《數(shù)字圖像處理》課程教學(xué)大綱

《數(shù)字圖像處理》教學(xué)大綱課程英文名DigitalImageProcessing課程代碼03M0062學(xué)分2總學(xué)時(shí)32理論學(xué)時(shí)24實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)8課程類(lèi)別專(zhuān)業(yè)課課程性質(zhì)任選先修課程數(shù)字信號(hào)處理、信號(hào)與系統(tǒng)適用專(zhuān)業(yè)通信工程開(kāi)課學(xué)院信息工程學(xué)院一、課程地位與課程目標(biāo)（一）課程地位數(shù)字圖像處理是通信工程專(zhuān)業(yè)方向一門(mén)專(zhuān)業(yè)選修課程。數(shù)字圖像處理是航天和航空、生物醫(yī)學(xué)工程、通信工程、工業(yè)和工程、軍事公安、文化藝術(shù)、機(jī)器人視覺(jué)、視頻和多媒體系統(tǒng)、科學(xué)可視化、電子商務(wù)等應(yīng)用共同需要的基礎(chǔ)技術(shù)，是電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。本課程采用數(shù)字信號(hào)處理、信息論與編碼、計(jì)算機(jī)編程、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、人工智能等知識(shí)，介紹數(shù)字圖像的表示、變換、增強(qiáng)、除噪、稅化、分割、匹配、識(shí)別與編碼等技術(shù)，以及在數(shù)字圖像處理技術(shù)有智能交通、智能視頻、工業(yè)機(jī)器視覺(jué)等中的應(yīng)用。本課程可使學(xué)生:掌握信息獲取和處理的基本原理和應(yīng)用的一般方法，了解通信工程專(zhuān)業(yè)的前沿理論與發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，以及具備信號(hào)獲取與處理設(shè)計(jì)與實(shí)施工程實(shí)驗(yàn)的能力，并能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。為電子信息類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生畢業(yè)后，從事智能交通、智能視頻監(jiān)控、工業(yè)機(jī)器視覺(jué)、機(jī)器人視覺(jué)等應(yīng)用行業(yè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。課程目標(biāo)該課程應(yīng)達(dá)到的預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果（ILO，IntendedLearningOutcomes）如下所示：1、ILO-1.了解數(shù)字圖像處理的發(fā)展及其應(yīng)用領(lǐng)域、數(shù)字圖像的基本概念，掌握BMP圖像文件格式標(biāo)準(zhǔn)與圖像編程的基本方法。。2、ILO-2.掌握?qǐng)D像的表示、變換、增強(qiáng)、除噪、稅化、分割、匹配、識(shí)別與編碼的基本方法，具備圖像處理的基本能力3、ILO-3.了解深度學(xué)習(xí)等人工智能方法在圖像目標(biāo)檢測(cè)、圖像識(shí)別、圖像超分辨力等中的最新應(yīng)用，具備查找跟蹤學(xué)習(xí)圖像目標(biāo)檢測(cè)、圖像識(shí)別、圖像超分辨力的最新學(xué)術(shù)成果的能力。（三）思政教育目標(biāo)通過(guò)數(shù)字圖像處理的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)合作、熱愛(ài)國(guó)家的情懷，提高國(guó)家自主創(chuàng)新能力和反專(zhuān)利壟斷的社會(huì)責(zé)任感，對(duì)國(guó)家集中分配等相關(guān)制度方面的文化自信，崇尚國(guó)家和企業(yè)在創(chuàng)新研究方面的科學(xué)精神，以及始終如一攻克科技難關(guān)的工匠精神。二、課程目標(biāo)達(dá)成的途徑與方法主要以課堂教學(xué)為主，結(jié)合期末測(cè)試、作業(yè)和實(shí)驗(yàn)等途徑和方法來(lái)達(dá)成。具體每個(gè)課程目標(biāo)的達(dá)成途徑與方法見(jiàn)下表所示。課程目標(biāo)達(dá)成途徑ILO-1課堂教學(xué)、課后作業(yè)ILO-2課堂教學(xué)、課后作業(yè)、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、驗(yàn)收、實(shí)驗(yàn)報(bào)告ILO-3課堂教學(xué)、課后作業(yè)、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、驗(yàn)收、實(shí)驗(yàn)報(bào)告三、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）畢業(yè)要求1-4畢業(yè)要求3-1畢業(yè)要求4-1ILO-1M(0.15)M(0.15)ILO-2M(0.15)H(0.2)M（0.15）ILO-3L(0.1)L(0.1)四、課程主要內(nèi)容與基本要求1、緒論了解數(shù)字圖像處理的最基本概念與內(nèi)容；了解數(shù)字圖像處理的特點(diǎn)；了解數(shù)字圖像處理現(xiàn)狀與發(fā)展。2、圖像采集與系統(tǒng)了解視覺(jué)基本概念；理解圖像取樣及圖像量化；掌握?qǐng)D像輸入與系統(tǒng)。