1、潍坊学院数字图像处理课程教学大纲适用专业：数字媒体技术；总学时：54 学时；学分：2.5 学分一、说明1、本课程的目的、任务本课程是数字媒体技术专业的一门专业必修课，目的是使学生牢固掌握数字图像处理的基本原理和基本分析方法。培养和增强学生创新意识和创新思维，提高实际动手能力和创新能力，为学生进一步学习图像理解、虚拟现实等专业课程奠定基础。学完本课程学生应该能结合 MATLAB 图像处理工具箱，使用 C、VC 等语言编程解决实际问题。主要内容有：数字图像的获取、显示、存储等基本技术，图像变换、压缩编码、增强、复原、分割、分类、描述和图像知识表示等基本原理。通过例题的实际运作和实验练习，为今后从事
2、数字图像信息处理工作奠定坚实的理论基础。2、本课程的教学要求通过本课程的学习，应使学生达到以下要求：在掌握图像处理基本内容的基础上，进一步掌握图像处理的各种课题，包括正交变换、几何变换、增强、恢复、分割、重建、压缩、二值图像处理、形态学处理、运动图像分析及应用等。同时，要求应用此原理在微机上实现图像处理的软件设计与编程实现。教学思路：教学方法主要采用多媒体教学手段，并与实验教学相结合。根据各章节内容的特点因章节施教，启发式教学贯穿始终。本课程实践性较强，要求教师在教学过程中要注意课堂教学与实验教学的充分统一。10 学时的实验既有验证性实验又有设计性实验，通过实验加深学生对数字图像处理原理及技术
3、的真正理解，并熟练掌握相关知识。二、课程内容及课时分配第一章 数字图像处理导论（2 学时）1、教学内容（1）数字图像处理概念；（2）数字图像处理的内容及与其他相关学科关系；（3）数字图像处理系统构成；（4）数字图像处理特点及应用。2、教学要求（1）掌握数字图像处理基本概念；（2）掌握图像处理系统构成；（3）了解数字图像处理特点及应用。第二章 数字图像处理基础（4 学时）1、教学内容（1）人眼的视觉原理；（2）图像数字化；（3）数字图像数据结构与文件格式；（4）图像灰度直方图；（5）图像特征与噪声。2、教学要求（1）了解人眼中图像形成的原理、视觉亮度范围和分辨率、视觉适应性和对比灵敏度、视觉错觉
4、；（2）掌握图像数字化过程、采样及量化与数字化图像间的关系；（3）掌握数字图像数据结构与常用文件格式；（4）掌握图像灰度直方图概念、性质及应用；（5）了解图像特征提取与特征空间、图像噪声相关概念。第三章 图像变换（4 学时）1、教学内容（1）图像变换概述；（2）傅立叶变换；（3）其它常用可分离图像变换；（4）多尺度几何分析。2、教学要求（1）掌握图像变换的有关概念；（2）熟练掌握连续傅立叶变换、离散傅立叶变换和二维离散傅立叶变换的性质；（3）了解沃尔什变换、哈达玛变换、离散余弦变换、小波变换等常用可分离图像变换； （4）了解图像多尺度几何分析。第四章 图像增强（6 学时）1、教学内容（1）图像
5、增强的点运算；（2）图像的空间域平滑；（3）空间域锐化；（4）频率域增强；（5）图像的彩色增强；（6）图像代数运算。2、教学要求（1）掌握图像灰度级校正、灰度变换、直方图修正及图像的局部统计法；（2）熟练掌握图像空间域平滑的原理及方法；（3）熟练掌握图像空间域锐化的原理及方法；（4）熟练掌握图像频率域平滑、频率域锐化及同态滤波增强；（5）掌握图像的伪彩色增强和彩色图像增强技术；（6）掌握图像加、减、乘、除代数运算。第五章 图像复原与重建（4 学时）1、教学内容（1）图像恢复概述及退化模型；（2）代数恢复方法；（3）频率域恢复方法；（4）几何校正；（5）图像重建。2、教学要求（1）掌握图像恢复的
