《數字圖像處理》課程教學大綱

數字圖像處理課程教學大綱（OPTICALIMAGEPROCESSING）學時數：32其中：實驗學時：0課外學時：0學分數：2適用專業(yè)：光信息科學與技術一、課程的性質、目的和任務《數字圖像處理》為光信息科學與技術專業(yè)學生學科基礎課，是一門理論性和實踐性很強的課程。本課程使學生掌握光學圖像處理的基本概念和相關的名詞及術語；了解光學圖像處理的發(fā)展特點、設計技巧和方法。通過本課程學習，使學生獲得光學圖像處理方面的基本理論、基本知識和基本技能，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，為后續(xù)課程學習打下良好基礎。二、課程教學的基本要求（一）掌握圖像處理的基本術語。（二）掌握數字圖像處理器的性能、類型和器件組成。（三）掌握直方圖的用途。（四）掌握點運算和直方圖。（五）掌握代數運算的方法。（六）掌握空間變換的方法。（七）掌握卷積的計算方法。（八）掌握傅里葉變換的性質。（九）掌握低通、帶通和帶阻濾波器原理及設計方法。（十）掌握線性濾波的數字實現。（十一）掌握基于特征向量的變換。（十二）掌握各種濾波器復原的原理。三、課程的教學內容、重點和難點第一章圖像及其數字處理重點：圖像處理的基本概念和方法。難點：圖像處理的基本概念、方法和實踐。第二章圖像數字化重點：數字圖像處理器的性能、類型和器件組成，各種數字成像設備和方法。難點：數字圖像處理器的性能、器件組成，各種數字成像設備和方法。第三章灰度直方圖重點：直方圖的用途和圖像的關系。難點：直方圖的用途和圖像的關系。第四章點運算。重點：點運算和直方圖及其應用。難點：教學重點是點運算和直方圖。第五章代數運算重點：代數運算和直方圖及其應用。難點：代數運算和直方圖。第六章幾何運算重點：灰度級插值、空間變換和幾何運算的應用。難點：灰度級插值、空間變換。第七章線性系統(tǒng)理論重點：線性系統(tǒng)的信號分析及卷積濾波等的應用方法。難點：調諧信號與復信號分析及卷積濾波。第八章傅里葉變換重點：傅里葉變換及其性質，二維傅里葉變換；相關和能量譜。難點：傅里葉變換及其性質。第九章濾波器設計主要內容:低通濾波器；帶通和帶阻濾波器；高頻增強濾波器；最優(yōu)線性濾波器設計；排序統(tǒng)計濾波器。重點：低通、帶通和帶阻濾波器的原理及最最優(yōu)線性濾波器的設計，排序統(tǒng)計濾波器。難點：低通、帶通和帶阻濾波器的原理及最最優(yōu)線性濾波器的設計。第十章采樣數據的處理重點：采樣和插值原理，頻譜的計算，混疊和截取的實現。難點：線性濾波的數字實現。第十一章離散圖像變換重點：基函數和基圖像，正弦型變換，方波型變換，基于特征向量的變換。難點：變換域濾波。第十二章小波變換重點：連續(xù)和離散的小波變換和小波級數展開的方法。難點：濾波級數的展開方法。第十三章光學和系統(tǒng)分析重點：教學重點是光學成像系統(tǒng)，由衍射效應限制的光學系統(tǒng)，成像系統(tǒng)的像差，成像系統(tǒng)的分辨率。難點：整個系統(tǒng)的分析。第十四章圖像復原重點：經典復原濾波器，線性代數復原，限制較少的復原。難點：超分辨率，系統(tǒng)辨識第十五章圖像壓縮重點：圖像的無損壓縮技術和圖像有損編碼。圖像的變換編碼，圖像的壓縮標準。難點：圖像的有損和無損壓縮的編碼方法。四、課程各教學環(huán)節(jié)要求本課程要利用CAI教室，使用計算機投影，邊講授邊操練，展示圖像處理的結果，加深對所學知識的理解和掌握。五、學時分配教學內容各教學環(huán)節(jié)學時分配作業(yè)題量備注章節(jié)主要內容講授實驗討論習題課外其它小計1光學圖像處理概述及發(fā)展112（1）圖像數字化的方法，（2）光度學及色度學原理。113直方圖在圖像處理中的作用114點運算的方法115代數運算的方法和應用116幾何運算的方法和應用117（1）線性系統(tǒng)的信號分析方法，（2）卷積。118（1）傅里葉變換的性質，（2）相關和能量譜，（2）二維傅里葉變換。229濾波器的設計方法及實現4410采樣數據的處理方法：離散和量化1111離散圖像變換2212小波變換6613（1）光學成像系統(tǒng)，（2）成像系統(tǒng)的像差，（3）衍射對成像質量的限制，（3）光學傳遞函數3314圖像復原的方法和實現3315圖像壓縮的方法和實現44合計3232六、課程與其它課程的聯系本課程的作業(yè)大部分要通過計算機完成，所以本課程應在學生學習一門語言后開設。和本課程所涉及的概念有關的課程還有光學、信息光學和信號處理，如果在這些課程之后開設本課程，學生容易掌握。七、教材與教學參考書（一）教材王橋.數字圖像處理.北京：科學出版社，2009。（二）教學參考書[1]吳國平主編.數字圖像處理原理.武漢：中國地質大學出版社，2007。[2]李在銘等編.數字圖像處