《數(shù)字圖像處理課程設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱

《數(shù)字圖像處理課程設(shè)計(jì)》教學(xué)大綱課程名稱：數(shù)字圖像處理課程設(shè)計(jì)課程編號(hào)：F062094431英文名稱：DigitalImageProcessing學(xué)時(shí)： 2周 學(xué)分：2學(xué)分開課學(xué)期：第6學(xué)期適用專業(yè)：數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)課程類別：理論+實(shí)踐課課程性質(zhì)：專業(yè)核心課先修課程：Python程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集與清洗、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)理統(tǒng)計(jì)一、課程的性質(zhì)及任務(wù)《數(shù)字圖像處理課程設(shè)計(jì)》是研究數(shù)字圖像處理的基本理論、方法及其在智能化檢測(cè)中應(yīng)用的學(xué)科，本課程側(cè)重于數(shù)字圖像的基本處理理論和方法，并對(duì)圖像分析的基本理論和實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)介紹。目的是使學(xué)生系統(tǒng)掌握數(shù)字圖像處理的基本概念、基本原理、實(shí)現(xiàn)方法和實(shí)用技術(shù)，了解數(shù)字圖像處理基本應(yīng)用和當(dāng)前國內(nèi)外的發(fā)展方向。要求學(xué)生通過該課程學(xué)習(xí)，具備解決智能化檢測(cè)與控制中應(yīng)用問題的初步能力，為在計(jì)算機(jī)視覺、模式識(shí)別等領(lǐng)域從事研究與開發(fā)打下扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。依據(jù)河北工程大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃，本課程需要培養(yǎng)學(xué)生的能力是：能夠基于數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)原理，通過文獻(xiàn)研究或相關(guān)方法，調(diào)研和分析大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的解決方案。（畢業(yè)要求指標(biāo)4.1）能夠針對(duì)智能信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)、大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用等大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題設(shè)計(jì)教學(xué)方案、構(gòu)建教學(xué)系統(tǒng)和測(cè)試平臺(tái)、獲得教學(xué)結(jié)果。（畢業(yè)要求指標(biāo)4.2）二、課程目標(biāo)與要求2.1課程目標(biāo)數(shù)字圖像處理要求學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)完成對(duì)圖像的銳化、模糊、加噪聲、讀取、變換等處理。通過教學(xué)使學(xué)生加深對(duì)課堂上所學(xué)專業(yè)知識(shí)的認(rèn)識(shí)，通過理論與實(shí)踐相結(jié)合提高學(xué)生的動(dòng)手能力。

數(shù)字圖像處理課程設(shè)計(jì)教學(xué)大綱PAGE16PAGE152.2課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)畢業(yè)要求二級(jí)指標(biāo)畢業(yè)要求1234●●●4-1能夠基于數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)原理，通過文獻(xiàn)研究或相關(guān)方法，調(diào)研和分析大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的解決方案。4.工程技術(shù)研究能力：能夠基于數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)原理并采用科學(xué)方法對(duì)大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題進(jìn)行研究，包括設(shè)計(jì)教學(xué)、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。