《数字图像处理》研研究生课程教学大纲

合集下载

研究生数字图像处理教学大纲(新)

课程编号：0722202数字图像处理Digital Image Processing开课单位：计算机系教学大纲撰写人：吕建平课程学分数：3 课时数：48课程类别：研究生课课程性质：任选课授课方式：讲授、实验、讨论考试方式：笔试（半开卷）适用专业：计算机应用技术、信号与信息处理教学目标：通过本课程的学习，掌握数字图像处理的基本理论，各种处理方法的基本原理、特点和实施途径，为今后在该领域中深入学习和研究奠定基础。

课程主要内容：一、引言了解图像处理的任务、图像处理系统的构成及特点、图像数字化的原理及步骤等。

二、图像变换理论熟练掌握图像的付氏变换，掌握Walsh变换、基于特征向量的变换，了解小波变换理论。

三、图像的增强理解图像的灰度直方图，掌握图像的点运算、代数运算、几何运算，掌握图像的对比度拉伸增强、时域掩膜增强法、频域滤波法、中值滤波法、同态滤波法、伪彩色增强法等。

四、图像的复原理解图像的退化模型，了解其简化算法的基本思想；掌握逆滤波法、非约束的最小二乘方滤波、有约束的最小二乘方滤波等。

五、图像的编码掌握图像的无损压缩技术及有损编码技术；了解几种常用的图像变换编码及图像压缩标准。

六、图像的分割与描述理解图像分割处理的思想，掌握阈值分割法、基于梯度的图像分割方法、自适应阈值边缘检测及区域生长法。

教材名称：建议教材：国外计算机科学教材系列［美］Kenneth R. Castleman 著，朱志刚等译《数字图像处理》电子工业出版社 2004年12月参考书：1)期刊 Computer Vision，Graphics and Image ProcessingPattern Recognition图像识别与自动化2）书籍阮秋琦著《数字图像处理》电子工业出版社 2001年1月章毓晋编《图像工程》清华大学出版社 2002年1月霍红涛编著《数字图像处理》机械工业出版社 2003年6月朱虹编著《数字图像处理基础》科学出版社 2005年4月胡学龙编著《数字图像处理》电子工业出版社 2007年10月备注：1、授课方式包括讲授、讨论、实验、辅导、自学等；2、课程性质包括学位课、限选课、任选课；3、考试方式包括笔试（闭卷、半开卷、开卷）、上机作业、大作业、实验与报告等。

《数字图像处理》研研究生课程教学大纲

《数字图像处理》研研究生课程教学大纲（课程编号S009108 学分-学时-上机 3-54-12）东南大学计算机科学与工程学院一、课程的性质与目的本课程为计算机科学与技术一级学科中图像处理与科学可视化方向的重要专业课，包含了该专业方向学生必须掌握的专业知识。

通过课程学习，学生除了掌握必须的专业技术知识外，还需要了解该方向的研究前沿，提高阅读专业学术资料和解决实际问题的能力。

二、课程内容的教学要求本课程采用讲课+自学+讨论的教学模式。

其中，讲课环节以综述为主，重点介绍各知识点的问题提出、解决思路、主要算法、评估；自学环节需要学生阅读专业论文并进行实验，得出结论；讨论环节由学生进行论文阅读及实验结论的交流，加深理解，并由此了解研究前沿。

讲课课时安排（24课时）：1.数字图像处理概述（3）：数字图像处理技术的发展历史，包含的主要内容，应用，相关的学科方向2.线性系统分析方法、傅里叶变换（3）：复习线性系统基本知识，复习一维傅里叶变换，掌握二维傅氏变换及性质，线性滤波器设计。

3.图像几何变换及插值（3）：图像几何变换应用，重点插值方法4.图像增强综述（6）：图像增强的目的，算法分类，各类算法的基本原理及性能5.图像分割综述（6）：图像分割的目的，算法分类，各类算法的基本原理及性能6.图像压缩综述（3）：图像压缩的目的，算法分类，各类算法的基本原理及性能，JPEG标准简介实验及讨论课时安排（30课时）：1.图像插值（实验3 +讨论3）2.图像增强（实验3 +讨论3）3.图像分割（实验3 +讨论3）4.图像压缩（实验3+讨论3）5.课程论文（讨论6）三、上机实验要求实现选择算法，并给出实验结果及算法性能评估数据。

四、能力培养的要求1.自学能力的培养：提高学生自学及查阅学术文献的能力。

2.分析能力和实验能力的培养：要求学生能够实现文献提供的算法，并能自主给出算法性能的评价。

3.科研和创新能力的培养：培养独立思考、深入钻研问题的习惯，提高学术交流能力。

《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简介数字图像处理是计算机科学与技术领域的一门重要课程，它研究如何使用计算机和算法来处理和分析数字图像。

