《数字图像处理》教学大纲 课程性质 专业选修课 课程编号 xx882038课程名称 数字图像处理 适用专业 电子信息科学与技术、电子信息工程 先修课程 信号与系统，数字信号处理，线性代数 总学时■ 48 其中理论40学时，实验8学时学分数3 一、课程简介 数字图像处理具有自身的体系，是实践性很强的课程。本课程的任务是使学生获得 数字图像处理技术方面的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生智能化检测与控制 中应用问题的初步能力，为以后在计算机视觉、模式识别等领域从事研究与开发打下扎 实的基础。 学习该课程之前应先修信号与系统，数字信号处理，线性代数等。 二、课程教学目标 通过数字图像处理课程的学习，学生应实现如下目标： 知识目标： 1.了解：图像处理技术的分类和特点；数字图像处理的硬件设备；数字图像处理的 应用及发展动向：连续图像的数字化描述：图像输入输出设备：图像退化原因与复原技 术分类等。 2.掌握：基本的概念如像素等：数字图像及图像处理的基本任务目的与特点：图像 增强算法：图像平滑技术；图像锐化技术：图像分割算法：边缘检测算法；形态学图像 处理：特征选择与描述：纹理分析：图像编码：图像频率变换。 能力目标： 1.掌握数字图像处理的基础理论和基本知识； 2.具有系统工程思想和较强的逻辑思维能力以及分析问题、解决问题的能力： 3.具有综合运用科学理论和工程技术知识、分析解决工程问题的基本能力。 三、课程教学基本要求 1.学习该课程之前学生先修信号与系统、数字信号处理和线性代数等课程： 2.在学习该课程的过程中，要求同学们用C+、MATLAB和Python等编程语言实现 各种算法，理论和实践相结合加深对算法的理解和应用；
1 《数字图像处理》教学大纲 课程性质 专业选修课 课程编号 xx882038 课程名称 数字图像处理 适用专业 电子信息科学与技术、电子信息工程 先修课程 信号与系统，数字信号处理，线性代数 总学时 48 其中理论 40 学时，实验 8 学时 学分数 3 一、课程简介 数字图像处理具有自身的体系，是实践性很强的课程。本课程的任务是使学生获得 数字图像处理技术方面的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生智能化检测与控制 中应用问题的初步能力，为以后在计算机视觉、模式识别等领域从事研究与开发打下扎 实的基础。 学习该课程之前应先修信号与系统，数字信号处理，线性代数等。 二、课程教学目标 通过数字图像处理课程的学习，学生应实现如下目标： 知识目标： 1.了解：图像处理技术的分类和特点；数字图像处理的硬件设备；数字图像处理的 应用及发展动向；连续图像的数字化描述；图像输入输出设备；图像退化原因与复原技 术分类等。 2.掌握：基本的概念如像素等；数字图像及图像处理的基本任务目的与特点；图像 增强算法；图像平滑技术；图像锐化技术；图像分割算法；边缘检测算法；形态学图像 处理；特征选择与描述；纹理分析；图像编码；图像频率变换。 能力目标： 1.掌握数字图像处理的基础理论和基本知识； 2.具有系统工程思想和较强的逻辑思维能力以及分析问题、解决问题的能力； 3.具有综合运用科学理论和工程技术知识、分析解决工程问题的基本能力。 三、课程教学基本要求 1.学习该课程之前学生先修信号与系统、数字信号处理和线性代数等课程； 2.在学习该课程的过程中，要求同学们用 C++、MATLAB 和 Python 等编程语言实现 各种算法，理论和实践相结合加深对算法的理解和应用；