●●●4-2能夠針對(duì)智能信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)、大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用等大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題設(shè)計(jì)教學(xué)方案、構(gòu)建教學(xué)系統(tǒng)和測(cè)試平臺(tái)、獲得教學(xué)結(jié)果。4.工程技術(shù)研究能力：能夠基于數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)原理并采用科學(xué)方法對(duì)大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題進(jìn)行研究，包括設(shè)計(jì)教學(xué)、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。2.3課程目標(biāo)與培養(yǎng)環(huán)節(jié)對(duì)應(yīng)矩陣序號(hào)課程目標(biāo)理論教學(xué)課內(nèi)教學(xué)課后作業(yè)1數(shù)字圖像處理HL2要求學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)完成對(duì)圖像的銳化、模糊、加噪聲、讀取、變換等處理。LM3通過教學(xué)使學(xué)生加深對(duì)課堂上所學(xué)專業(yè)知識(shí)的認(rèn)識(shí)，通過理論與實(shí)踐相結(jié)合提高學(xué)生的動(dòng)手能力。M4M注：H表示該能力的在此環(huán)節(jié)重點(diǎn)培養(yǎng)；M表示該能力在此環(huán)節(jié)有應(yīng)用要求；L表示該能力在此環(huán)節(jié)有所涉及。自然語言處理課程設(shè)計(jì)教學(xué)大綱PAGE2PAGE12.4目標(biāo)達(dá)成度的評(píng)價(jià)課程目標(biāo)1、2、3、4主要通過課內(nèi)教學(xué)培養(yǎng)，在課后作業(yè)中有所涉及。目標(biāo)達(dá)成綜合以上內(nèi)容進(jìn)行評(píng)價(jià)。三、教學(xué)方法及手段課程強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)通過自學(xué)的方式消化、吸收課程的龐大知識(shí)量，并在此基礎(chǔ)上舉一反三。課程的基本內(nèi)容與教學(xué)要求1圖像處理的Python基礎(chǔ)本教學(xué)是基于數(shù)字圖像處理課程中的數(shù)字圖像基本概念來設(shè)計(jì)的。本教學(xué)的準(zhǔn)備知識(shí)：Python語言基礎(chǔ)；數(shù)字圖像的基本概念。其中會(huì)涉及到的函數(shù)：用于數(shù)字圖像基本處理的函數(shù)：imread;imshow,imwriteA＝imread(filename,fmt)讀入圖像文件；imwrite(A,filename,fmt)輸出圖像；imshow(I,n)圖像顯示。一、教學(xué)目的通過本教學(xué)使學(xué)生掌握使用MATLAB進(jìn)行數(shù)字圖像處理的基本語句。二、教學(xué)方法教學(xué)方法：采用講解、編程實(shí)踐和答疑相結(jié)合。2灰度圖像增強(qiáng)本教學(xué)是基于數(shù)字圖像處理課程中的圖像變換和增強(qiáng)理論來設(shè)計(jì)的。本教學(xué)的準(zhǔn)備知識(shí)：空域圖像增強(qiáng)方法。重點(diǎn)如下：1、直方圖和直方圖均衡：畫圖像的直方圖命令，imhist(A)直方圖均衡命令，Aeq＝histeq（A）2、基本灰度變換3、空域?yàn)V波技術(shù)：添加噪聲命令：imnoise中值濾波技術(shù)，均值濾波技術(shù)一、教學(xué)目的通過本教學(xué)使學(xué)生掌握使用MATLAB進(jìn)行二維傅里葉變換的方法，加深對(duì)二維傅里葉變換的理解和圖像頻譜的理解。二、教學(xué)方法教學(xué)方法：采用講解、編程實(shí)踐和答疑相結(jié)合。3二維傅里葉變換和頻域增強(qiáng)本教學(xué)是基于數(shù)字圖像處理課程中的二維傅里葉變換理論來設(shè)計(jì)的。本教學(xué)的準(zhǔn)備知識(shí)：第四章頻域圖像增強(qiáng)中的一維傅里葉變換和二維傅里葉變換，頻域圖像增強(qiáng)的步驟，頻域?yàn)V波器。教學(xué)用到的基本函數(shù)：一維傅里葉變換函數(shù)：fft,一維傅里葉反變換函數(shù)：ifft頻譜搬移函數(shù)：fftshift二維傅里葉變換函數(shù)：fft2二維傅里葉反變換函數(shù)：ifft2繪圖函數(shù)：imshow，mesh一、教學(xué)目的通過本教學(xué)使學(xué)生掌握使用MATLAB進(jìn)行二維傅里葉變換的方法，加深對(duì)二維傅里葉變換的理解和圖像頻譜的理解。二、教學(xué)方法教學(xué)方法：采用講解、編程實(shí)踐和答疑相結(jié)合。