本课程旨在介绍数字图像处理的基本原理、方法和应用，并培养学生的图像处理能力和技巧。

课程目标本课程的主要目标是让学生掌握数字图像处理的基本理论和方法，具备图像处理算法设计、图像增强、图像分割、图像压缩等技术的基本能力。

同时，通过实践项目的实施，培养学生的问题解决能力和团队合作能力。

课程安排第一周：课程介绍与基本概念•课程介绍•数字图像的基本概念与特点•数字图像处理的基本步骤第二周：图像预处理•图像采集与获取•图像灰度变换•图像噪声模型与去噪方法第三周：图像增强•直方图均衡化•空域滤波与频域滤波•边缘增强与锐化第四周：图像压缩•图像压缩的基本概念与方法•离散余弦变换（DCT）与JPEG压缩算法•小波变换与JPEG2000压缩算法第五周：图像分割与边缘检测•阈值分割•基于边缘的图像分割•基于区域的图像分割第六周：实践项目1 - 图像识别•项目需求分析与设计•图像特征提取与选择•分类器的训练与测试第七周：实践项目2 - 图像恢复•项目需求分析与设计•图像模型与图像去模糊•图像去噪与图像修复第八周：实践项目3 - 图像处理工具开发•项目需求分析与设计•图像处理算法的实现•图形界面设计与用户交互评估方式•平时成绩：30%•作业与实验报告：30%•期末考试：40%参考教材•Rafael C. Gonzalez, Richard E. Woods. 数字图像处理（第三版）. 清华大学出版社，2018.•Richard Szeliski. 计算机视觉：算法与应用. 电子工业出版社，2014.参考资源•MATLAB图像处理工具箱文档•OpenCV计算机视觉库官方文档以上是《数字图像处理》课程的教学大纲，希望通过本门课程的学习，能够让学生对数字图像处理有一个全面的了解，并具备实践应用的能力。

《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。

哈工大研究生数字图像处理大纲

数字图像处理1、课程大纲课程编号：S1300023Q课程名称：数字图像处理开课院系：计算机科学与技术学院任课教师：姚鸿勋先修课程：数字信号处理适用学科范围：计算机科学与技术及相关专业学时：32/10 学分：2开课学期：秋开课形式：课堂讲授课程目的和基本要求：本课程属于计算机科学与技术学科硕士研究生选修课。

本课程为哈工大计算机学院学科重要方向—智能人机交互与媒体技术的必备专业技术课之一，是培养研究型模式人才的好题材。

为研究生开设此课程目的是使学生通过编程来运用已学的计算机技术来解决实际问题；给出直观的计算机处理图象的结果，引发学生的兴趣和思考，从而激发学生对专业探讨的主动性和积极性，激发他们研究问题的欲望。

课程主要内容：图像处理的基本概念及研究发展状况和应用，数字图像的各种表示方法、数字图像各种处理系统，光度学、色度学和人眼视觉现象等视觉基础知识，傅立叶(Fourier)变换、Hadammard 变换、Walsh变换、斜变换、Slant变换、Haar变换、余弦变换、KL变换等各种图像变换，PCM编码、哈夫曼编码、行程编码、预测编码、DCT编码等图像编码，介绍各种图像增强算子，空域的、时域的，平滑的、锐化的，并通过演示比较各种算法的优劣及适用情景。

简单介绍图像恢复原理、图像退化模型及图像复原法。

概要介绍图像分割的一些经典思想和算法以及特征提取的思想和做法。

图象处理的基本概念及研究发展状况和应用（1学时）介绍图象处理技术的起源、发展、应用，以及与相关学科的关系和相互发展的状况，指出图象处理技术瓶径，引导学生的研究兴趣。

视觉基础知识（3学时）数字图象的各种表示方法、数字图象各种处理系统，光度学、色度学和人眼视觉现象等视觉基础知识。

了解成像系统特点的目的是，以便于更有针对性地对待图象处理问题。

图象变换（8学时）重点介绍傅立叶(Fourier)变换、Hadammard变换、Walsh变换、Haar变换、余弦变换、KL变换等各种图象变换，让学生建立起除空间、时间域以外的频率域或其他变换域里思考问题和处理问题的思维习惯。

图像处理课程设计教学大纲、任务书

《数字图像处理》课程设计教学大纲、任务书适用专业：通信、测控教学周数：1.5周学分：1.5学分1、课程设计目的1、提高分析问题、解决问题的能力，进一步巩固数字图像处理系统中的基本原理与方法。

2、熟悉掌握一门计算机语言，可以进行数字图像的应用处理的开发设计。

2、课程设计选题每生可任选其中之一或者可从网络、书籍、文献中广泛查阅并选择合适题目。

2.1 【课程设计选题一】图像滤波研究自选黑白图像，用加噪声的方法获得有噪图像。

整个设计要完成的基本功能大致如下：1、用图像平均的方法消除噪声并计算信噪比的改善。

(参考P.68)2、用平滑滤波方法消除噪声并计算信噪比的改善(参考P.71)。

3、用中值滤波方法消除噪声并计算信噪比的改善(参考P.73)。

4、用理想低通滤波方法消除噪声并计算信噪比的改善(参考P.78)。

5、用巴特沃斯低通滤波方法消除噪声并计算信噪比的改善(参考P.80)。

更换不同特性的图像和噪声重复以上滤波方法，观察并分析这些算法的应用场合。

2.2【课程设计选题二】图像恢复研究整个设计要完成的基本功能大致如下：1、自选黑白图像，并参考P.96获得失真图像。

2、对失真图像进行FFT，并从频谱上研究如何获得失真参数。

3、用获得的参数对失真图像加以恢复(参考P.99)。

编制程序并调试。

（最好能通过程序自动从频谱中获取失真参数）。

2.3【课程设计选题三】熵编码研究自选黑白图像。

整个设计要完成的基本功能大致如下：1、编程实现Huffman编码并计算平均码长。

(参考P.144)2、编程实现算术编码并计算平均码长。

(参考P.149)3、给定不同统计特性的图像重复以上编码，并加以分析。

2.4【课程设计选题四】DCT变换编码研究自选黑白图像。

1、编程实现DCT编码。

(参考P.179)2、编程实现DCT解码。

(参考P.181)3、观察不同压缩比下的解码图像质量。

2.5【课程设计选题五】矢量编码研究自选黑白图像。

1、编程实现LBG码书训练。

《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。