PAGEPAGE63《圖形與圖像處理》課程實(shí)施大綱1．教學(xué)理念 62.1課程的性質(zhì) 72.2課程在學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)中的地位、作用 72.3課程的前沿及發(fā)展趨勢(shì) 82.4學(xué)習(xí)本課程的必要性 83.1教師的職稱、學(xué)歷 93.2教育背景 93.3研究興趣（方向） 95.1知識(shí)與技能方面 95.2過程與方法方面 105.3情感、態(tài)度與價(jià)值觀方面 106.1課程的內(nèi)容概要 106.2教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 116.3學(xué)時(shí)安排 117.1教學(xué)單元一 117.1.1教學(xué)日期 117.1.2教學(xué)目標(biāo) 117.1.3教學(xué)內(nèi)容 127.1.4教學(xué)過程 137.1.5教學(xué)方法 167.1.6作業(yè)安排及課后反思 167.1.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求 177.1.8參考資料 177.2教學(xué)單元二 177.2.2教學(xué)目標(biāo) 177.2.3教學(xué)內(nèi)容 187.2.4教學(xué)過程 207.2.5教學(xué)方法 227.2.6作業(yè)安排及課后反思 227.2.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求 237.2.8參考資料 237.3教學(xué)單元三 247.3.1教學(xué)日期：第三周周一、周四 247.3.2教學(xué)目標(biāo) 247.3.3教學(xué)內(nèi)容 247.3.4教學(xué)過程 267.3.5教學(xué)方法 287.3.6作業(yè)安排及課后反思 287.3.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求 297.3.8參考資料 307.4教學(xué)單元二 307.4.2教學(xué)目標(biāo) 307.4.3教學(xué)內(nèi)容 307.4.4教學(xué)過程 347.4.6作業(yè)安排及課后反思 377.4.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求 377.4.8參考資料 387.5.2教學(xué)目標(biāo) 387.5.3教學(xué)內(nèi)容 387.5.4教學(xué)過程 407.5.5教學(xué)方法 427.5.6作業(yè)安排及課后反思 437.5.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求 437.5.8參考資料 447.6.2教學(xué)目標(biāo) 447.6.3教學(xué)內(nèi)容 447.6.4教學(xué)過程 487.6.5教學(xué)方法 497.6.6作業(yè)安排及課后反思 507.6.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求 507.6.8參考資料 517.7.1教學(xué)日期： 517.7.2教學(xué)目標(biāo) 517.7.3教學(xué)內(nèi)容 517.7.4教學(xué)過程 537.7.5教學(xué)方法 577.7.6作業(yè)安排及課后反思 577.7.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求 587.7.8參考資料 587.8.1教學(xué)日期： 597.8.2教學(xué)目標(biāo) 597.8.3教學(xué)內(nèi)容 597.8.4教學(xué)過程 617.8.5教學(xué)方法 647.8.6作業(yè)安排及課后反思 647.8.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求 657.8.8參考資料 658.1學(xué)生自學(xué)要求 658.2課外閱讀要求 658.3課堂討論要求 658.4課程實(shí)踐要求 669.1出勤（遲到、早退等）、作業(yè)、報(bào)告等的要求 669.2成績(jī)的構(gòu)成與評(píng)分規(guī)則說明 669.3考試形式及說明 6610.1考試違規(guī)與作弊處理 6610.2杜撰數(shù)據(jù)、信息處理等 6610.3學(xué)術(shù)剽竊處理等 6611.1課堂紀(jì)律 6611.2課堂禮儀 6712.1教材與參考書 6712.2專業(yè)學(xué)術(shù)著作 6712.3專業(yè)刊物 6712.4網(wǎng)絡(luò)課程資源 6712.5課外閱讀資源 67

