数字图像处理与Python实现 教案 赵彦玲 第1--4章 绪论、数字图像基础---图像变换.doc

教师授课教案

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课程名称：

数字图像处理

课程代码：

学??分：

课程类别：

专业方向课

开课单位:

计算机科学与技术学院

授课班级：

授课教师：

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授课时间

（第一次课）2024.2.215-6节

授课内容

概要

本节为首次课程，主要帮助学生从培养方案出发，对课程性质、课程内容、课程考核、课程教材等有明确的认知。

第一章为绪论，主要讲授数字图像的基本概念、数字图像处理的含义和主要应用，简述数字图像处理的发展，并辨析计算机视觉、计算机图形学等相关领域的区别。

目的要求

了解数字图像处理技术在各行业的应用；

了解计算机图形学、计算机视觉等相关联领域的主要内容；

掌握本门课程的主要学习内容；

掌握数字图像处理系统的组成；

思政目标：技术发展日新月异，学生需要具备持续学习的意识和能力，不断更新自身的知识和技能。帮助学生建立对技术的敏感度和自信心，适应不断变化的技术环境。

重

点

理解数字图像和模拟图像的区别与联系；

掌握数字图像处理的主要内容；

掌握数字图像处理技术的主要应用。

难

点

理解数字图像处理、图像分析、图像理解等核心概念；

理解计算机视觉、计算机图形学等学科联系与区别。

作业布置

调研一项感兴趣的数字图像处理应用，阐述该应用涉及的核心技术、发展现状并展望未来发展（不少于3000字）。

参考书

数字图像处理与Python实现，主编：赵彦玲，出版社：电子工业出版社，出版时间2024年。

数字图像处理及MATLAB实现（第2版），主编：杨杰，黄朝兵，出版社：电子工业出版社，出版时间：2013

数字图像处理与Python实现，岳亚伟，人民邮电出版社，2020。

课?型

理论课

学

时

分

配

复?习

0分钟

主要教具

电脑、投影仪、黑板等

讲?授

75分钟

教学方法

讲授、启发、案例、调研法

指?导

10分钟

教学手段

多媒体教学雨课堂

总?结

5分钟

备注

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授?课?内?容

备?注

课程引入

【互动】

通过雨课堂线上发布调研题目，进行初步学情分析，包括了解学生对这门课程的选课意图和认知程度等。

基于调研情况，讲解本门课程的主要内容、选用教材和考核方式等，让学生对本门课程的学习情况有较为清晰的了解。

本书选用教材为教师自编教材，通过讲述教材编写的过程启发学生注意技术的迅速发展。

【课程思政】

培养学生持续学习的意识，不断更新自身的知识和技能，帮助学生保持对计算机技术的敏感度和自信心，适应不断变化的技术对人才的要求。

新课内容

第一章：绪论

本章主要介绍数字图像的基本概念，数字图像处理基本概念，数字图像处理技术的主要应用、数字图像处理技术的发展以及计算机视觉等内容。

1.1数字图像基本概念

首先，采用一副经典的谚语“百闻不如一见”启发学生对于图像信息重要性的思考。

（1）图像的定义

我们能一眼看到的就是图像，那么到底我们应该怎么定义图像呢？

图：反射光或透射光的分布，或自身发出的能量（客观）

像：人的视觉系统对图的接收在大脑中形成的印象或认识（主观）

所以，实际上，图像是主观和客观的结合。

那么，同学们，请思考，其中一幅图像涉及的核心要素之一就是光。

要素：观察系统使用的光波段：可见光、红外、X射线、微波超声波、射线等

（2）模拟图像和数字图像

首先，我们通过回顾身边最熟悉的照片来加深学生对模拟图像和数字图像的认识，然后再给出定义：

模拟图像：采用数字化（离散化）表示和数字技术出现之前，图像是连续的。比如在海边用传统相机拍摄的照片就是模拟图像。

数字图像：由连续的模拟图像采样和量化而得。组成数字图像的基本单位是像素，所以数字图像是象素的小块区域组成的二维矩阵。

那么像素又是什么呢？

像素具有两个特征：（1）具有坐标和灰度值；（2）像素值：图像在该位置的亮度。

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（3）图像数字化

在后续章节中，我们会详细介绍图像数字化中的重要概念采样和量化，此时只做简单说明，让学生理解从模拟图像到数字图像要经过图像数字化操作即可。

1.2数字图像处理基本概念

在本节中，我们重点介绍数字图像处理相关的基本概念，包括数字图像处理的概念、目标、特点、系统组成、图像分析和图像理解等基本内容。

数字图像处理的概念：

借助计算机的运算能力，运用去噪、特征提取、增强等技术对数字图像处理。

数字图像处理的目的：

提升图像的视觉感知质量

提升图像中的感兴趣区域或特征

方便图像的存储和传输

数字图像处理的特点：

可再现能力强(不易退化)

处理精度高（灰度级最高到32位以上）

适用范围广

灵活性高（线性与非线性、空域与频域、点区域和整体）

数字图像处理系统组成：

思考：你和好友们拍照，并将照片用手机发送给他们的全过程包括哪些步骤？

通过学生对相关日常的经验去理解完整的图像处理系统应该包含哪些关键步骤。将