1023S05013-光电图像处理-2023版人才培养方案教学大纲.docxVIP

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ADDINCNKISM.UserStyle《光电图像处理》课程教学大纲

（理论课程·2023版）

一、课程基本信息

课程号

1023S05013

开课单位

物理科学与技术学院

课程名称

（中文）光电图像处理

（英文）Photoelectronicimageprocessing

课程性质

选修

考核类型

考查

课程学分

2

课程学时

34

课程类别

专业发展课程（专业拓展课）

先修课程

信号与系统、MATLAB数据处理与仿真、信息光学

适用专业（类）

光电信息科学与工程

二、课程描述及目标

（一）课程简介

光电图像处理已渗透到遥感技术、生物医学、天文、通信、气象、工业自动控制、国防及日常生活的各个领域。特别是21世纪，微电子及光电子产业的兴起发展，光电图像处理技术占有越来越重要的地位。《光电图像处理》课程属于光电信息科学与工程专业的专业拓展课，其作用和任务是使学生了解和掌握数字图像处理的基本概念、理论及方法，熟悉光电图像处理在遥感、航空航天、生物医学工程、光电探测、深空信息获取等领域的应用。同时了解光电图像处理的前沿技术，为从事光信息处理、图像分析与识别、光电探测与成像跟踪系统设计与研究，打下坚实的基础。

（二）教学目标

通过本课程，学生将学会一系列重要的数学思维方法，掌握数学物理中常用的计算技术，具备用数学方法处理物理问题的能力，提升自学能力。

课程目标1：掌握图像增强，图像重建，图像恢复，图像压缩，图像分析与彩色图像处理等基本概念与基础理论。

课程目标2：掌握灰度变换，图像正交变换，图像滤波，图像去卷积，图像编码等基本方法。

课程目标3：能够采用图像处理方法对复杂工程问题进行研究，并运用Matlab等编程语言实现图像处理算法，解决相关问题。

课程目标4：增强语言表达、团队合能力，提升学术、文化与道德素养，开拓创新思维。

三、课程目标对毕业要求的支撑关系

毕业要求指标点

课程目标

权重

1-1：掌握数学、物理学的基本理论、基本知识

课程目标1

20%

1-3：掌握光学信息处理的分析方法和光信息传输及光电检测技术

课程目标2

40%

2-5：具备较强的自我学习能力，可以通过自学与本专业相关专业领域知识以获得解决基本专业问题的能力

课程目标3

20%

3-2：具备通过自我学习在本专业相关交叉学科工作的科学技术素质

课程目标3

11%

3-5：德智体美劳全面发展，善于与人沟通，具有团队合作精神

课程目标4

9%

四、教学方式与方法

课堂教学、探讨式教学、翻转课堂教学。

五、教学重点与难点

（一）教学重点

采样量化的基本概念，灰度直方图，空域滤波的概念，离散傅里叶变换，频谱滤波概念，图像退化模型，投影重构的概念，非约束与约束复原方法，图像编码的方法，图像分割与特征提取的方法。

（二）教学难点

直方图的物理意义与计算方法，离散傅里叶变换的性质，小波变换和多分辨率处理，各种图像复原方法的数学推导，信息熵的概念，变换编码，Hough变换检测直线。

六、教学内容、基本要求与学时分配

序号

教学内容

基本要求

学时

教学

方式

对应课程目标

1

第1章光电图像处理绪论

图像的概念；图像的获取与显示；视觉感知要素；图像处理概念与研究内容；数字图像基础。

了解本课程的知识结构、特点和学习方法；理解图像的概念；了解数字图像发展的历史；了解图像获取与显示技术；了解视觉的原理、现象及模型；了解数字图像的主要研究内容和主要应用领域

3

讲授

课程目标1

课程目标2

2

第2章图像处理基础

图像的取样与量化；数字图像表示；像素间的基本知识；图像文件概述

理解与掌握图像取样与量化的概念与方法；理解与掌握数字图像的表示方法；了解像素间的基本关系；了解常见图像文件格式

2

讲授

课程目标1

课程目标2

课程目标3

3

第3章空间域图像增强

基本灰度变换；直方图均衡化与直方图匹配；图像间的算术运算与逻辑运算；空间平滑与空间锐化；局部增强法与混合空间增强

掌握直接灰度变换方法；掌握直方图均衡化方法；理解局部增强；理解图像间运算方法；掌握邻域加权平均和统计中值滤波；掌握拉普拉斯算子与梯度算子滤波方法

4

讲授

课程目标1

课程目标2

课程目标3

4

第4章图像的正交变换图像的正交变换的一般性质；离散傅里叶变换；离散余弦变换；沃尔什（Walsh）变换；Karhunen-Loeve变换

掌握离散傅里叶变换定义及性质；了解离散傅立叶变换的矩阵表示及快速算法；理解离散余弦变换；理解沃尔什（Walsh）变换；了解Karhunen-Loeve变换

3

讲授

课程目标1

课程目标2

课程目标3

5

第5章频率域图像增强

空域滤波与频率域滤波之间的关系；平滑的频率域滤波器；频率域锐化滤波器；带阻滤波器与同态滤波；图像的彩色增强

掌握高通滤波、梯度算子滤波