原图的直方图，然后通过中的公式进行直方图变换，得到变换后的直方图。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。酽锕极額閉镇桧猪訣锥顧。
实验要求：
（a）编写一个计算图像直方图的程序。
（b）实现3.3.1节中讨论的直方图均衡化技术。
（c）对图（）进行直方图均衡化增强。
本实验报告至少应包括：原始图像，原始直方图像，直方图图均衡化变换函数图，增强后的图，增强后的直方图。用上述实验数据解释结果图像被增强的原因。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。聞創沟燴鐺險爱氇谴净祸。
实验步骤与方法：
1．编写一个计算直方图的程序，先生成一个()的零矩阵先通过循环查询，灰度值相同的像素个数累加，存到相对应的灰度值的位置，例如：如果灰度值等于的像素个数有个，就将存入()中。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟婭。
2．一幅图像中灰度级 出现的概率近似为
其中，是图像中像素总和， 是灰度级为 的像素数，是图像中可能的灰度级总数。变换函数的离散形式为
深圳大学研究生课程：数字图像处理
课程作业实验报告
实验名称：
实验编号：
姓名：刘国胜
学号：
规定提交日期：年月日
实际提交日期：年月日
摘要：本实验主要编写了一个计算直方图的程序，实现了直方图均衡化转换技术，并采用了直方图均衡化技术，对图像（）进行增强。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖賃。
技术论述：
实验结果讨论：
.将图像（）利用编写的计算直方图程序，得到原图的直方图，发现原图像素的灰度级分布不均匀，主要集中在灰度级较低的位置。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑诒。
．直方图均衡化后的图像灰度级会跨越更大的范围。根据公式可以看出这一点，
因为原图主要集中在灰度级较低的位置，而将其代入公式变换后灰度级将转为叫高的位置，通过实验得到的直方图进行比较也能看出这一点。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔點。
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()()();
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()('原图')
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('原直方图');
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('均衡化后的图');
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('均ห้องสมุดไป่ตู้化后的直方图');