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1、数字图像处理A(DigitalImageProcessingA)课程代码：06410152学分：2学时：40（其中：课堂教学学时：24实验学时上机学时：16课程实践学时：0）先修课程：高等数学、线性代数、程序设计适用专业：计算机科学与技术教材：数字图像处理，王润辉等编，清华大学出版社，2013开课学院：计算机科学与通信工程学院课程网站：（选填）一、课程性质与课程目标（一）课程性质（需说明课程对人才培养方面的贡献）数字图像处理课程是计算机科学与技术专业的专业必修课（双语）。本课程着重研究数字图像处理的方法，采用双语教学训练学生根据所学基础知识解决实际问题的能力，同时要求拓宽专业知识面，为在计算机
2、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）课程目标（根据课程特点和对毕业要求的贡献，确定课程目标。应包括知识目标和能力目标。）课程目标1：通过本课程学习，正确理解并掌握数字图像处理相关概念：RGB模型，HIS模型，采样和量化，直方图，傅立叶变换。正确理解基本原理和技术：直方图均衡与规定化，图像平滑原理，中值滤波，图像分割与边缘检测，模板操作，图像复原原理，维纳滤波，图像压缩编码相关技术。熟练运用图像处理方法：图像平滑和锐化，阈值分割方
3、法，区域生长法，图像变换方法，图像压缩编码及图像复原相关方法。课程目标2：能够利用网络查阅图像处理最新研究热点相关文献，培养和增强学生创新意识和创新思维。通过学习数字图像处理的基本概念、图像处理方法、实现技术，培养学生使用数学工具建模的能力，能够熟练使用图像处理开发平台，将理论算法编程实现，提高实际动手能力和创新能力，训练学生利用图像处理相关方法进行应用问题的解决能力，培养学生分析问题和解决复杂工程问题的能力，在此基础上进行归纳和总结，逐步形成科学的学习观和方法论。并通过双语教学，培养学生的外语听说读写能力；了解不同的文化，具有一定的国际视野和跨文化交流能力。注：工程类专业通识课程的课程目标应
4、覆盖相应的工程教育认证毕业要求通用标准；（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系（认证专业必修课程填写）本课程支持的毕业要求指标点如下：指标点3.4：能够借助文献研究分析计算机领域复杂工程问题的解决方案，以获得有效结论。指标点5.4：能够根据实验目的确定需要的数据，并能够选择合适的手段进行收集。指标点6.3：能选择合理的工具对计算机领域的复杂工程问题进行仿真和预测。指标点10.1：掌握一门外语，具有外语听说读写能力；了解不同的文化，具有一定的国际视野和跨文化交流能力。一一课程目标毕业要求指标葭课程目标1课程目标2毕业要求指标点3.4毕业要求指标点5.4毕业要求指标点6.3毕业要求指标点10
5、.1注：课程目标与毕业要求指标点对接的单元格中可输入也可标注“H、M、L”。二、课程内容与教学要求（按章撰写）第一章概述（一）课程内容1 .数字图像处理的发展2 .图像及其表示、显示、存储及像素间的关系3 .图像技术及应用（二）教学要求1 .了解数字图像和数字图像处理的基本概念、发展历史2 .理解图像数学描述与显示3 .理解数字图像处理中的关键问题（三）重点与难点1 .重点数字图像处理的应用领域及当前的研究热点2 .难点图像及其表示、显示、存储及像素间的关系第二章数字图像处理基础（一）课程内容1.概述2 .数字图像处理系统3 .图像与视觉之间的关系（二）教学要求1 .理解图像处理系统的功能2
6、.理解图像采样和图像量化原理3 .理解图像视觉原理第三章图像变换（一）课程内容1 .图像的空域变换2 .图像的正交变换3 .各种变换方法的比较（二）教学要求1 .掌握图像的平移、旋转、缩放等几何变换和图像的加、减、乘、除代数运算2 .掌握图像的傅立叶变换和离散余弦变换3 .了解图像的离散沃尔什哈达玛变换、K-L变换和小波变换（三）重点与难点1 .重点图像的频域变换的过程2 .难点频域变换与空域变换的联系、区别第四章图像增强（一）课程内容1 .图像增强技术概述2 .时域图像增强3,频域图像增强（二）教学要求1 .掌握灰度直方图像的概念及其计算方法2 .掌握直方图均衡化及变换方法3 .掌握图像去噪
7、原理和常用方法4 .了解频域滤波的基本原理5 .掌握图像的平滑与模糊处理及低通滤波器的实现方法6 .掌握图像的锐化与清晰处理及高通滤波器的实现方法（三）重点与难点1 .重点直方图、图像平滑、图像锐化2 .难点直方图均衡化，滑动窗口操作，滤波器函数第五章图像压缩编码（一）课程内容1 .概述2 .统计编码3 .预测编码4 .变换编码5 .数字图像压缩国际标准（二）教学要求1 .了解图像压缩的基本概念和分类2 .掌握统计编码的基本原理3 .掌握预测编码的基本原理4 .了解图像压缩的编码标准5 .掌握变换编码的基本原理（三）重点与难点1 .重点图像编码的方法与技术、编码的基本原理2 .难点传统的Huf