1．教學(xué)理念1.關(guān)注學(xué)生的進(jìn)步和發(fā)展。首先，要求教師有“對(duì)象”意識(shí)。教學(xué)不是唱獨(dú)角戲，離開“學(xué)”，就無所謂“教”，因此，教師必須確立學(xué)生的主體地位，樹立“一切為了學(xué)生的發(fā)展”的思想。其次，要求教師有“全人”的概念。學(xué)生發(fā)展是全面的發(fā)展，而不是某一方面或某一學(xué)科的發(fā)展。教師千萬不能過高地估計(jì)自己所教學(xué)科的價(jià)值，而且也不能僅把學(xué)科價(jià)值定位在本學(xué)科上，而應(yīng)定位在對(duì)一個(gè)完整的人的發(fā)展上。2.關(guān)注教學(xué)效益，要求教師要有時(shí)間與效益的觀念。教師在教學(xué)時(shí)既不能跟著感覺走，又不能簡(jiǎn)單地把“效益”理解為“花最少的時(shí)間教最多的內(nèi)容”。教學(xué)效益不取決于教師教多少內(nèi)容，而是取決于對(duì)單位時(shí)間內(nèi)學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果與學(xué)習(xí)過程綜合考慮的結(jié)果。3.關(guān)注可測(cè)性和量化。如教學(xué)目標(biāo)盡可能明確與具體，以便檢測(cè)教師的工作效益。應(yīng)該科學(xué)地對(duì)待定量與定性、過程與結(jié)果的結(jié)合，全面地反映學(xué)生的學(xué)業(yè)成就。因此，有效教學(xué)既要反對(duì)拒絕量化，又要反對(duì)過于量化。4.需要教師具備一種反思的意識(shí)。每一個(gè)教師要不斷地反思自己的日常教學(xué)行為：“我的教學(xué)有效嗎？”“什么樣的教學(xué)才是有效的？”“有沒有比我更有效的教學(xué)？”5.有效教學(xué)也是一套策略。要求教師掌握有關(guān)的策略性知識(shí)，以便于自己面對(duì)具體的情景做出決策，并不要求教師掌握每一項(xiàng)技能?？傊?只有當(dāng)教師的教育與科研交融在一起，教師的教學(xué)與反思有機(jī)結(jié)合，教師的研究成果轉(zhuǎn)化成行動(dòng)時(shí)，教師的教學(xué)才具有了教育哲學(xué)的意義，教師的行為也才更富有理性的內(nèi)涵。教師才真正成為“教育家”。2．課程介紹2.1課程的性質(zhì)圖像處理(imageprocessing)，用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行分析，以達(dá)到所需結(jié)果的技術(shù)。又稱影像處理。圖像處理一般指數(shù)字圖像處理。數(shù)字圖像是指用工業(yè)相機(jī)、攝像機(jī)、掃描儀等設(shè)備經(jīng)過拍攝得到的一個(gè)大的二維數(shù)組，該數(shù)組的元素稱為像素，其值稱為灰度值。圖像處理技術(shù)的一般包括圖像壓縮，增強(qiáng)和復(fù)原，匹配、描述和識(shí)別3個(gè)部分。常見的系統(tǒng)有康耐視系統(tǒng)、圖智能系統(tǒng)等，目前是正在逐漸興起的技術(shù)。21世紀(jì)是一個(gè)充滿信息的時(shí)代，圖像作為人類感知世界的視覺基礎(chǔ)，是人類獲取信息、表達(dá)信息和傳遞信息的重要手段。數(shù)字圖像處理，即用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行處理，其發(fā)展歷史并不長(zhǎng)。數(shù)字圖像處理技術(shù)源于20世紀(jì)20年代，當(dāng)時(shí)通過海底電纜從英國倫敦到美國紐約傳輸了一幅照片，采用了數(shù)字壓縮技術(shù)。首先數(shù)字圖像處理技術(shù)可以幫助人們更客觀、準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)世界，人的視覺系統(tǒng)可以幫助人類從外界獲取3/4以上的信息，而圖像、圖形又是所有視覺信息的載體，盡管人眼的鑒別力很高，可以識(shí)別上千種顏色，但很多情況下，圖像對(duì)于人眼來說是模糊的甚至是不可見的，通過圖象增強(qiáng)技術(shù)，可以使模糊甚至不可見的圖像變得清晰明亮。在計(jì)算機(jī)中，按照顏色和灰度的多少可以將圖像分為二值圖像、灰度圖像、索引圖像和真彩色RGB圖像四種基本類型。大多數(shù)圖像處理軟件都支持這四種類型的圖像。中國物聯(lián)網(wǎng)校企聯(lián)盟認(rèn)為圖像處理將會(huì)是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要支柱之一，它的具體應(yīng)用是指紋識(shí)別技術(shù)。2.2課程在學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)中的地位、作用圖像作為人類感知世界的視覺基礎(chǔ)，是人類獲取信息、表達(dá)信息和傳遞信息的重要手段。數(shù)字圖像處理，即用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行處理，其發(fā)展歷史并不長(zhǎng)。數(shù)字圖像處理技術(shù)源于20世紀(jì)20年代，當(dāng)時(shí)通過海底電纜從英國倫敦到美國紐約傳輸了一幅照片，采用了數(shù)字壓縮技術(shù)。首先數(shù)字圖像處理技術(shù)可以幫助人們更客觀、準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)世界，人的視覺系統(tǒng)可以幫助人類從外界獲取3/4以上的信息，而圖像、圖形又是所有視覺信息的載體，盡管人眼的鑒別力很高，可以識(shí)別上千種顏色，但很多情況下，圖像對(duì)于人眼來說是模糊的甚至是不可見的，通過圖象增強(qiáng)技術(shù)，可以使模糊甚至不可見的圖像變得清晰明亮。因此在許多領(lǐng)域都要用到圖像處理，例如在醫(yī)學(xué)方面，通過圖像處理的方式對(duì)CT以及B超等進(jìn)行分析病灶病因等。