3、圖像變換掌握數(shù)字圖像的二維傅立葉變換；了解離散余弦變換、沃爾什－哈達(dá)碼變換。4、圖像增強(qiáng)掌握空間域單點(diǎn)增強(qiáng)、空間域圖像平滑、空間域圖像銳化、頻率域增強(qiáng)處理及彩色技術(shù)。5、圖像分割掌握?qǐng)D像邊緣提取的理論及基本算法；理解區(qū)域分割的理論及算法。6、圖像編碼與壓縮掌握預(yù)測(cè)編碼、正交變換編碼、統(tǒng)計(jì)編碼、二值圖像編碼、多媒體圖像編碼壓縮技術(shù)。7、數(shù)字圖像處理應(yīng)用了解圖像處理的典型應(yīng)用系統(tǒng)；了解新技術(shù)在數(shù)字圖像處理中的應(yīng)用。課程學(xué)時(shí)安排章節(jié)號(hào)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)學(xué)生任務(wù)對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1緒論2課程目標(biāo)12圖像采集與系統(tǒng)2作業(yè)2.1,2.2課程目標(biāo)13圖像變換3作業(yè)3.13.3課程目標(biāo)24圖像增強(qiáng)6（包括實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)）課程目標(biāo)25圖像分割8（包括實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)）作業(yè)5.15.35.4課程目標(biāo)2課程目標(biāo)26圖像編碼與壓縮4作業(yè)6.16.2課程目標(biāo)37數(shù)字圖像處理應(yīng)用7（包括實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)）作業(yè)7.2課程目標(biāo)3實(shí)踐環(huán)節(jié)及基本要求序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱(chēng)學(xué)時(shí)基本要求學(xué)生任務(wù)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)類(lèi)別1圖像讀取與顯示matlab編程2學(xué)會(huì)圖像讀取與顯示等matlab編程基本方法編程實(shí)現(xiàn)圖像顯示功能驗(yàn)證性二選一2圖像灰度增強(qiáng)2學(xué)會(huì)圖像灰度增強(qiáng)的matlab編程基本方法編程實(shí)現(xiàn)圖像增強(qiáng)設(shè)計(jì)性3圖像分割matlab編程3學(xué)會(huì)圖像分割等matlab編程基本方法編程實(shí)現(xiàn)圖像分割功能設(shè)計(jì)性二選一4圖像邊緣提取matlab編程3學(xué)會(huì)圖像邊緣提取等matlab編程基本方法編程實(shí)現(xiàn)圖像邊緣提取功能驗(yàn)證性5二值圖像處理matlab編程3學(xué)會(huì)視頻目標(biāo)檢測(cè)matlab編程基本方法編程實(shí)現(xiàn)二值圖像處理功能設(shè)計(jì)性二選一6圖像去噪的matlab編程3學(xué)會(huì)圖像去噪的matlab編程的基本方法編程實(shí)現(xiàn)圖像噪聲去除設(shè)計(jì)性注：1.實(shí)驗(yàn)性質(zhì)指演示性、驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性、綜合性等；2.實(shí)驗(yàn)類(lèi)別指必做、選做等?？己朔绞郊俺煽?jī)?cè)u(píng)定考核內(nèi)容考核方式評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（依據(jù)）占總成績(jī)比例考核與課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)關(guān)系過(guò)程考核含到課率、課堂討論發(fā)言、平時(shí)作業(yè)等點(diǎn)名記錄討論發(fā)言記錄作業(yè)批改成績(jī)15%ILO-1~ILO-3實(shí)驗(yàn)考核操作及實(shí)驗(yàn)報(bào)告操作成績(jī)報(bào)告批改成績(jī)25%ILO-1~ILO-3期末考核開(kāi)卷卷面成績(jī)60%ILO-1~ILO-3考核類(lèi)別考查成績(jī)登記方式百分制八、課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)方法課程目標(biāo)權(quán)重成績(jī)?cè)u(píng)定ILO-1平時(shí)0.3相應(yīng)平時(shí)成績(jī)平均分A1期末測(cè)試0.7相應(yīng)期末考試平均分B1ILO-1達(dá)成度=0.3*A1+0.7*B1ILO-2平時(shí)0.15相應(yīng)平時(shí)成績(jī)平均分分A2實(shí)驗(yàn)一、二0.25相應(yīng)實(shí)驗(yàn)成績(jī)平均分B2期末測(cè)試0.6相應(yīng)期末考試平均分C2ILO-2達(dá)成度=0.15*A2+0.25*B2+0.6*C2ILO-3平時(shí)0.15相應(yīng)平時(shí)成績(jī)平均分A3實(shí)驗(yàn)三0.25相應(yīng)實(shí)驗(yàn)成績(jī)平均分B3期末測(cè)試0.6相應(yīng)期末考試平均分C3ILO-3達(dá)成度=0.15*A3+0.25*B3+0.6*C3九、推薦教材與主要參考書(shū)（一）推薦教材：1、朱虹編著編