6、有关概念和图像退化的数学模型；（2）了解图像退化的无约束复原和有约束恢复；（3）了解图像退化的频率域恢复方法；（4）掌握图像几何校正的空间坐标变换和像素灰度内插方法。（5）了解计算机断层扫描的二维重建和三维形状的复原。第六章 图像压缩与编码（4 学时）1、教学内容（1）图像编码概述；（2）图像保真度准则；（3）图像统计编码方法；（4）预测编码方法；（5）变换编码方法；（6）图像编码的国际标准简介。2、教学要求（1）了解图像压缩编码的基本原理和分类；（2）掌握图像主观保真度准则和客观保真度准则；（3）掌握图像冗余度和编码效率计算方法及常用的霍夫曼、费诺-香农、算术、行程等统计编码方法；（4）掌握
7、线性预测和非线性预测编码方法；（5）了解图像正交变换编码方法；（6）了解图像编码的国际标准。第七章 图像分割（6 学时）1、教学内容（1）图像分割概述；（2）边缘检测与跟踪；（3）门限化分割法；（4）区域分割法。（5）区域生长。（6）分裂合并法。2、教学要求（1）熟悉图像分割的基本原理；（2）掌握常用的边缘检测算子及边缘跟踪方法；（3）掌握门限化分割法；（4）掌握区域分割法。（5）掌握区域生长方法。（6）掌握分裂合并法。第八章 二值化处理与形状分析（6 学时）1、教学内容（1）二值图像的连接性和距离；（2）连接成分的变形处理；（3）形状特征提取与分析；（4）关系描述。2、教学要求（1）掌握二值
8、图像的连接性和距离有关概念；（2）掌握连接成分的标记和常用的变形处理；（3）掌握区域内部形状和外部形状的特征提取与分析；（4）了解关系描述中常用的字符串描述和树结构描述方法。第九章 影像纹理分析（2 学时）1、教学内容（1）直方图分析法；（2）Laws 纹理能量测量法；（3）自相关函数分析法；（4）灰度共生矩阵分析法；（5）马尔可夫随机场分析法；（6）分形分析法；2、教学要求（1）掌握直方图分析法；（2）了解 Laws 纹理能量测量法；（3）了解自相关函数分析法；（4）掌握灰度共生矩阵分析法；（5）了解马尔可夫随机场分析法；（6）了解分形分析法；第十章 模板匹配与模式识别技术（2 学时）1、教
9、学内容（1）模板匹配；（2）统计模式识别；（3）结构模式识别法；（4）人工神经网络识别法。2、教学要求（1）掌握模板匹配方法；（2）了解统计模式识别；（3）了解结构模式识别法；（4）了解人工神经网络识别法。第十一章 数字图像处理的应用（2 学时）1、教学内容（1）指纹识别系统；（2）人脸识别技术；（3）OCR 文字识别技术；（4）运动图像分析。2、教学要求（1）了解指纹识别系统；（2）了解人脸识别技术；（3）了解 OCR 文字识别技术；（4）了解运动图像分析。三、推荐教材及参考书目1数字图像处理 （第二版）贾永红著，武汉大学出版社，20102图象工程（上） -图象处理与分析 章毓晋 主编，清华大学出版社 1999 3数学图像处理学 （第二版）阮秋绮 主编，电子工业出版社 2008 4数学图像处理学 （第二版）阮秋绮 阮宇智 等译，电子工业出版社 2007 5数字图象处理及应用 刘禾 主编，中国电力出版社 2006四、各章讲授参考学时序号 教 学 内 容 理论学时 实验学时1 数字图像处理导论 22 数字图像处理基础 4 23 图像变换 4 24 图像增强 6 25 图像复原与重建 46 图像压缩与编码 47 图像分割 6 28 二值化处理与形状分析 6 29 影像纹理分析 410 模板匹配与模式识别技术 211 数字图像处理的应用 2合 计 44 10