在航空航天方面，對(duì)飛船上拍的照片進(jìn)行分許著陸以及路上的地況地貌等。主要用到的是圖像數(shù)字化，圖像編碼，圖像壓縮，圖像增強(qiáng)復(fù)原以及形態(tài)學(xué)等方面。因此圖像處理有著廣泛的應(yīng)用，對(duì)人類的生產(chǎn)生活有著巨大的貢獻(xiàn)，也為其他學(xué)科的發(fā)展做出了一定的貢獻(xiàn)。他這門學(xué)科既是對(duì)所學(xué)的數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)知識(shí)的延續(xù)和拓展，也是理論和實(shí)際相結(jié)合的一門課程，有助于提高同學(xué)們的動(dòng)手操作能力，也能提高同學(xué)們的獨(dú)立思考能力。2.3課程的前沿及發(fā)展趨勢(shì)圖像處理技術(shù)基本可以分成兩大類：模擬圖像處理和數(shù)字圖像處理，數(shù)字圖像處理是指將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理的過程。數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展涉及信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)以及生物學(xué)等學(xué)科，因此數(shù)理及相關(guān)的邊緣學(xué)科對(duì)像處理科學(xué)的發(fā)展有越來越大的影響。數(shù)字圖像處理最早是用于航天，然后又在醫(yī)學(xué)方面做出了突出的貢獻(xiàn).與此同時(shí)，圖像處理技術(shù)在許多應(yīng)用領(lǐng)域受到廣泛重視并取得了重大的開拓性成就，屬于這些領(lǐng)域的有航空航天、生物醫(yī)學(xué)工程、工業(yè)檢測(cè)、機(jī)器人視覺、公安司法、軍事制導(dǎo)、文化藝術(shù)等，使圖像處理成為一門引人注目、前景遠(yuǎn)大的新型學(xué)科。隨著圖像處理技術(shù)的深入發(fā)展，從70年代中期開始，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能、思維科學(xué)研究的迅速發(fā)展，數(shù)字圖像處理向更高、更深層次發(fā)展。人們已開始研究如何用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)解釋圖像，實(shí)現(xiàn)類似人類視覺系統(tǒng)理解外部世界，這被稱為圖像理解或計(jì)算機(jī)視覺。很多國家，特別是發(fā)達(dá)國家投入更多的人力、物力到這項(xiàng)研究，取得了不少重要的研究成果。其中代表性的成果是70年代末MIT的Marr提出的視覺計(jì)算理論，這個(gè)理論成為計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域其后十多年的主導(dǎo)思想。圖像理解雖然在理論方法研究上已取得不小的進(jìn)展，但它本身是一個(gè)比較難的研究領(lǐng)域，存在不少困難，因人類本身對(duì)自己的視覺過程還了解甚少，因此計(jì)算機(jī)視覺是一個(gè)有待人們進(jìn)一步探索的新領(lǐng)域。數(shù)字圖像處理主要研究一下幾個(gè)方面:圖像變換,圖像編碼壓縮,圖像增強(qiáng)和復(fù)原,圖像分割,圖像描述,圖像識(shí)別等.2.4學(xué)習(xí)本課程的必要性數(shù)字圖像處理技術(shù)起源于20世紀(jì)20年代，但真正發(fā)展是在80年代后，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的和人工智能、思維科學(xué)研究的迅速發(fā)展，圖像處理正向著高速、高分辨率、立體化、多媒體化、智能化和標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。在圖像通訊、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、醫(yī)療設(shè)備、衛(wèi)星照片傳輸及分析和工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用，并且出現(xiàn)了眾多的圖像處理理論和算法（Wavelet、Fractal、Morphology、遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等），如Fractal算法可以廣泛應(yīng)用到圖像處理、圖形處理、紋理分析，同時(shí)還可以用于數(shù)學(xué)、物理、生物、神經(jīng)、和音樂等方面。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和相關(guān)理論的不斷完善，數(shù)字圖像處理技術(shù)在許多應(yīng)用領(lǐng)域受到廣泛重視并取得了重大的開拓性成就。屬于這些領(lǐng)域的有航空航天、生物醫(yī)學(xué)工程、工業(yè)檢測(cè)、機(jī)器人視覺、公安司法、軍事制導(dǎo)、文化藝術(shù)等。該技術(shù)成為一門引人注目、前景遠(yuǎn)大的新型學(xué)科。3．教師簡(jiǎn)介4．先修課程C語言,MATLAB,高等數(shù)學(xué)5．