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《数字图像处理》课程教学大纲

课程编号：课程性质：专业方向课

适合专业：电子科学与技术

先修课程：高等数学，线性代数，概率论与数理统计、C语言程序设计

开设学期：第六学期

考核方式：考查或考试

总学时数：54

学分：3

（一）课程教学目标

本课程着重于培养学生解决智能化检测与控制中应用问题的初步能力，为在计算机视觉、模式识别等领域从事研究与开发打下坚实的理论基础。主要任务是学习数字图像处理的基本概念、基本原理、实现方法和实用技术，并能应用这些基本方法开发数字图像处理系统，为学习图像处理新方法奠定理论基础。

（二）课程的目的与任务

1．了解图像处理的概念及图像处理系统组成。

2．掌握数字图像处理中的灰度变换和空间滤波的各种方法。

3．了解图像变换，主要是离散和快速傅里叶变换等的原理及性质。

理解图像复原与重建技术中空间域和频域滤波的各种方法。

了解图像压缩编码的各种方法。

了解图像分割的基本概念和方法。

掌握图像特征的种类和提取方法。

理解解彩色图像的基础概念、模型和处理方法。

（三）理论教学的基本要求

通过系统学习，要求学生牢固掌握数字图像处理的基本原理，了解图像变换、图像增强、图像恢复、图像压缩编码、图像分割、图像特征提取和彩色图像处理的方法；理解各图像处理过程的的基本内容、性质与应用，特别要建立图像处理的基本思路，提高应用数学工具分析和求解数学模型的能力，为进一步学习后续课程打下坚实的基础。

（四）实践教学要求（包括但不限于以下内容）

1、实验教学目的与要求

通过实验教学，使学生熟练掌握Matlab软件进行简单操作，了解Matlab的基本结构、功能；能够应用Matlab软件编制简单的图像处理的程序，加深对图像处理操作的理解，提高编程能力。通过实验与教学内容的结合，使学生系统掌握数字图像处理的基本概念、原理和实现方法，学习图像分析的基本理论、典型方法和实用技术，具备解决智能化检测与控制中应用问题的初步能力，为在计算机视觉、模式识别等领域从事研究与开发打下扎实的基础。

实验课程内容设置和学时分配

实验项

目编号

实验项目

名称

实验内容提要

学时分配

实验

类型

每组人数

必开/选开

0451075301

Matlab图像工具箱的基本操作

1.学会使用MATLAB软件中关于DIP的工具函数。

2.熟悉常用的图像文件格式和图像矩阵的显示方法（灰度、索引、黑白、彩色）

3.熟悉图像矩阵的格式转换体会图像处理的过程和处理前后图像的变化。

3

验证性

1

必开

0451075302

数字图像统计特性参数的计算

运用max和min函数求得二维数字图像的最大值和最小值；

编写程序计算图像的直方图，然后调用imhist获取数字图像的直方图，比较其结果。

分别用imadjust和histeq模块函数对图像进行增强处理。

比较不同输入参数对图像产生的影响。

3

验证性

1

必开

0451075303

数字图像傅里叶变换

创建一副图像，大小为128*128,背景为黑色，中间开出一个8×8白色的窗口；

运用ff2函数，对上面产生的图像做二维离散傅立叶变换；

把低频分量移到图像中心，而把高频分量移到四个角上。

利用图像增强中动态范围压缩的方法增强傅立叶变换并在频域中显示变换结果。

3

验证性

1

必开

0451075304

数字图像压缩编码

原始图像（256*256），如Lena.mat，Lena.bmp.

在图像中叠加本人的班级、学号、姓名。

对图像进行二维离散余弦变换：①原始图像被分割成8*8大小的块，对每块求二维DCT；②对DCT系数的绝对值进行排序（从大至小），分别取开始7、11、20、35个DCT系数（4种情况），其余系数置为0；③对DCT系数进行量化；④IDCT变换，重构图像（4个图像）。

4.画出原始图像和重构的图像（共5个图像）

3

验证性

1

必开

0451075305

数字图像滤波及边缘检测

运用imnoise对读取的数字图像添加saltpepper噪声，强度为0.02

运用medfilt2函数，分别用3*3和5*5的窗口对噪声图像进行滤波，比较不同窗口对噪声图像的滤除结果

在原图上分别叠加高斯噪声和椒盐噪声，对比线性平滑滤波器和非线性平滑滤波器（中值滤波）的性能；

对原图分别用算子“Roberts”、“Prewitt”和“Sobel”做边缘检测，观察检测结果。

3

验证性

1

必开

0451075306

数字图像基本类型的转换

1.灰度图像与索引图像的相互转换

2.RGB?图像与索引图像的相互转换

3.将灰度图像转换为二值化图像

3

验证性

1

必开

3、实验报告

在做完每个实验后，要求写出详细的实验报告。包括实验方法、实验过程与结果、心得和体会等。

（五）教学学时分配数

章