3.通过该课程的学习，正确掌握图像处理中各算法的使用方法，并具备能够根据实 际应用环境对相应算法进行改进的能力。 四、课程教学模块与学时分配 1.理论教学部分 序号 教学模块 知识点 学时 数字图像了解：数字图像处理的发展简史，应用与发展趋势。 处理技术 理解：图像处理的特征，图像的格式。 介绍 掌握：图像的表达，图像数字化。 了解：图像增强的目和意义。 图像增强 理解：同态滤波方法，伪彩色与假彩色增强方法 掌握：直方图增加方法原理，灰度变换方法原理 了解：图像噪声的性质和描述；图像平滑的目的。 理解：低通滤波、均值滤波、中值滤波、自适应滤 3 图像平滑 波的在图像平滑中的应用。 掌握：低通滤波、均值滤波、中值滤波、自适应滤 波的基本原理 了解：图像锐化的作用。 图像锐化 理解：锐化图像表示方法。 2 掌握：高通滤波算法和微分法的原理及应用研究。 了解：图像分割定义和技术分类。 理解：阔值化图像分割方法 图像分割 4 掌握：区域生长和分裂合并图像分割方法原理及其 应用。 了解：图像边缘的灰度变换模型。 理解：图像边缘及检测原理 6 边缘检测 掌握：基于微分的边缘检测方法原理，基于模板匹 4 配的边缘检测方法原理，基于Hough变换的边缘检 测方法原理
2 3.通过该课程的学习，正确掌握图像处理中各算法的使用方法，并具备能够根据实 际应用环境对相应算法进行改进的能力。 四、课程教学模块与学时分配 1.理论教学部分 序号 教学模块 知识点 学时 1 数 字 图 像 处理技术 介绍 了解：数字图像处理的发展简史，应用与发展趋势。 理解：图像处理的特征，图像的格式。 掌握：图像的表达，图像数字化。 2 2 图像增强 了解：图像增强的目和意义。 理解：同态滤波方法，伪彩色与假彩色增强方法。 掌握：直方图增加方法原理，灰度变换方法原理。 4 3 图像平滑 了解：图像噪声的性质和描述；图像平滑的目的。 理解：低通滤波、均值滤波、中值滤波、自适应滤 波的在图像平滑中的应用。 掌握：低通滤波、均值滤波、中值滤波、自适应滤 波的基本原理 4 4 图像锐化 了解：图像锐化的作用。 理解：锐化图像表示方法。 掌握：高通滤波算法和微分法的原理及应用研究。 2 5 图像分割 了解：图像分割定义和技术分类。 理解：阈值化图像分割方法 掌握：区域生长和分裂合并图像分割方法原理及其 应用。 4 6 边缘检测 了解：图像边缘的灰度变换模型。 理解：图像边缘及检测原理 掌握：基于微分的边缘检测方法原理，基于模板匹 配的边缘检测方法原理，基于 Hough 变换的边缘检 测方法原理。 4
了解：特征的分类，特征选择的意义。 特征选择 理解：近邻、前景、背景、连通性等基本概念 4 和描述 掌握：特征描述的参数设置、特征区城标记方法的 原理，基于特征参数提取物体等应用。 了解：图像纹理的定义，属性。 理解：Markov随机场、小波变换法的原理 纹理分析 4 掌握：灰度分布统计、灰度共生矩阵、自相关函数 傅里叶变换等纹理分析方法的原理和应用。 了解：图像变换在图像处理中的作用。 图像变换 理解：各种变换在图像处理中的应用。 4 掌握：DFT、DCT、DHT、K-L、小波变换的基本原理 了解：彩色图像的三基色原理。 彩色图像 理解：彩色图像的颜色空问的表示及转换。 10 处理 掌握：彩色图像处理的基本技术如量化、抖动、假 彩色处理、增强等。 了解：了解图像压缩编码标准如JPEG等，图像退 化原因与复原技术分类。 图像编码 11 与复原 理解：编码压缩的基本概念及原因、分类等。 4 掌握：各种编码方法如统计编码、预测、变换编码 等，了解新型的编码方法，基本的复原方法。 了解：形态学基本概念。 形态学图理解：形态学的基本运算与原理。 12 2 像处理 掌握：形态学在图像分割和图像预处理等图像处理 中的应用，彩色形态学的基本方法与应用。 2.实践教学部分 实验 实验项目名称 内容摘要 实验类型 开出要求 号 学时 1图像增强与平 掌握直方图调整法在图2 设计性 必做
3 7 特 征 选 择 和描述 了解：特征的分类，特征选择的意义。 理解：近邻、前景、背景、连通性等基本概念 掌握：特征描述的参数设置、特征区域标记方法的 原理，基于特征参数提取物体等应用。 4 8 纹理分析 了解：图像纹理的定义，属性。 理解：Markov 随机场、小波变换法的原理 掌握：灰度分布统计、灰度共生矩阵、自相关函数、 傅里叶变换等纹理分析方法的原理和应用。 4 9 图像变换 了解：图像变换在图像处理中的作用。 理解：各种变换在图像处理中的应用。 掌握：DFT、DCT、DHT、K-L、小波变换的基本原理 4 10 彩 色 图 像 处理 了解：彩色图像的三基色原理。 理解：彩色图像的颜色空间的表示及转换。 掌握：彩色图像处理的基本技术如量化、抖动、假 彩色处理、增强等。 