4彩色圖像處理本教學(xué)是基于數(shù)字圖像處理課程中的彩色圖像處理理論來設(shè)計(jì)的。本教學(xué)的準(zhǔn)備知識(shí)：第六章彩色圖像處理中的彩色空間，彩色圖像處理方法。重點(diǎn)如下：彩色空間及其相互轉(zhuǎn)換：RGB空間CMY空間HIS空間2、彩色空間中各圖像分量的演示和意義，關(guān)鍵命令：f=imread(‘C:\...\lena_color.tif’,‘TIF’);顯示：imshow紅色圖像分量：f(:,:,1)綠色圖像分量：f(:,:,2)藍(lán)色圖像分量：f(:,:,3)3、彩色圖像消噪添加噪聲命令：imnoise中值濾波技術(shù)，均值濾波技術(shù)一、教學(xué)目的通過本教學(xué)使學(xué)生掌握使用MATLAB進(jìn)行彩色圖像處理的方法，加深對(duì)彩色空間和彩色圖像的理解。二、教學(xué)方法教學(xué)方法：采用講解、編程實(shí)踐和答疑相結(jié)合。5圖像邊緣檢測(cè)本教學(xué)是基于數(shù)字圖像處理課程中的圖像分割理論來設(shè)計(jì)的。本教學(xué)的準(zhǔn)備知識(shí)：空域圖像增強(qiáng)，圖像分割中關(guān)于圖像銳化和邊緣檢測(cè)的方法。重點(diǎn)如下：圖像銳化的意義，其中的關(guān)鍵算子有：Prewitt算子Sobel算子LoG算子圖像分割的意義，其中的關(guān)鍵算子：prewitt算子，sobel算子圖像邊緣檢測(cè)技術(shù)一、教學(xué)目的通過本教學(xué)使學(xué)生掌握?qǐng)D像邊緣檢測(cè)的基本方法，加深對(duì)圖像分割的理解。二、教學(xué)方法教學(xué)方法：采用講解、編程實(shí)踐和答疑相結(jié)合。五、課程學(xué)時(shí)分配講次授課章節(jié)內(nèi)容學(xué)時(shí)分配講課設(shè)計(jì)其他116216316416526注：教學(xué)課由教學(xué)教師負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)安排時(shí)間，原則上安排在課堂教學(xué)結(jié)束后、考試之前一周以上完成。七、課程考核與成績(jī)?cè)u(píng)定7.1考核方式考核環(huán)節(jié)包括課程學(xué)習(xí)過程考核和期末考試，其中課程過程考核占總成績(jī)的40%，分別由課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)、教學(xué)情況進(jìn)行評(píng)定；期末考試成績(jī)占總成績(jī)的60%。各環(huán)節(jié)的比重如下?？己谁h(huán)節(jié)比重合計(jì)過程考核（平時(shí)成績(jī)）課堂表現(xiàn)20%40%作業(yè)20%期末成績(jī)期末測(cè)試60%60%總計(jì)100%100%7.2考核內(nèi)容及要求本課程為考查課?？己藘?nèi)容及分值分配如下。（5）不能獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)，不及格處理。302,3八、課程評(píng)價(jià)與持續(xù)改進(jìn)8.1課程評(píng)價(jià)課程評(píng)價(jià)周期定為每1年評(píng)價(jià)一次。設(shè)置達(dá)成情況目標(biāo)值，采用成績(jī)分析法進(jìn)行評(píng)價(jià)。課程達(dá)成評(píng)價(jià)根據(jù)專業(yè)課程達(dá)成評(píng)價(jià)方法進(jìn)行計(jì)算，評(píng)價(jià)結(jié)果用于持續(xù)改進(jìn)。負(fù)責(zé)人組織教師實(shí)施課程評(píng)價(jià)，制定持續(xù)改進(jìn)措施，監(jiān)督持續(xù)改進(jìn)過程。課程負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)撰寫課程考核總結(jié)報(bào)告，實(shí)施課程評(píng)價(jià)持續(xù)改進(jìn)。8.2持續(xù)改進(jìn)1）日常教學(xué)：根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況，教師采取座談會(huì)、與學(xué)生單獨(dú)交流，及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法、進(jìn)度，做出教學(xué)改進(jìn)。2）課堂質(zhì)疑或短時(shí)間交流討論：對(duì)課堂質(zhì)疑或討論的效果進(jìn)行分析，提出課程持續(xù)改進(jìn)意見，用于本課持續(xù)改進(jìn)。3）期末分析總結(jié)：根據(jù)課程目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)課程達(dá)成評(píng)價(jià)，撰寫課程總結(jié)報(bào)告，提出課程持續(xù)改進(jìn)意見，用于本課程持續(xù)改進(jìn)。九、課程教材及主要參考書