《數(shù)字圖像處理》教學(xué)大綱

1、課程編號：05064308數(shù)字圖像處理課程教學(xué)大綱（Digital Image Processing）適用于本科電子信息、電子科學(xué)與技術(shù)等專業(yè) 總學(xué)時： 40 總學(xué)分：2.5開課單位： 物理系 課程負(fù)責(zé)人：龐淑蓉 執(zhí) 筆 人： 龐淑蓉 審 核 人：白心愛一、課程的性質(zhì)、目的、任務(wù)數(shù)字圖像處理是一門迅速發(fā)展的實(shí)用的新興學(xué)科，已成為電子信息、計算機(jī)科學(xué)及其相關(guān)專業(yè)的一個熱門研究課題，相應(yīng)圖像處理技術(shù)也是一門重要的課程，是一門多學(xué)科交叉、理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的綜合性課程。本課程是電子信息工程專業(yè)的專業(yè)課。本課程著重研究數(shù)字圖像處理的方法，訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)知識解決實(shí)際問題的能力，同時要求拓寬專業(yè)知

2、識面。目的是使學(xué)生掌握數(shù)字圖像處理的基本概念、原理和處理方法，掌握數(shù)字圖像的時域、頻域處理方法，掌握圖像恢復(fù)和壓縮的方法，理解圖像各種變換（傅里葉變換、余弦變換、哈爾變換、K-L變換）的基本內(nèi)容、性質(zhì)與應(yīng)用，為從事圖像通信應(yīng)用系統(tǒng)的研究、設(shè)計和維護(hù)工作打下基礎(chǔ)。通過對該課程的學(xué)習(xí)，要求熟悉圖像通信系統(tǒng)的構(gòu)成，掌握靜止圖像和序列圖像編碼的基本原理、算法，并能應(yīng)用到實(shí)際圖像通信系統(tǒng)的研究和設(shè)計中。二、教學(xué)基本要求數(shù)字圖像處理是一門多學(xué)科交叉、理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的綜合性課程，是在線性代數(shù)、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、Matlab語言或C語言等課程的基礎(chǔ)上開設(shè)。本課程的目的是使學(xué)生掌握數(shù)字圖像處理的基

3、本概念，熟練使用分析數(shù)字圖像處理編程的基本工具，了解數(shù)字圖像處理的發(fā)展和應(yīng)用以及當(dāng)前國際國內(nèi)研究的熱點(diǎn)和重要成果及其工程應(yīng)用前景。三、教學(xué)內(nèi)容、目標(biāo)要求與學(xué)時分配第一章 數(shù)字圖像處理的基本知識基本教學(xué)內(nèi)容：1)圖象的基本概念2)數(shù)字圖像的表示3)數(shù)字圖象處理的發(fā)展史及應(yīng)用4)數(shù)字圖象處理系統(tǒng)的組成及工作原理基本要求：1、掌握光度學(xué)和色度學(xué)簡介。2、掌握連續(xù)圖像和數(shù)字圖像的表達(dá)式及連續(xù)圖像到數(shù)字圖像的轉(zhuǎn)化過程。3、了解數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的組成。重點(diǎn)：數(shù)字圖像處理所涉及的基本概念連續(xù)圖像到數(shù)字圖像的轉(zhuǎn)化過程難點(diǎn)：圖像數(shù)字化、數(shù)字圖像處理主要研究的內(nèi)容、系統(tǒng)和應(yīng)用第二章 圖像處理中常用的數(shù)學(xué)變換基本教

4、學(xué)內(nèi)容：1)圖像空域變換2)二維離散傅立葉變換,圖象的頻譜二維離散傅立葉變換的性質(zhì)3)離散Gabor變換4)小波變換5)K-L變換基本要求：1、掌握圖像空域變換2、掌握圖像的傅立葉正反變換。3、掌握KL變換及其在圖像處理中的應(yīng)用。重點(diǎn)：圖像的空域變換，傅里葉變換， KL變換難點(diǎn)：圖像頻域變換的編程實(shí)現(xiàn)第三章 圖像增強(qiáng)基本教學(xué)內(nèi)容：1)平滑頻域?yàn)V波器2)銳化頻域?yàn)V波器3)同態(tài)濾波器4)彩色增強(qiáng)：偽彩色增強(qiáng)和假彩色增強(qiáng)基本要求：1、掌握圖像的點(diǎn)運(yùn)算處理（包括灰度拉伸、亮度和對比度增強(qiáng)、直方圖均衡和規(guī)定）。掌握圖像空間域處理（包括空間域的線性、非線性平滑和銳化）。2、掌握圖像的頻域處理（包括頻域低通

