《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32理論學(xué)時24實驗/實踐學(xué)時8課程類別專業(yè)課課程性質(zhì)任選先修課程數(shù)字信號處理、信號與系統(tǒng)適用專業(yè)通信工程開課學(xué)院信息工程學(xué)院一、課程地位與課程目標（一）課程地位數(shù)字圖像處理是通信工程專業(yè)方向一門專業(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)、機器人視覺、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)、計算機技術(shù)和數(shù)字信號處理技術(shù)的有機結(jié)合。本課程采用數(shù)字信號處理、信息論與編碼、計算機編程、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、人工智能等知識，介紹數(shù)字圖像的表示、變換、增強、除噪、稅化、分割、匹配、識別與編碼等技術(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)機器視覺等中的應(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，了解通信工程專業(yè)的前沿理論與發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，以及具備信號獲取與處理設(shè)計與實施工程實驗的能力，并能夠?qū)嶒灲Y(jié)果進行分析。為電子信息類相關(guān)專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后，從事智能交通、智能視頻監(jiān)控、工業(yè)機器視覺、機器人視覺等應(yīng)用行業(yè)打下堅實基礎(chǔ)。課程目標該課程應(yīng)達到的預(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圖像文件格式標準與圖像編程的基本方法。。2、ILO-2.掌握圖像的表示、變換、增強、除噪、稅化、分割、匹配、識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檢測、圖像識別、圖像超分辨力等中的最新應(yīng)用，具備查找跟蹤學(xué)習(xí)圖像目標檢測、圖像識別、圖像超分辨力的最新學(xué)術(shù)成果的能力。（三）思政教育目標通過數(shù)字圖像處理的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生團結(jié)合作、熱愛國家的情懷，提高國家自主創(chuàng)新能力和反專利壟斷的社會責任感，對國家集中分配等相關(guān)制度方面的文化自信，崇尚國家和企業(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、課程目標達成的途徑與方法主要以課堂教學(xué)為主，結(jié)合期末測試、作業(yè)和實驗等途徑和方法來達成。具體每個課程目標的達成途徑與方法見下表所示。課程目標達成途徑ILO-1課堂教學(xué)、課后作業(yè)ILO-2課堂教學(xué)、課后作業(yè)、實驗指導(dǎo)、驗收、實驗報告ILO-3課堂教學(xué)、課后作業(yè)、實驗指導(dǎo)、驗收、實驗報告三、課程目標與相關(guān)畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系課程目標課程目標對畢業(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；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)了解視覺基本概念；理解圖像取樣及圖像量化；掌握圖像輸入與系統(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－哈達碼變換。4、圖像增強掌握空間域單點增強、空間域圖像平滑、空間域圖像銳化、頻率域增強處理及彩色技術(shù)。5、圖像分割掌握圖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)測編碼、正交變換編碼、統(tǒng)計編碼、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)時安排章節(jié)號教學(xué)內(nèi)容學(xué)時數(shù)學(xué)生任務(wù)對應(yīng)課程目標1緒論2課程目標12圖像采集與系統(tǒng)2作業(yè)2.1,2.2課程目標13圖像變換3作業(yè)3.13.3課程目標24圖像增強6（包括實驗2學(xué)時）課程目標25圖像分割8（包括實驗4學(xué)時）作業(yè)5.15.35.4課程目標2課程目標26圖像編碼與壓縮4作業(yè)6.16.2課程目標37數(shù)字圖像處理應(yīng)用7（包括實驗2學(xué)時）作業(yè)7.2課程目標3實踐環(huán)節(jié)及基本要求序號實驗項目名稱學(xué)時基本要求學(xué)生任務(wù)實驗性質(zhì)實驗類別1圖像讀取與顯示matlab編程2學(xué)會圖像讀取與顯示等matlab編程基本方法編程實現(xiàn)圖像顯示功能驗證性二選一2圖像灰度增強2學(xué)會圖像灰度增強的matlab編程基本方法編程實現(xiàn)圖像增強設(shè)計性3圖像分割matlab編程3學(xué)會圖像分割等matlab編程基本方法編程實現(xiàn)圖像分割功能設(shè)計性二選一4圖像邊緣提取matlab編程3學(xué)會圖像邊緣提取等matlab編程基本方法編程實現(xiàn)圖像邊緣提取功能驗證性5二值圖像處理matlab編程3學(xué)會視頻目標檢測matlab編程基本方法編程實現(xiàn)二值圖像處理功能設(shè)計性二選一6圖像去噪的matlab編程3學(xué)會圖像去噪的matlab編程的基本方法編程實現(xiàn)圖像噪聲去除設(shè)計性注：1.實驗性質(zhì)指演示性、驗證性、設(shè)計性、綜合性等；2.實驗類別指必做、選做等?？己朔绞郊俺煽冊u定考核內(nèi)容考核方式評定標準（依據(jù)）占總成績比例考核與課程目標對應(yīng)關(guān)系過程考核含到課率、課堂討論發(fā)言、平時作業(yè)等點名記錄討論發(fā)言記錄作業(yè)批改成績15%ILO-1~ILO-3實驗考核操作及實驗報告操作成績報告批改成績25%ILO-1~ILO-3期末考核開卷卷面成績60%ILO-1~ILO-3考核類別考查成績登記方式百分制八、課程目標達成度評價方法課程目標權(quán)重成績評定ILO-1平時0.3相應(yīng)平時成績平均分A1期末測試0.7相應(yīng)期末考試平均分B1ILO-1達成度=0.3*A1+0.7*B1ILO-2平時0.15相應(yīng)平時成績平均分分A2實驗一、二0.25相應(yīng)實驗成績平均分B2期末測試0.6相應(yīng)期末考試平均分C2ILO-2達成度=0.15*A2+0.25*B2+0.6*C2ILO-3平時0.15相應(yīng)平時成績平均分A3實驗三0.25相應(yīng)實驗成績平均分B3期末測試0.6相應(yīng)期末考試平均分C3ILO-3達成度=0.15*A3+0.25*B3+0.6*C3九、推薦教材與主要參考書（一）推薦教材：1、朱虹編著編