2021版（第5至第8学期）-东莞城市学院智能制造学院

教学大纲

2021版（第5至第8学期）

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《数字图像处理》教学大纲

作者:智能制造学院发布日期:2023-04-06 13:11:08浏览次数:22358

《数字图像处理》教学大纲

一、课程基本信息

课程类别	专业课程		课程性质	理论	课程属性	选修
课程名称	数字图像处理			课程英文名称	Digital Image Processing
课程编码	F10ZX56C			适用专业	电子信息工程
考核方式	考查			先修课程	《信号与系统》
总学时	32	学分		2	理论学时		32
实验学时/实训学时/ 实践学时/上机学时				0
开课单位				智能制造学院

二、课程简介

《数字图像处理》是电子信息工程专业的一门专业拓展选修课。通过本课程的学习，可以使学生了解数字图像处理技术的发展概况和在国民经济各个领域的应用情况，掌握数字图像处理的基本概念、基本原理与理论、基本技术和方法，理解数字图像在相关应用领域研究中的共性问题，为从事计算机视觉、模式识别等领域的究与开发应用打下扎实的基础。

三、课程教学目标

课程教学目标		支撑人才培养规格指标点	支撑人才培养规格
知识目标	目标1：通过对本课程的学习，使学生了解数字图像的基本概念、数字图像形成的原理。	3-1：掌握数学、自然科学、工程基础和专业知识，并能够用于表述电子信息领域的相关工程问题。	3.工程知识
能力目标	目标2：掌握数字图像处理的理论基础和技术方法，着重掌握数字图像的增强、复原、压缩和分割的基本理论和实现方法，为将来从事相关领域工作和科学研究奠定基础; 能够运用一门高级语言编写简单的图像处理程序解决简单的实践工程问题。	5-3：具备进行电子产品开发与设计、技术改造与创新等、解决实际工程应用问题的能力，在设计中能够综合利用电子信息工程的专业知识和新技术，体现创新意识。 7-1：掌握电子信息工程专业仪器、仪表等现代工程工具的基本原理、操作方法，并能在相关工程问题中予以使用。	5.设计与开发7.掌握现代工具
素质目标	目标3：锻炼学生的实际动手能力，启迪学生的创新意识与思维，并注意渗透思想教育，构建热爱科学，实事求是的学风和创新精神；进一步培养学生的辨证思维，加强学生的职业道德观念，促使学生素质的全面提高。	8-2：理解工程技术的社会价值以及工程师的社会责任，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德、法律、伦理等制约因素。	8.职业规范