課程目標(biāo)5.1知識(shí)與技能方面通過學(xué)習(xí)該課程，要求學(xué)生掌握數(shù)字圖像處理的基本知識(shí),即圖像的的基本概念,圖像信息的分類,圖像的獲取及圖像函數(shù),圖像的數(shù)字化和圖像描述,圖像的統(tǒng)計(jì)特征,常用的圖像文件格式,計(jì)算機(jī)圖像處理,圖像的質(zhì)量評(píng)價(jià),彩色圖像簡(jiǎn)介等.學(xué)生在掌握基本知識(shí)后,就要求學(xué)生掌握數(shù)字圖像處理的基本原理和一些簡(jiǎn)單而基本的操作.下面幾種操作應(yīng)該掌握?qǐng)D像變換:由于圖像的陣列很大,直接在空間域中進(jìn)行處理,設(shè)計(jì)計(jì)算量很大.因此將空間域的處理轉(zhuǎn)換為域處理,不僅可以減少計(jì)算量,而且可或更有效的處理.圖像編碼壓縮:圖像編碼壓縮技術(shù)可減少描述圖像的數(shù)據(jù)量(即比特?cái)?shù)),以便節(jié)省圖像傳輸,處理時(shí)間和減少所占的儲(chǔ)存器容量.圖像增強(qiáng)和復(fù)原:圖像增強(qiáng)和復(fù)原的目的是為了提高圖像的質(zhì)量,如去除噪聲,提高圖像的清晰度等.圖像分割:圖像分割是將圖像中有意義的特征部分提取出來,其有意義的特征有圖像中的邊緣,區(qū)域等,這是進(jìn)一步進(jìn)行圖像識(shí)別、分析和理解的基礎(chǔ)。圖像描述：最簡(jiǎn)單的二值圖像課采用其集合特征描述物體的特征，一般圖像的描述方法采用二維形狀描述，它有邊界描述和區(qū)域描述兩類方法。圖像的識(shí)別：圖像識(shí)別（分類）屬于模式識(shí)別的范疇，其主要內(nèi)容是圖像經(jīng)過某些預(yù)處理（增強(qiáng)、復(fù)原、壓縮）后，進(jìn)行圖像分割和特征提取，從而進(jìn)行判決分類。5.2過程與方法方面首先，課堂理論講授與應(yīng)用實(shí)踐緊密相結(jié)合。在課堂中，不僅讓學(xué)生知其然，還要讓學(xué)生知其所以然，讓學(xué)生能夠在實(shí)踐中學(xué)習(xí)理論，理論反過去指導(dǎo)實(shí)踐。在教學(xué)過程中，運(yùn)用的大量的實(shí)際操作案例，每當(dāng)學(xué)習(xí)理論知識(shí)，馬上把理論知識(shí)用于實(shí)踐中，這樣不僅能提高學(xué)生的動(dòng)手能力，還能加深對(duì)理論知識(shí)的理解。這樣既能讓學(xué)生參與到課堂中來，也能讓老師明白學(xué)生的掌握情況，有助于今后教學(xué)計(jì)劃的制定。其次，若干綜合實(shí)驗(yàn)貫穿于教學(xué)過程中。數(shù)字圖像處理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，因此課程中必然有大量的實(shí)驗(yàn)在其中，從實(shí)例到理論，從理論到實(shí)例，相互交叉，相互融合，從實(shí)例中學(xué)習(xí)理論。然后，注重培養(yǎng)創(chuàng)新能力。創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力，把科學(xué)的發(fā)展基點(diǎn)放在創(chuàng)新上，因此要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。最后內(nèi)容高度壓縮。在內(nèi)容方面，把復(fù)雜冗余的東西摒棄，把系統(tǒng)而精華的部分重點(diǎn)講解，而非重點(diǎn)的東西則可以留做課外補(bǔ)充。5.3情感、態(tài)度與價(jià)值觀方面大學(xué)課堂就是素質(zhì)教育的課堂，諸如對(duì)自然與社會(huì)現(xiàn)象的好奇心、求知欲，克服困難的自信心、意志力，創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力，實(shí)事求是的態(tài)度、理性精神，獨(dú)立思考與合作交流的能力等，都是合格公民所必備的基本素質(zhì)，也是情感、態(tài)度與價(jià)值觀具體內(nèi)容的展現(xiàn)。這些素質(zhì)是可以通過教學(xué)活動(dòng)來培養(yǎng)的。使學(xué)生保持好奇心與求知欲。對(duì)自然與社會(huì)現(xiàn)象的好奇心、求知欲是一種重要的素質(zhì)，它可以使一個(gè)人不斷地學(xué)習(xí)、不斷地得到發(fā)展，還可能使一個(gè)人走進(jìn)科學(xué)的殿堂；使學(xué)生獲得學(xué)習(xí)的成功體驗(yàn)。在傳統(tǒng)的教學(xué)實(shí)踐中，我們更多地強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的艱苦性，甚至特意制造困難與障礙來培養(yǎng)學(xué)生克服困難的自信心、意志力。這是一種片面的理解。長(zhǎng)期使學(xué)生屢次遭受失敗的挫折，必定會(huì)使學(xué)生喪失學(xué)習(xí)的信心，更談不上具備克服困難的信心和意志。為此，教學(xué)時(shí)所設(shè)計(jì)的問題情境提供一種“階梯”式的問題串，使每一個(gè)學(xué)生都能夠在活動(dòng)中既有成功的體驗(yàn)，也有面臨挑戰(zhàn)的機(jī)會(huì)和經(jīng)歷，從而鍛煉其克服困難的意志，建立學(xué)好的自信心；使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)該門課程的價(jià)值；使學(xué)生在探究、反思與交流中學(xué)習(xí)，基本的思維能力、科學(xué)態(tài)度、理性精神是未來公民生存與發(fā)展所需要的最基本也是最重要的素質(zhì)。