8、fman统计编码方法、行程编码和算法编码方法第六章图像分割（一）课程内容1 .图像分割的定义2 .图像分割的基本方法3 .阈值分割4 .边缘检测5 .区域分割6 .hough变换（二）教学要求1 .理解图像分割的基本概念2 .掌握阈值化处理方法3 .了解全局阈值和自适应阈值等方法4 .掌握边界提取和轮廓跟踪的原理和方法5 .掌握Hough变换（三）重点与难点1 .重点图像分割、轮廓跟踪2.难点Hough变换第七章图像描述（一）课程内容1 .图像目标表达2 .边界描述3 .区域描述子4 .形态学描述5 .主分量描述（二）教学要求1 .理解图像目标表达2 .掌握计算边界的傅立叶描述子3 .理解区域
9、描述子、形态学描述、主分量描述方法（三）重点与难点1 .重点傅立叶描述子2 .难点区域描述子、形态学描述、主分量描述方法第八章图像复原（一）课程内容1 .图像退化与复原概述2 .图像的退化模型3 .非约束复原4 .约束复原5 .非线性复原方法6 .其他图像复原技术（二）教学要求1.了解图像复原技术的概念、分类和主要用途2 .掌握图像退化的基本模型、逆滤波复原3 .了解约束复原、非线性复原方法原理4 .掌握维纳滤波器的基本原理（三）重点与难点1 .重点图像退化的基本模型、逆滤波复原、维纳滤波器2 .难点图像复原及其方法的基本原理三、本课程开设的实验项目（如课程不含实验，该项可不填）编号实验项目名
10、称学时类型要求支撑的课程目标1熟悉开发环境2验证性必做课程目标12图像变换2验证性必做课程目标23图像增强4验证性必做课程目标1和24图像分割4验证性必做课程目标1和25图像描述2验证性必做课程目标1和26图像复原2验证性必做课程目标1和2注：L“类型”填验证性、综合性、设计性等；2.“要求”填必做、选做。实验L熟悉开发环境实验目标：熟悉matlab开发环境,能够熟练使用matIab读入和读出实验要求：实验之前要了解matlab相关操作实验2：图像变换实验目标：利用matlab实现傅立叶变换实验要求：D实验之前要预习，简述实验目的和实验原理。2）根据二维FoUrier变换的基本定义,编写程序，
11、实现二维FOUrier变换，显示频谱图；调用fft2和ifft2等函数做二维Fourier变换；3）写出实验报告。报告要求：有实验目的，实验内容，实验过程，实验小结和较详细的图文说明。实验3,图像增强实验目标：应用matlab实现对图像增强（图像均衡化、图像去噪等）实验要求：1）运用matlab函数编程实现图像的统计参数的计算和图像的变换；2）分别利用图像空域和频域处理相关方法实现图像增强；3）写出实验报告.报告要求：有实验目的，实验内容，实验过程，实验小结和较详细的图文说明实验4：图像分割实验目标：应用matlab实现对图像分割处理实验要求：1）运用阈值分割方法实现图像分割；2）编制一个通用
12、的边缘提取函数。通过输入不同的参数，能够实现Sobel算子、PreWitt算子、Roberts算子、Marr算子和Canny边缘检测3）写出实验报告。报告要求：有实验目的，实验内容，实验过程，实验小结和较详细的图文说明。实验5,图像描述实验目标：应用matlab实现对图像描述实验要求：1）运用图像目标表达、边界描述子、区域描述子及形态学描述方法实现对图像描述；2）写出实验报告。报告要求：有实验目的，实验内容，实验过程，实验小结。实验6：图像复原实验目标：应用matlab实现对图像复原操作实验要求：D实现维纳滤波；2）写出实验报告。报告要求：有实验目的，实验内容，实验过程，实验小结和较详细的图文
13、说明。四、学时分配及教学方法章（按序填写）教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目标课堂教学实验上机课程实践小计第一章22讲授法、讨论法、研究型教学方法课程目标1和2第一早426讲授法、演示法课程目标1和2第三章224讲授法、演示法课程目标1和2第四章448讲授法、演示法、研究型教学方法课程目标1和2第五章22讲授法、演示法课程目标1和2第六章448讲授法、演示法、研究研教学方法课程目标1和2第七章426讲授法、演示法课程目标1和2第八章224讲授法、演示法课程目标1和2合计241640注：L课程实践学时按相关专业培养计划列入表格；2 .主要教学方法包括讲授法、讨论法、演示法、研究型教学方法
14、（基于问题、项目、案例等教学方法）等。五、课程考核考核形式考核要求考核权重备注阶段测试完成相应题目，主要考查独立分析解决问题能力10%课堂表现上课积极回答问题及出勤情况5%平时作业完成6个实验，主要考查对算法的理解，编程能力30%实验报告大作业开卷55%注：1.分学期设置和考核的课程应按学期分别填写上表。3 .考核形式主要包括课堂表现、平时作业、阶段测试、期中考试、期末考试、大作业、小论文、项目设计和作品等。4 .考核要求包括作业次数、考试方式（开卷、闭卷）、项目设计要求等。5 .考核权重指该考核方式或途径在总成绩中所占比重。六、参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）1、数字图象处理（第三版）中文版美IRafealCGonzalez著，电子工业出版社，2012年第三版2、数字图像处理（第三版