四、课程主要教学内容、学时安排及教学策略

（一）理论教学

教学模块

学时

主要教学内容与策略

学习任务安排

支撑课程目标

数字图像处理导论

重点：数字图像与数字图像处理的概念，数字图像处理系统的组成。

难点：图像处理与图像分析的区别与联系。

思政元素：通过数字图像处理技术的发展过程及发展趋势，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。

教学方法与策略：重点讲解、启发引导、讨论法。

课前：预习

课堂：思考做好笔记

课后：作业

目标1

目标2

数字图像处理基础

重点：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，图像的显示。

难点：空间分辨率和灰度级分辨率，图像的显示，图像文件格式。

思政元素：通过分析“图像文件格式的国际标准”，引导学生讨论“我国关键技术自主供应”的问题，激发学生“积极乐观，勇于奋斗”的人生态度。

教学方法与策略：启发引导和归纳总结。

课前：预习

课堂：思考做好笔记

课后：作业

目标1

数字图像的基本运算

重点：灰度直方图，图像的代数运算，图像的几何运算。

难点：灰度直方图，图像的几何运算。

思政元素：通过“灰度直方图”的讲解，引导学生养成 “科学严谨”的做事态度。

教学方法与策略：启发引导和归纳总结。

课前：预习

课堂：思考做好笔记

课后：作业

目标1

目标2

空间域图像增强

重点：对比度拉伸，基于直方图的图像增强方法，图像锐化，图像噪声消除。

难点：基于直方图的图像增强方法，图像锐化，图像噪声消除。

教学方法与策略：启发引导和归纳总结。

课前：预习

课堂：思考做好笔记

课后：作业

目标1

目标2

目标3

频率域图像增强

重点：二维傅里叶变换，频率域图像处理的基本实现思路，基于频率域的图像噪声消除——频率域低通滤波，基于频率域的图像增强——频率域高通滤波。

难点：图像的傅里叶频谱特性。

教学方法与策略：问题发现法；师生互动启发法。

课前：预习

课堂：思考做好笔记

课后：作业

目标1

目标2

目标3

图像恢复

重点：几何失真的校正。

难点：几何失真的校正。

教学方法与策略：问题发现法；师生互动启发法。

课前：预习

课堂：思考做好笔记

课后：作业

目标1

目标2

目标3

图像压缩编码

重点：DCT变换，数字图像压缩编码基础，几种最基本的变长编码方法，位平面编码，游程编码，变换编码。

难点：DCT变换，数字图像压缩编码基础，变换编码。

教学方法与策略：师生互动启发法。

课前：预习

课堂：思考做好笔记

课后：作业

目标1

目标2

目标3

图像分割

重点：基于边缘检测的图像分割，基于阈值的图像分割，基于跟踪的图像分割，基于区域的图像分割。

难点：基于边缘检测的图像分割，基于阈值的图像分割。

教学方法与策略：师生互动启发法。

课前：预习

课堂：思考做好笔记

课后：作业

目标1

目标2

目标3

（二）实践教学

无

五、学生学习成效评估方式及标准

考核与评价是对课程教学目标中的知识目标、能力目标和素质目标等进行综合评价。在本课程中，学生的最终成绩是由平时成绩、期末成绩等2个部分组成。

1.平时成绩（占总成绩的40%）：采用百分制。平时成绩分为考勤（占20%）、课堂表现（40%）、作业（占40%）三个部分。评分标准如下表：

等级

评分标准

1.考勤；2.课堂表现；3. 作业

优秀

（90～100分）

1.考勤无迟到、缺勤。

2.认真听课、非常积极的参与课堂互动或提出有质量的问题交流。

3.90％以上的习题解答正确。

良好

（80～89分）

1.迟到、缺勤占考勤记录的10%。

2.认真听课、较积极的参与课堂互动或课后交流。

3.80％以上的习题解答正确。

中等

（70～79分）

1.迟到、缺勤占考勤记录的20%。

2.较认真听课、参与课堂互动或课后交流的主动性一般。

3.70％以上的习题解答正确。

及格

（60～69分）

1.迟到、缺勤占考勤记录的30%。

2.听课认真程度一般，参与课堂互动主动性不够。

3.60％以上的习题解答正确。

不及格

（60以下）

1.迟到、缺勤占考勤记录的40%。

2.听课不够认真，参与课堂互动主动性不够很被动。

3.超过40％的习题解答错误。

2.期末考试（占总成绩的60%）：采用百分制。期末考试的考核内容、题型和分值分配情况请见下表：

考核模块	考核内容	主要题型	支撑目标	分值
数字图像处理导论	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。	填空题/选择题/判断题/ 简答题	目标1 目标2	4
数字图像处理基础	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。	填空题/选择题/判断题/ 简答题	目标1 目标2	16
数字图像的基本运算	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。	填空题/选择题/判断题/ 简答题	目标1 目标2	12
空间域图像增强	对比度拉伸，基于直方图的图像增强方法，图像锐化，图像噪声消除。	填空题/选择题/判断题	目标1 目标2	10
频率域图像增强	二维傅里叶变换，频率域图像处理的基本实现思路，基于频率域的图像噪声消除——频率域低通滤波，基于频率域的图像增强——频率域高通滤波。	填空题/选择题/判断题/简答题/程序综合题	目标1 目标2	12
图像恢复	图像的退化模型——常见退化现象的物理模型，几何失真的校正。	填空题/选择题/判断题/ 简答题/ 程序综合题	目标1 目标2	14
图像压缩编码	DCT变换，数字图像压缩编码基础，几种最基本的变长编码方法，位平面编码，游程编码，变换编码。	填空题/选择题/判断题/ 简答题/ 程序综合题	目标1 目标2	20
图像分割	图像分割的概念，基于边缘检测的图像分割，基于阈值的图像分割，基于跟踪的图像分割，基于区域的图像分割。	填空题/选择题/判断题/ 简答题/ 程序综合题	目标1 目标2	12

六、教学安排及要求

序号	教学安排事项	要求
1	授课教师	职称：讲师及以上学历（位）：硕士研究生及以上其他：中级及以上工程师
2	授课地点	R教室 R实验室 □ 室外场地 □ 其他：
3	学生辅导	线上方式及时间安排：建立企业微信群，随时与学生沟通线下地点及时间安排：经与学生沟通另行安排

七、选用教材

[1] 李俊山. 数字图像处理[M].北京:清华大学出版社，2017年5月.

[2] 胡学龙. 数字图像处理[M].北京:电子工业出版社，2011年4月.

八、参考资料

[1] 姚敏. 数字图像处理[M].北京: 机械工业出版社，2014年11月.

网络资料

[1]Http://noodle.med.yale.edu

执笔人：沈晖

参与人：陈彦芳、黄环

系（教研室）主任：曹丽娟

学院（部）审核人：连元宏