6．課程內(nèi)容6.1課程的內(nèi)容概要本門課程介紹圖形與圖像處理，圖像處理是用光學(xué)、電子光學(xué)、數(shù)字處理方法，對(duì)圖像進(jìn)行復(fù)原、校正、增強(qiáng)、統(tǒng)計(jì)分析、分類和識(shí)別等的加工技術(shù)過程。而本門課程的主要內(nèi)容是數(shù)字圖像處理。所謂數(shù)字圖像處理就是利用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像信息進(jìn)行加工以滿足人的視覺心理或者應(yīng)用需求的行為。實(shí)質(zhì)上是一段能夠被計(jì)算機(jī)還原顯示和輸出為一幅圖像的數(shù)字碼。進(jìn)而對(duì)圖像進(jìn)行加工。對(duì)圖像進(jìn)行處理的的方法有圖像變換，圖像的增強(qiáng)，圖像的復(fù)原，圖像的編碼，分割等等。本書主要的對(duì)以上的幾種方法進(jìn)行講解說明。6.2教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)本門課程的重點(diǎn)在講解圖像處理的幾種方法上面。同過幾種方法的講解。圖像變換:由于圖像的陣列很大,直接在空間域中進(jìn)行處理,設(shè)計(jì)計(jì)算量很大.因此將空間域的處理轉(zhuǎn)換為域處理,不僅可以減少計(jì)算量,而且可或更有效的處理.圖像編碼壓縮:圖像編碼壓縮技術(shù)可減少描述圖像的數(shù)據(jù)量(即比特?cái)?shù)),以便節(jié)省圖像傳輸,處理時(shí)間和減少所占的儲(chǔ)存器容量.圖像增強(qiáng)和復(fù)原:圖像增強(qiáng)和復(fù)原的目的是為了提高圖像的質(zhì)量,如去除噪聲,提高圖像的清晰度等.圖像分割:圖像分割是將圖像中有意義的特征部分提取出來,其有意義的特征有圖像中的邊緣,區(qū)域等,這是進(jìn)一步進(jìn)行圖像識(shí)別、分析和理解的基礎(chǔ)。圖像描述：最簡(jiǎn)單的二值圖像課采用其集合特征描述物體的特征，一般圖像的描述方法采用二維形狀描述，它有邊界描述和區(qū)域描述兩類方法。圖像的識(shí)別：圖像識(shí)別（分類）屬于模式識(shí)別的范疇，其主要內(nèi)容是圖像經(jīng)過某些預(yù)處理（增強(qiáng)、復(fù)原、壓縮）后，進(jìn)行圖像分割和特征提取，從而進(jìn)行判決分類。6.3學(xué)時(shí)安排第一周：周一，緒論；周四，圖像處理的基本概念。第二周：周一，空域和頻域的變換；周四，空域和頻域的變換。第三周：周一，圖像增強(qiáng)；周四，圖像增強(qiáng)和圖像復(fù)原。第四周：周一，圖像復(fù)原；周四，圖像編碼。第五周：周一，圖像編碼；周四，圖像編碼。第六周：周一，圖像分割；周四，圖像分割。第七周：周一，形態(tài)學(xué)；周四，形態(tài)學(xué)。第八周：周一，其他及輔導(dǎo)答疑；周四，輔導(dǎo)答疑。7.課程實(shí)施7.1教學(xué)單元一教學(xué)目標(biāo)1.讓學(xué)生了解什么是圖形圖像處理。圖像處理(imageprocessing)，用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行分析，以達(dá)到所需結(jié)果的技術(shù)。又稱影像處理。圖像處理一般指數(shù)字圖像處理。數(shù)字圖像是指用工業(yè)相機(jī)、攝像機(jī)、掃描儀等設(shè)備經(jīng)過拍攝得到的一個(gè)大的二維數(shù)組，該數(shù)組的元素稱為像素，其值稱為灰度值。圖像處理技術(shù)的一般包括圖像壓縮，增強(qiáng)和復(fù)原，匹配、描述和識(shí)別3個(gè)部分。常見的系統(tǒng)有康耐視系統(tǒng)、圖智能系統(tǒng)等，目前是正在逐漸興起的技術(shù)。2.讓學(xué)生明白為什么要學(xué)習(xí)圖形圖像處理。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和相關(guān)理論的不斷完善，數(shù)字圖像處理技術(shù)在許多應(yīng)用領(lǐng)域受到廣泛重視并取得了重大的開拓性成就。3.讓學(xué)生掌握?qǐng)D形圖像處理的基本概念。了解進(jìn)行對(duì)圖像復(fù)原、校正、增強(qiáng)、統(tǒng)計(jì)分析、分類和識(shí)別4.讓學(xué)生對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中圖像的的本質(zhì)有新的認(rèn)識(shí)。5.培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，善于從新的角度把握事物。教學(xué)內(nèi)容本單元的主要內(nèi)容有以下幾點(diǎn)：1.圖像：圖象(image)是泛指照片、動(dòng)畫等等形成視覺景象的事物。圖象與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的圖形的區(qū)別是：計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是從建立數(shù)學(xué)模型到生成圖形，而圖象通常是指從外界產(chǎn)生的圖形?？陀^世界是三維空間，但一般圖象是二維的。