《数字图像处理：Matlab算法设计与解译》-教学大纲、授课计划.pdf

《数字图像处理》课程教学大纲

Digitalimageprocessing

一、教学目标及教学要求

数字图像处理课程是智能科学与技术、数字媒体技术、通信工程、光电信息

科学与工程、遥感科学与技术、探测制导与控制技术等专业的专业必修课。主要

目标及要求是通过该课程的学习，使学生初步掌握数字图像处理的基本概念、基

本原理、基本技术和基本处理方法，了解数字图像的获取、存储、传输、显示等

方面的方法、技术及应用，为学习相关的数字媒体、视频媒体和机器视觉等课程，

以及今后从事数字媒体、视频媒体、图像传输、图像识别、图像感知和计算机视

觉等领域的技术研究与系统开发打下坚实的理论与技术基础。

二、本课程的重点和难点

（一）课程教学重点

教学重点内容包括：图像的表示，图像基本运算方法，图像直方图和直方图

均衡，基于均值与中值滤波的图像平滑方法，基于空间锐化滤波的图像增强方法，

图像的傅里叶频谱及其特性分析，图像编码模型、霍夫曼编码和变换编码，基于

图像边缘及阈值的图像分割方法，图像的边缘特征及其检测方法，彩色模型与彩

色图像变换，二值形态学图像腐蚀运算和膨胀运算。

（二）课程教学难点

教学难点包括：直方图均衡，二维离散傅里叶变换的若干重要性质、图像的

傅里叶频谱及其特性分析，变换编码，图像的纹理特征及其描述和提取方法，图

像目标描述，Matlab图像处理算法编程。

三、主要实践性教学环节及要求

本课程的实验及实践性环节要求使用Matlab软件平台，编写程序实现相关

的数字图像处理算法及功能，并进行实验验证。课程实验与实践共10学时，分

别为：

实验一：图像基本运算实验（2学时）。

实验二：图像均值滤波去噪实验（2学时）。

实验三：图像中值滤波去噪实验（2学时）。

实验四：图像边缘检测实验（2学时）。

相关图像处理算法的课堂演示验证（2学时）。

要求每个学生在总结实验准备、实验过程和收获体会的基础上，写出实验报

告。

四、采用的教学手段和方法

利用多媒体课件梳理课程内容和讲授思路，合理运用启发式教学方式激发学

生的思考力，采用讨论式教学方式增强教学过程的互动效果，理论教授与应用实

例编程实践相结合，提高学生的分析和解决问题的能力。

五、教材与主要参考文献

（一）教材

[1]李俊山.数字图像处理：Matlab算法设计与解译，清华大学出版社，2023

年5月。

（二）主要参考文献

[1]李俊山.数字图像处理（第4版），清华大学出版社，2021年8月。

[2]冈萨雷斯著，阮秋琦译.《数字图像处理》（第三版），电子工业出版社，

2013年

六、考核形式与成绩计算

平时成绩（上课考勤、课堂表现、课程作业）占20%，课程实验占20%，

期末闭卷成绩占60%。

七、教学内容和学时分配

（一）第1章绪论（2学时）

内容要点：数字图像与数字图像处理；数字图像处理系统的组成；图像处理

技术研究的基本内容；图像处理技术的应用领域。

教学要求：了解图像处理技术研究的基本内容；数字图像处理系统的组成；

掌握数数字图像与数字图像处理的概念。

教学方法与手段：以课堂讲授为主，用实例说明。

重点、难点：重点内容包括为数字图像与数字图像处理。无难点内容。

（二）第2章数字图像处理基础（4学时）

内容要点：电磁波谱与可见光谱；人眼的亮度视觉特性；图像的表示；空间

分辨率和灰度级分辨率；像素间的关系；图像的显示；图像文件格式。

教学要求：了解电磁波谱与可见光谱和人眼的亮度视觉特性，理解图像文件

格式，掌握图像的表示、空间分辨率和灰度级分辨率、图像显示的相关概念和像

素间的基本关系。

教学方法与手段：以课堂讲授为主，运用启发使教学，用实例演示相关内容。

重点、难点：重点内容包括图像的表示、图像显示的相关概念和像素间的基

本关系。难点内容为空间分辨率和灰度级分辨率和图像文件格式。

（三）第3章数字图像的基本运算（4学时）

内容要点：灰度反转；对数变换；灰度直方图；图像的代数运算；图像的几

何运算。