2 11 图 像 编 码 与复原 了解：了解图像压缩编码标准如 JPEG 等，图像退 化原因与复原技术分类。 理解：编码压缩的基本概念及原因、分类等。 掌握：各种编码方法如统计编码、预测、变换编码 等，了解新型的编码方法，基本的复原方法。 4 12 形 态 学 图 像处理 了解：形态学基本概念。 理解：形态学的基本运算与原理。 掌握：形态学在图像分割和图像预处理等图像处理 中的应用，彩色形态学的基本方法与应用。 2 2.实践教学部分 序 号 实验项目名称 内容摘要 实验 学时 实验类型 开出要求 1 图像增强与平 掌握直方图调整法在图 2 设计性 必做
像增强中的应用，各种滤 波器在图像平滑中的应 用，算法的编程实现。 掌握图像微分锐化法的 图像锐化 设计性 必做 原理，算法的编程实现。 阶和二阶微分算子、 图像边缘检测 SUSAN检测算子的原理及2 设计性 必做 编程实现。 低通滤波器、同态滤波器 图像频域变换 设计性 必做 的设计及实现。 2 五、教学方法与策略 数字图像处理教学以课堂讲授为主，对重点模块（要求熟练掌握部分），可以进行 课堂教学、讨论、测试相结合的方法进行教学；课后应该布置相应的作业，对作业中存 在的问题，应该在课堂上进行相应的讲解。 六、学生学习成效考核方式 考核环节构成 占总成绩 评分依据 (均为100分制》 的比重 期末考试 闭卷。题型：填空题20分，判断题30分，算法分析50% 30分，程序编写20分。 考勤 旷课一次扣5分 20% 作业 缺交一次作业扣20分 10% 实验成绩 4次实验，每次25分，酌情给分 20% 七、选用教材 孙明主编.数字图像处理与分析基础-MATLAB和VC+实现（第五版）·北京：电子工 业出版社，2013. 八、参考资料 (1)章毓晋.图像处理和分析教程.人民邮电出版社，2009 (2)胡学龙.数字图像处理.电子工业出版社，2006 (3)左飞.数字图像处理：原理与实践(MATLAB版).电子工业出版社，2014
4 滑 像增强中的应用，各种滤 波器在图像平滑中的应 用，算法的编程实现。 2 图像锐化 掌握图像微分锐化法的 原理，算法的编程实现。 2 设计性 必做 3 图像边缘检测 一阶和二阶微分算子、 SUSAN 检测算子的原理及 编程实现。 2 设计性 必做 4 图像频域变换 低通滤波器、同态滤波器 的设计及实现。 2 设计性 必做 五、教学方法与策略 数字图像处理教学以课堂讲授为主，对重点模块（要求熟练掌握部分），可以进行 课堂教学、讨论、测试相结合的方法进行教学；课后应该布置相应的作业，对作业中存 在的问题，应该在课堂上进行相应的讲解。 六、学生学习成效考核方式 七、选用教材 孙明主编.数字图像处理与分析基础-MATLAB 和 VC++实现（第五版）.北京：电子工 业出版社,2013. 八、参考资料 （1）章毓晋.图像处理和分析教程.人民邮电出版社，2009 （2）胡学龙.数字图像处理.电子工业出版社，2006 （3）左飞.数字图像处理：原理与实践（MATLAB 版）.电子工业出版社，2014 考核环节构成 （均为 100 分制） 评分依据 占总成绩 的比重 期末考试 闭卷。题型：填空题 20 分，判断题 30 分，算法分析 30 分，程序编写 20 分。 50% 考勤 旷课一次扣 5 分 20% 作业 缺交一次作业扣 20 分 10% 实验成绩 4 次实验，每次 25 分，酌情给分 20%
(4)阮秋琦.数字图像处理（第3版)，电子工业出版社，2011 (5)阮秋琦.数字图像处理(MATLAB版)（第2版）.电子工业出版社，2014 教学参考资源包括教学指导书、参考书、案例集、习题集、网络学习资源、相关学术刊 物等。 大纲起草人：余胜 大钢审核人：李铭华 大纲批准人：谢四莲 日期：2017年7月10日
5 （4）阮秋琦.数字图像处理（第 3 版）. 电子工业出版社，2011 （5）阮秋琦.数字图像处理（MATLAB 版）（第 2 版）.电子工业出版社，2014 教学参考资源包括教学指导书、参考书、案例集、习题集、网络学习资源、相关学术刊 物等。 大纲起草人： 余 胜 大纲审核人： 李铭华 大纲批准人： 谢四莲 日期：2017 年 7 月 10 日