二維圖象在反映三維世界的過程中必然丟失了部分信息。即使是記錄下來的信息也可能有失真，甚至于難以識(shí)別物體。因此，需要從圖象中恢復(fù)和重建信息，分析和提取圖象的數(shù)學(xué)模型，以至于形成人們對(duì)于圖象記錄下的事物有正確和深刻的認(rèn)識(shí)。這個(gè)過程就成為圖象處理過程。2.圖像技術(shù)：圖象技術(shù)是與圖象有關(guān)部門的技術(shù)的總稱。它是一類綜合技術(shù)工程。它包括圖象的采集、獲取、編碼、存儲(chǔ)和傳輸、圖象的生成、顯示和輸出、圖象的變換、增強(qiáng)、恢復(fù)和重建、圖象的分割、目標(biāo)的檢測(cè)、表達(dá)和描述、特征的提取、圖象的分類、識(shí)別、圖象模型的建立和匹配、圖象和場(chǎng)景的理解。狹義的數(shù)字圖象處理是指圖象的增強(qiáng)、恢復(fù)和重建，操作的對(duì)象是圖象的象素，輸出的是圖象。3.圖像工程：它是由圖像處理、圖像分析和圖像理解三個(gè)系統(tǒng)所組成。圖像處理包括圖像采集和從圖像到圖像的變換，以改善主觀的視覺效果和為圖像分析和圖像理解作初步的處理。圖像分析是從圖像中取出感興趣的數(shù)據(jù)，以描述圖像中目標(biāo)的特點(diǎn)。圖像理解是在圖像分析的基礎(chǔ)上研究各目標(biāo)的性質(zhì)和相互關(guān)系，以得出圖像內(nèi)容的理解和對(duì)原場(chǎng)景的解釋。圖像處理、圖像分析和圖像理解是處在從低到高的三個(gè)不同的抽象程度上的過程。本課程著重于圖像處理和分析系統(tǒng)。4.圖像文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（重點(diǎn)）一個(gè)完整的圖象處理程序的基本功能有:打開圖象文件、顯示圖象、對(duì)圖象文件進(jìn)行指定的處理、存儲(chǔ)圖象文件。由于圖象文件比較大，通常需要在儲(chǔ)存前進(jìn)行壓縮。所以打開和存儲(chǔ)圖象文件涉及到文件的格式。圖像文件指包含圖像數(shù)據(jù)的文件。文件內(nèi)除圖像數(shù)據(jù)本身以外，一般還有圖像的描述信息，以便圖像的讀取和顯示。表示圖像常用矢量形式或光柵形式。矢量形式中圖像用一系列線段或線段的組合體來表示，線段的灰度可以不同，組合體的各部分可用不同的灰度來填充。矢量形式文件中有一系列的命令和數(shù)據(jù)，執(zhí)行的結(jié)果是畫出圖像來。教學(xué)過程首先介紹什么是圖像，以及為什么學(xué)習(xí)該門課程以及一些簡(jiǎn)單的例子。如下例。上邊的圖象是圖象處理技術(shù)中常用來檢驗(yàn)計(jì)算機(jī)算法的實(shí)際效果的標(biāo)準(zhǔn)圖象。這幅圖象的名稱是lenna。它是由一組數(shù)字組成的。原圖象的寬和高都是256個(gè)象素，每象素有八位。它在BMP格式下有約66K字節(jié)的大小。然后介紹圖像處理的和分析系統(tǒng)的幾個(gè)模塊：圖像采集模塊、圖像顯示模塊、圖像存儲(chǔ)模塊、圖像通訊模塊和圖像處理和分析模塊。具體如下：圖象采集模塊 CCD圖象顯示模塊 CRT，LCD圖象存儲(chǔ)模塊 內(nèi)存、幀緩存、硬盤圖象通訊模塊 LAN、WAN圖象處理和分析模塊然后重點(diǎn)了圖片的一些格式：pgm格式：這是一幅pgm格式的照片這是pgm格式彩色照片16進(jìn)位制部分代碼。原代碼是不分行的字符串。這里寫成分行的形式(注意：LF=換行；SP=空格；#=注解行)：0x500x350x0A表示P5(LF);0x230x200x200x49…0x0A表示#(SP)(SP)I…(LF);0x360x340x300x200x340x380x300x0A表示640(SP)480(LF);0x320x350x350x0A表示255(LF)0x270x27…表示23,23,…(像素灰度值)pgm格式的數(shù)字圖像文件是美國計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)圖像處理教學(xué)和研究的常用格式，雖然文件體積比較大，但是像素直接與數(shù)字相聯(lián)系，易于檢查和修改。它由兩部分組成：1、第一部分是文件頭，它由若干行組成：第一行說明文件的類型，例如，P2（表示黑白圖像）或P5（表示彩色圖像）；接著是以#開頭的注解行，在軟件打開圖像時(shí)不執(zhí)行注解行，可以沒有注解行，或有多個(gè)以#開頭的注解行；注解行后的第一行指定數(shù)字圖像的大小，例如，640480（寬640個(gè)像素，高480個(gè)像素，中間有一個(gè)空格）；接下來的一行指定圖像的灰度等級(jí)，例如，255。各行的結(jié)尾沒有標(biāo)點(diǎn)符號(hào)。2、第二部分是不再分段的位圖列陣，例如，在256灰度的場(chǎng)合，P2類型是一個(gè)像素一個(gè)字節(jié)（8位），P5類型是一個(gè)像素三個(gè)字節(jié)（R、G、B各8位）。然后介紹bmp(Bitmap)格式：bmp格式又稱位圖文件。由三部分組成：位圖文件頭、位圖信息和位圖列陣。位圖文件頭有54個(gè)字節(jié)長(zhǎng)，它給出文件的類型、大小和位圖的起始位置等。位圖信息給出圖像的長(zhǎng)、寬和每個(gè)像素的位數(shù)（1，4，8，24）、壓縮方法、目標(biāo)設(shè)備的水平和垂直分辨率。位圖列陣給出原始像素的值。另外，有一些常用的壓縮文件格式，如：GIF(8位)、TIFF、JPEG等等。