《計算機圖像處理》教學(xué)大綱

《計算機圖像處理》教學(xué)大綱課程英文名ComputerImageProcessing課程代碼03M0045學(xué)分2.5總學(xué)時40理論學(xué)時26實驗/實踐學(xué)時14課程類別學(xué)科基礎(chǔ)課課程性質(zhì)選修先修課程高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、C語言程序設(shè)計、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計適用專業(yè)計算機科學(xué)與技術(shù)（合作辦學(xué)）開課學(xué)院信息工程學(xué)院一、課程地位與課程目標(biāo)（一）課程地位隨著微電子技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)字成像設(shè)備越來越普及，圖像信息的獲取更加便利。對圖像信息的有效處理和綜合應(yīng)用需求呈現(xiàn)爆發(fā)性增長。隨著技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字圖像處理已經(jīng)形成具有廣闊研究與應(yīng)用前景的學(xué)科，成為當(dāng)前視覺信息處理領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)。為了滿足不斷增長的實際應(yīng)用需求，培養(yǎng)學(xué)生分析與解決實際問題的素質(zhì)、強化編程能力，計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)開設(shè)《計算機圖像處理》課程作為主要的選修課程。（二）課程目標(biāo)課程目標(biāo)畢業(yè)要求目標(biāo)分類1.了解計算機圖像處理的基本概念與發(fā)展過程。掌握數(shù)字圖像處理的經(jīng)典技術(shù)，包括點運算、幾何變換、圖像增強、邊緣檢測、圖像編碼等方法。具備針對特定應(yīng)用領(lǐng)域，分析和應(yīng)用經(jīng)典算法，解決簡單問題的能力。具備問題分析能力記憶理解分析2.熟悉經(jīng)典算法的相關(guān)圖像函數(shù)，能夠綜合運用相關(guān)技術(shù)，分析實際問題，提出有效的設(shè)計/開發(fā)解決方案，并具備調(diào)試軟件錯誤的能力具備問題分析能力和設(shè)計/開發(fā)解決方法分析應(yīng)用3.培養(yǎng)良好的溝通和交流能力，能讀懂最新技術(shù)報告內(nèi)容。具備一定綜合研究、方法評價和一定程度的自學(xué)能力。具備設(shè)計/開發(fā)解決方法，綜合研究和自學(xué)能力分析應(yīng)用評價二、課程目標(biāo)達(dá)成的途徑與方法課程目標(biāo)教學(xué)環(huán)節(jié)對應(yīng)內(nèi)容課程目標(biāo)1課堂理論教學(xué)及作業(yè)1.發(fā)展簡史；2.點運算；3.幾何變換；4.圖像變換；5.圖像增強；5.邊緣檢測；6.圖像編碼；7.圖像函數(shù)庫課程目標(biāo)2課堂理論講授及實驗1.經(jīng)典算法及其函數(shù)講解分析；2.實驗具體內(nèi)容的編程調(diào)試課程目標(biāo)3實驗分組研討與自學(xué)1.通過實驗設(shè)計與實際編程，實現(xiàn)綜合能力培養(yǎng)與評價三、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）畢業(yè)要求1畢業(yè)要求2畢業(yè)要求…課程目標(biāo)1HLL課程目標(biāo)2HHM課程目標(biāo)3LLL四、課程主要內(nèi)容與基本要求1.概論 了解數(shù)字圖像處理的發(fā)展簡史；了解數(shù)字圖像處理的基本理論與技術(shù)；了解數(shù)字圖像處理的具體應(yīng)用領(lǐng)域。2.數(shù)字圖像處理基礎(chǔ) 掌握數(shù)字圖像處理的基本概念；了解數(shù)字圖像處理的研究內(nèi)容；了解數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的構(gòu)成；熟練掌握BMP文件的基本格式。圖像的點運算 熟練掌握圖像的灰度直方圖的概念；掌握灰度的線性變換、灰度的閾值變換、灰度的窗口變換、灰度拉伸等數(shù)字圖像處理技術(shù)。圖像的幾何變換掌握圖像的平移、圖像的鏡像變換、圖像的轉(zhuǎn)置、圖像的縮放、圖像的旋轉(zhuǎn)數(shù)字圖像處理技術(shù)。圖像的正交變換掌握正交變換的概念；掌握數(shù)字圖像處理中常用的頻域算法，如離散（二維）傅立葉變換；離散（二維）余弦變換；掌握常用正交變換的性質(zhì)。6.圖像的增強 理解鄰域概念；理解模板運算概念；掌握圖像的平滑(ImageSmoothing)、中值濾波（MedianFiltering）、圖像的銳化(ImageSharpening)等常用的數(shù)字圖像處理技術(shù)。7.圖像的邊緣檢測 理解邊緣檢測的基本概念；掌握常用的邊緣檢測算子，如Roberts算子、Prewitt算子、Sobel算子等8.圖像的壓縮編碼理解圖像的壓縮編碼的基本概念；熟練掌握哈夫曼編碼算法；了解其它常用的圖像壓縮編碼，如行程編碼、LZW編碼等。9.圖像處理算法函數(shù)庫*了解一種圖像處理算法函數(shù)庫（如Malab、OpenCV等）。五、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(biāo)1概論2討論課程目標(biāo)12數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)6(實驗2)討論課程目標(biāo)13圖像的點運算6(實驗2)作業(yè)+實驗課程目標(biāo)1課程目標(biāo)24圖像的幾何變換6(實驗2)作業(yè)+實驗課程目標(biāo)1課程目標(biāo)25圖像的正交變換4作業(yè)課程目標(biāo)16圖像的增強8(實驗4)作業(yè)+實驗課程目標(biāo)1課程目標(biāo)27圖像的邊緣檢測4(實驗2)作業(yè)+實驗課程目標(biāo)1課程目標(biāo)28圖像的壓縮編碼2作業(yè)課程目標(biāo)19圖像處理算法函數(shù)庫*2(實驗2)作業(yè)+實驗課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3六、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1BMP文件的存取2實現(xiàn)BMP文件的存取實現(xiàn)圖像存取驗證必做2圖像點運算2實現(xiàn)常用的圖像點運算實現(xiàn)圖像灰度和顏色變換驗證必做3圖像幾何變換2實現(xiàn)圖像幾何變換算法實現(xiàn)幾何變換驗證必做4圖像的平滑2實現(xiàn)圖像的平滑算法實現(xiàn)圖像平滑驗證必做5圖像的中值濾波2實現(xiàn)圖像的中值濾波算法實現(xiàn)圖像去噪綜合必做6圖像的邊緣檢測2實現(xiàn)圖像的邊緣檢測算法實現(xiàn)邊緣檢測綜合必做7圖像處理算法函數(shù)庫應(yīng)用2采用matlab或者opencv等函數(shù)庫實現(xiàn)至少一種圖像處理算法教師出題，編程算法功能綜合選做注：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。七、考核方式及成績評定考核內(nèi)容考核方式評定標(biāo)準(zhǔn)（依據(jù)）占總成績比例過程考核含到課率、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%實驗考核操作及實驗報告操作成績實驗報告批改成績25%期末考核指的是開卷、閉卷、論文、面試等卷面成績60%考核類別考查成績登記方式百分制八、推薦教材與主要參考書（一）推薦教材：（美）岡薩雷斯等著，阮秋琦等譯，《數(shù)字圖像處理》（第三版），電子工業(yè)出版社，2017年05月（二）主要參考書：1、孫燮華：《數(shù)字圖像處理——原理與