《计算机在光电信息处理中的应用》课程(本科)实验教学大纲

《计算机在光电信息处理中的应用》课程(本科)实验教学大纲

一、课程编号：020307

二、课程类型：限选课

适用专业：光信息科学与技术

课程学时：32学时(理论课24学时，实验8学时)

先修课程：光学原理，信息光学，光电子技术及应用，MATLAB程序设计，C语言程序设计

三、课程的地位、作用和任务

本课程侧重于计算机图像处理技术和光学计量测试技术的融合，利用CCD传感与计算机处理技术，代替传统的感光胶片(全息干版)处理工艺，突出整个测量工程完全自动化的特点，具有高精度、现场测量、实时显示等优点。课程在计算机辅助光学测试的条件以及图像处理基础，着重讨论利用计算机手段的干涉条纹自动处理技术、相位测量技术、电子散斑干涉技术、电子错位散斑干涉技术、数字相关测量技术、计算机辅助散斑干涉术、计算机辅助光弹性应力分析方法以及计算机辅助云纹计量及其应用等。

本课程是为光信息科学与技术专业的大学生教学需要而设置的，为专业限选课。目的在于为他们提供有关计算机辅助光电信息处理的专业知识，加强计算机技术与光信息处理的结合，培养合格的专业技术人才提供了必备的理论和实践基础，本门课程，不仅是本专业学生在校学习的重要环节，而且对学生毕业后的工作和进一步学习新理论、新技术具有积极的指导作用。通过本课程的教学，应使学生初步具备以下能力：掌握传统光测试理论与技术；将利用先进图像获取技术与光学测试、计算机处理技术的结合，培养学生应用计算机辅助测试技术的能力。

本课程的实验教学环节的作用是培养学生利用计算机解决光电信息处理、光学测量中的问题。加深计算机辅助光学测量的基本理论知识及原理的掌握，通过一定的实验，培养学生的应用所学知识解决实际问题的能力，获得相应技术、实验方法和技能锻炼。

本课程的实验教学环节的主要任务是：

(1) 通过实验环节，加深对光电信息处理、光学测量的基本概念、原理的理解，学习利用相关技术实现智能化；

(2) 培养和提高学生的应用科学知识，利用计算机图像处理技术解决相关光电测量问题的能力；

(3) 培养和提高学生的科学实验能力与素养。

四、教学基本要求

在《计算机在光电信息处理中的应用》课程中，安排有8学时的实验上机环节，通过一系列实验加深和巩固学生对所学专业课的理解和认识，扩展知识面，进行动手能力的训练，学会一些实用的技术和实验技能。要求：

（1）上机前需基本做好所需的程序，检查并独立完成，不得抄袭别人锁编的程序；

（2）上机调试程序，得出相关处理结果；

（3）提交的上机实验报告应有基本原理、程序流程图、程序清单、处理结果以及对结果的分析。

五、实验内容和学时安排

本课程的实验上机为8学时，完成4个实验，每次2学时

实验内容包括：

（1）利用条纹中心线法对干涉条纹图进行处理

掌握条纹中心线法的基本原理，对获得的干涉条纹图进行噪声去除、条纹位置确定和条纹级数确定等，从而利于从干涉条纹图获取相关信息。

（2）条纹图的滤波处理

采用常规中值滤波/均值滤波与旋滤波方法对干涉条纹图作处理，并加以比较，探讨有效滤掉条纹图噪声的优化方法。

（3）SUSAN边缘检测算法及改进

掌握SUSAN算法基本原理，在滤出图像噪声的同时较好地保持图像的细小结构，改善图像的质量和锐化目标特征结构。

（4）正则化条纹图法仿真实验

掌握二维包络面变换的基本原理，用仿真条纹图完成二维包络面变换的仿真。

注：建议采用MATLAB语言或C语言编程完成相关上机实验。

2．学时安排

总学时：8学时

由于基本理论和原理在《计算机在光电信息处理中的应用》课程中学习，实验教学中不单独安排课时作理论教学，要求在实验前学生应对相关实验的基本理论和原理作充分理解。

每个实验占用学时：2学时。

六、实验教材

课堂讲义或教材，MATLAB程序设计或C语言程序设计等方面的书籍。

七、考核方法

上机操作与撰写报告综合评分。

八、说明

（1）根据专业课《计算机在光电信息处理中的应用》的特点，本上机实验环节宜在理论课程主要内容结束后进行，以加强学生对基本理论、原理和技术的理解与掌握。

（2）本大纲适用于光信息科学与技术专业。