BMP(Bitmap-File)圖形文件是Windows采用的圖形文件格式，在Windows環(huán)境下運(yùn)行的所有圖象處理軟件都支持BMP圖象文件格式。Windows系統(tǒng)內(nèi)部各圖像繪制操作都是以BMP為基礎(chǔ)的。Windows3.0以前的BMP圖文件格式與顯示設(shè)備有關(guān)，因此把這種BMP圖象文件格式稱為設(shè)備相關(guān)位圖DDB(device-dependentbitmap)文件格式。Windows3.0以后的BMP圖象文件與顯示設(shè)備無關(guān)，因此把這種BMP圖象文件格式稱為設(shè)備無關(guān)位圖DIB(device-independentbitmap)格式（注：Windows3.0以后，在系統(tǒng)中仍然存在DDB位圖，象BitBlt()這種函數(shù)就是基于DDB位圖的。下面是一個(gè)Matlab程序：%打開蝴蝶圖象,進(jìn)行Fourier變換h=imread('butterfly.jpg'); %openanimagefigure; imshow(h);%因?yàn)閳D像的格式uint8不能做加減法,%所以需要把格式uint8變成格式doubleh=double(h);[m,n,p]=size(h);hf=fftshift(fft2(h)); %2DFourier變換,得到2D復(fù)數(shù)值圖像hfa=log(abs(hf)); %模的圖像,用log來調(diào)整灰度的對(duì)比度%求出模的灰度最大值，從而把其灰度的值域變?yōu)閇0，255]m=max(max(max(hfa)));hfa=hfa*255/m;figure;imshow(uint8(hfa));Imwrite(uint8(hfa),’butterfly_fft.jpg’,’jpg’);圖.1教學(xué)方法本單元的教學(xué)方法主要是講授法和演示法。首先就給同學(xué)講一些關(guān)于現(xiàn)實(shí)生活中的一些實(shí)際的關(guān)于圖像處理的一些情況。通過講解，讓同學(xué)們了解圖像處理的的一些基本的信息。同學(xué)們也會(huì)有一些關(guān)于這面的的一些疑惑。從圖像處理的起源發(fā)展到目前圖像處理的趨勢(shì)每以及未來前景的把握，同學(xué)們都有一個(gè)新的認(rèn)識(shí)。在講解圖像處理的的應(yīng)用領(lǐng)域時(shí)候，介紹時(shí)應(yīng)重點(diǎn)突出，這也會(huì)激起學(xué)生對(duì)于知識(shí)的探索以及開拓學(xué)生的視野。課堂中給學(xué)生展示一些圖片，區(qū)分各個(gè)圖片格式的特點(diǎn)，以及怎么選擇圖片的格式。然后邊講解關(guān)于圖像處理的基礎(chǔ)知識(shí)。介紹MATLAB對(duì)于圖像處理的特點(diǎn)。演示了MATLAB的工具箱，在MATLAB中的圖片的輸入輸出等。在做了以上的步驟后，學(xué)生對(duì)于圖像處理的基本信息及要求，還有所用軟件的了解也比較清楚了，對(duì)于今后的課堂學(xué)習(xí)，或者學(xué)生自己課后學(xué)習(xí)都有較大的幫助。作業(yè)安排及課后反思課后作業(yè)：1.復(fù)習(xí)今天所學(xué)的內(nèi)容；2.自己在MATLAB上熟悉圖像處理的工具箱。課后反思：本單元的成功之處在于，再通過講解之后，學(xué)生能夠清楚明了的認(rèn)識(shí)本單元的知識(shí)。課堂教學(xué)抑或超乎所想的順利，抑或不盡人意。一堂課可因教師一句幽默奇妙的導(dǎo)語而使課堂氣氛空前活躍；可因教師一個(gè)手勢(shì)、一個(gè)眼神而令故事情趣大增；可因一種新教法的采用而收到意想不到的效果；或因講得多而學(xué)生興趣全無；也可因一個(gè)環(huán)節(jié)的遺漏或疏忽而走錯(cuò)路、走回頭路等。再者，“因”與“果”是相互作用的。所以，不管是得是失，教師皆應(yīng)實(shí)話實(shí)說，將其記錄在案，以期在往后的教學(xué)工作中安排更周到、操作更自如，少走彎路、不走回頭路。教與學(xué)是兩種個(gè)體間發(fā)生的知識(shí)傳遞關(guān)系。教師起主導(dǎo)作用，學(xué)生則為學(xué)習(xí)主體。教師的情緒、教師的舉手投足、教師對(duì)教材對(duì)學(xué)生對(duì)教法了解的深淺等都直接作用于學(xué)生，影響著課堂氣氛與授課效果。相反，學(xué)生的注意力情況、學(xué)生的疲勞狀態(tài)、學(xué)生的知識(shí)差異等也反作用于教師。此二者同時(shí)存在，相互作用，彼此牽制，影響著課堂效果。鑒于此，課畢就該及時(shí)反饋，將課堂上師生表現(xiàn)與授課質(zhì)量進(jìn)行及時(shí)分析、綜合登記，以幫助自己在日后備課、授課時(shí)能對(duì)“師”與“生”的情況作更全面的分析。課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求課前自己認(rèn)真查看自己的課件是否有遺漏或者失誤，檢查無誤后再去讀相關(guān)的專業(yè)資料。深入了解圖像處理的基礎(chǔ)知識(shí)。例如圖像工程，它是由圖像處理、圖像分析和圖像理解三個(gè)系統(tǒng)所組成。圖像處理包括圖像采集和從圖像到圖像的變換，以改善主觀的視覺效果和為圖像分析和圖像理解作初步的處理。圖像分析是從圖像中取出感興趣的數(shù)據(jù)，以描述圖像中目標(biāo)的特點(diǎn)。圖像理解是在圖像分析的基礎(chǔ)上研究各目標(biāo)的性質(zhì)和相互關(guān)系，以得出圖像內(nèi)容的理解和對(duì)原場(chǎng)景的解釋。