5、濾波和高通濾波）。3、掌握圖像的偽彩色增強(qiáng)和圖像增強(qiáng)在實(shí)際中的應(yīng)用。重點(diǎn)：圖像的空域處理，頻域處理，點(diǎn)運(yùn)算難點(diǎn)：圖像處理涉及的編程第四章 圖像復(fù)原基本教學(xué)內(nèi)容：1) 退化模型2) 復(fù)原函數(shù)的估計3) 逆濾波4) 維納濾波5) 約束最小平方濾波6) 運(yùn)動模糊與離焦模糊恢復(fù)基本要求：1、掌握圖像退化模型的建立。2、掌握圖像恢復(fù)的代數(shù)方法（包括無約束和有約束恢復(fù)）。3、掌握圖像恢復(fù)的頻域方法（包括逆濾波、Winner濾波、約束最小平方濾波）。重點(diǎn)：建立圖像退化模型，圖像復(fù)原的幾種方法難點(diǎn)：圖像復(fù)原的代數(shù)方法第五章 圖像編碼基本教學(xué)內(nèi)容：1）圖象壓縮的基本概念，數(shù)據(jù)冗余，壓縮比，保真度準(zhǔn)則2) Huf

6、fman編碼，截斷Huffman編碼，平移Huffman編碼3) 算術(shù)編碼4) 位平面編碼：位平面分解，常數(shù)區(qū)域編碼，行程編碼5) 預(yù)測編碼6) 變換編碼7) 圖象壓縮標(biāo)準(zhǔn)基本要求：1、掌握圖像編碼的基礎(chǔ)理論。2、掌握一些簡單的壓縮技術(shù)。3、掌握預(yù)測編碼方法（對應(yīng)空域方法）。4、掌握變換編碼方法（對應(yīng)變換域方法），5、了解國際編碼標(biāo)準(zhǔn)。重點(diǎn)：預(yù)測編碼，變換編碼，壓縮技術(shù)難點(diǎn)：預(yù)測編碼，變換編碼第六章 圖像分割基本教學(xué)內(nèi)容：1）閾值分割、區(qū)域分割2) 邊緣檢測3) 直線檢測基本要求：1、掌握閾值分割的原理和方法。2、掌握區(qū)域分割的兩種方法。3、掌握邊緣檢測法。4、了解直線檢測。重點(diǎn)：閾值分割的原

7、理和方法、區(qū)域分割的兩種方法難點(diǎn)：閾值分割的原理第七章 圖像描述基本教學(xué)內(nèi)容：1）邊緣描述2) 區(qū)域描述3) 形態(tài)學(xué)描述基本要求：1、掌握邊緣描述中曲線擬合、鏈碼描述子。2、掌握區(qū)域描述中的中軸變換、矩描述。3、掌握腐蝕、膨脹。 重點(diǎn)：曲線擬合、鏈碼描述子、中軸變換、矩描述、腐蝕、膨脹難點(diǎn)：鏈碼描述子、腐蝕膨脹第八章 數(shù)字圖像技術(shù)應(yīng)用舉例基本教學(xué)內(nèi)容：1）在線玻璃口缺陷檢測系統(tǒng)2) 指紋識別系統(tǒng)3) 無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)基本要求：1、掌握數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的基本組成。2、通過實(shí)例掌握基本應(yīng)用。重點(diǎn)：系統(tǒng)組成難點(diǎn)：系統(tǒng)應(yīng)用四、實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 圖像變換1、圖像的傅立葉變換。2、K-L變換。內(nèi)容：用Matla

8、b語言、C語言或C+語言編制圖像變換軟件，并對某幅圖像進(jìn)行以上變換。要求：完成以上軟件編制，寫實(shí)驗(yàn)報告實(shí)驗(yàn)二 圖像處理1、圖像的點(diǎn)運(yùn)算處理。2、圖像空間域處理。3、圖像的頻域處理內(nèi)容：用Matlab語言、C語言或C+語言編制圖像處理軟件，并對某幅圖像進(jìn)行以上處理。要求：完成以上軟件編制，寫實(shí)驗(yàn)報告實(shí)驗(yàn)三 圖像恢復(fù)1、了解成像系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述；2、掌握圖像退化模型；3、熟悉圖像恢復(fù)方法。4、 掌握圖像逆濾波恢復(fù)和維納濾波恢復(fù)的方法5、 掌握運(yùn)動模糊圖像復(fù)原的原理基本要求要求：記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出實(shí)驗(yàn)報告附：章節(jié)內(nèi)容與學(xué)時分配表章節(jié)內(nèi)容與學(xué)時分配章 節(jié) 名 稱講授（學(xué)時）實(shí)驗(yàn)（學(xué)時）小計第一章 數(shù)字圖

9、像處理的基本知識22第二章 圖像處理中的常用的數(shù)學(xué)變換6410第三章 圖像增強(qiáng)448第四章 圖像復(fù)原44第五章 圖像壓縮編碼44第六章 圖像分割44第七章 圖像描述44第八章 數(shù)字圖像應(yīng)用舉例44合 計32840四、本課程考核方式考試命題應(yīng)該根據(jù)本課程大綱內(nèi)容進(jìn)行，應(yīng)從基本概念、基本理論、基本方法和基本技巧等方面考察學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，檢查學(xué)生的基本概念是否清楚、理論依據(jù)是否正確，采用的方法是否得當(dāng)，解題技巧是否熟練等。本課程為考試課程，平時成績占60%，考試成績占40%。五、教材及教學(xué)參考書教材：曹茂永編著，數(shù)字圖象處理，北京大學(xué)出版社，2007 主要參考書：1 阮秋琦編著，數(shù)字圖像處理學(xué)，北京

10、：電子工業(yè)出版社, 2001.12 夏良正主編，數(shù)字圖像處理，南京：東南大學(xué)出版社，1999.93 K.R.Castleman著, 朱志剛等譯,數(shù)字圖像處理（新版），北京電子工業(yè)出版社，2002.24 Kenneth R. Castleman, Digital Image Processing, Prentice Hall International, Inc., 清華大學(xué)出版社,1997 .55 Rafael C. Gonzalez, Digital Image Processing Using Matlab. Prentice Hall International, Inc.,電子工業(yè)出版

11、社, 北京, 2004六、執(zhí)行本大綱的說明七、常用專業(yè)英語詞匯附表（英漢對照）英語漢語英語漢語Digital image數(shù)字圖像Image restoration圖像重建Edge operator邊緣算子Image segmentation圖像分割Enhance增強(qiáng)Lossless image compression無失真圖像壓縮Fourier transform傅里葉變換Neighborhood operation鄰域運(yùn)算Highpass filtering高通濾波Sharpening銳化Image compression圖像壓縮Thresholding二值化附課程簡介數(shù)字圖像處理課程簡介課

12、程名稱：數(shù)字圖像處理英文名稱：Digital Image Processing課程編號：05064308 總學(xué)分：2.5總學(xué)時：40 （其中：講課學(xué)時 32 ；實(shí)驗(yàn)學(xué)時 8 ；上機(jī)學(xué)時 0 ；）開課單位：呂梁學(xué)院物理系教材：曹茂永編著，數(shù)字圖象處理，北京大學(xué)出版社，2007 主要參考書：1 阮秋琦編著，數(shù)字圖像處理學(xué)，北京：電子工業(yè)出版社, 2001.12 夏良正主編，數(shù)字圖像處理，南京：東南大學(xué)出版社，1999.93 K.R.Castleman著, 朱志剛等譯,數(shù)字圖像處理（新版），北京電子工業(yè)出版社，2002.24 Kenneth R. Castleman, Digital Image P

13、rocessing, Prentice Hall International, Inc., 清華大學(xué)出版社,1997 .55 Rafael C. Gonzalez, Digital Image Processing Using Matlab. Prentice Hall International, Inc.,電子工業(yè)出版社, 北京, 2004課程負(fù)責(zé)人：龐淑蓉課程說明： 數(shù)字圖象處理技術(shù)是信息技術(shù)領(lǐng)域的重要分支, 它是在信號處理、計算機(jī)技術(shù)及自動控制技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新興學(xué)科。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展, 數(shù)字圖象處理技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛, 并受到人們的重視。本課程是電子信息工程、通信工程等專業(yè)教學(xué)計劃中的一門專業(yè)課程，著重講述圖象處理的基本原理和算法設(shè)計。本課程是是一門多學(xué)科交叉、理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的綜合性課程，是在線性代數(shù)、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、Matlab語言或C語言等課程的基礎(chǔ)上開設(shè)。學(xué)習(xí)本門課程，使學(xué)生掌握數(shù)字圖像處理的基本概念、原理和處理方法，掌握數(shù)字圖像的時域、頻域處理方法，掌握圖像恢復(fù)和壓縮的方法，理解圖像各種變換（傅里葉變換、余弦變換、哈爾變換、K-L變換）的基本內(nèi)容、性質(zhì)與應(yīng)用，為學(xué)生從事圖像通信應(yīng)用系統(tǒng)的研究、設(shè)計和維護(hù)工作打下基礎(chǔ)。課程內(nèi)容簡介：數(shù)字圖像處理主要介紹了圖像處