圖像處理、圖像分析和圖像理解是處在從低到高的三個(gè)不同的抽象程度上的過程。還有圖像文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。一個(gè)完整的圖象處理程序的基本功能有:打開圖象文件、顯示圖象、對(duì)圖象文件進(jìn)行指定的處理、存儲(chǔ)圖象文件。由于圖象文件比較大，通常需要在儲(chǔ)存前進(jìn)行壓縮。所以打開和存儲(chǔ)圖象文件涉及到文件的格式。圖像文件指包含圖像數(shù)據(jù)的文件。文件內(nèi)除圖像數(shù)據(jù)本身以外，一般還有圖像的描述信息，以便圖像的讀取和顯示。表示圖像常用矢量形式或光柵形式。矢量形式中圖像用一系列線段或線段的組合體來表示，線段的灰度可以不同，組合體的各部分可用不同的灰度來填充。矢量形式文件中有一系列的命令和數(shù)據(jù)，執(zhí)行的結(jié)果是畫出圖像來。參考資料數(shù)字圖像處理（岡撒雷斯第三版）第一章數(shù)字圖像處理（李介谷，上海交大版）第一章7.2教學(xué)單元二教學(xué)目標(biāo)1.讓學(xué)生了解什么是圖形圖像變換。為了用正交函數(shù)或正交矩陣表示圖像而對(duì)原圖像所作的二維線性可逆變換。一般稱原始圖像為空間域圖像，稱變換后的圖像為轉(zhuǎn)換域圖像，轉(zhuǎn)換域圖像可反變換為空間域圖像。圖像處理中所用的變換都是酉變換，即變換核滿足正交條件的變換。經(jīng)過酉變換后的圖像往往更有利于特征抽取、增強(qiáng)、壓縮和圖像編碼。2.讓學(xué)生明白為什么要學(xué)習(xí)圖形圖像變換。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和相關(guān)理論的不斷完善，數(shù)字圖像處理技術(shù)在許多應(yīng)用領(lǐng)域受到廣泛重視并取得了重大的開拓性成就。3.讓學(xué)生掌握?qǐng)D形圖像變換的基本概念。了解進(jìn)行對(duì)圖像傅立葉變換，沃爾什-阿達(dá)瑪變換，離散卡夫納－勒維變換等。4.讓學(xué)生對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中圖像的的本質(zhì)有新的認(rèn)識(shí)。5.培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，善于從新的角度把握事物。教學(xué)內(nèi)容本單元主要有以下幾點(diǎn)內(nèi)容：1.人眼的亮度與視覺：主觀亮度和主觀適應(yīng)性由于數(shù)字圖象以客觀亮度顯示圖象，人眼以主觀亮度感受取得視覺，所以人眼的亮度適應(yīng)性影響了圖象處理的結(jié)果。人眼的視覺系統(tǒng)能適應(yīng)的光的亮度等級(jí)從可以看見的昏暗到眩目相差能達(dá)到1010等級(jí)。但是人眼并不能同時(shí)在這么大的范圍內(nèi)看清物體，而只能在同一時(shí)間內(nèi)適應(yīng)一個(gè)小的亮度變化范圍（106等級(jí)）。圖.2人眼的主觀亮度是非線性的，例如Mach帶2.顏色視覺：根據(jù)人眼的結(jié)構(gòu)，所有的顏色是三種基本顏色的不同組合．圖.3所有的顏色可以看作是三種基本顏色的迭加，也可以看作三種補(bǔ)色（從白色中除去某種顏色）的迭加3.成像變換（重點(diǎn)及難點(diǎn)）4.采樣和量化一幅圖像需要經(jīng)過離散化成為數(shù)字圖像后才能被計(jì)算機(jī)處理。圖像的空間坐標(biāo)的離散化叫做空間采樣,灰度的離散化叫做灰度量化。5.像素間聯(lián)系關(guān)系主要有等價(jià)關(guān)系和傳遞閉包：定義：在集合A上的二元關(guān)系R,記為aRb，a,bA,稱為等價(jià)關(guān)系，如果R具有如下性質(zhì)：自反性對(duì)每個(gè)a,成立aRa; 對(duì)稱性aRb當(dāng)且僅當(dāng)bRa; 傳遞性aRb和bRc蘊(yùn)涵著aRc?？梢杂沘Rb為(a,b).6.算術(shù)和邏輯運(yùn)算7.坐標(biāo)變換教學(xué)過程本單元首先介紹人眼的亮度與視覺：主觀亮度和主觀適應(yīng)性由于數(shù)字圖象以客觀亮度顯示圖象，人眼以主觀亮度感受取得視覺，所以人眼的亮度適應(yīng)性影響了圖象處理的結(jié)果。人眼的視覺系統(tǒng)能適應(yīng)的光的亮度等級(jí)從可以看見的昏暗到眩目相差能達(dá)到1010等級(jí)。但是人眼并不能同時(shí)在這么大的范圍內(nèi)看清物體，而只能在同一時(shí)間內(nèi)適應(yīng)一個(gè)小的亮度變化范圍（106等級(jí)）。然后介紹顏色視覺：顏色視覺，是光譜上380～760納米(nm)波長(zhǎng)的輻射能量作用于人的視覺器官所產(chǎn)生的顏色感覺，又稱色覺。在可見光譜上從長(zhǎng)波端到短波端依次產(chǎn)生的色覺為紅、橙、黃、綠、藍(lán)、紫（見表）。相鄰的顏色間還存在著各種中間色，如橙黃、綠藍(lán)等。人眼對(duì)光譜各波長(zhǎng)的辨別能力是很不一樣的，對(duì)光譜某些部位，如480納米和565納米特別敏感，在這兩個(gè)部位上，波長(zhǎng)變化不到1納米人眼便可看出顏色的差別,而比較不敏感的部位是在540納米附近及光譜的兩端。在整個(gè)光譜上人們可以分辨100多種不同的顏色。物體表面的顏色取決于物體反射和吸收照射在其上的光波的情況。一個(gè)表面在白光照射下呈現(xiàn)紅色，是由于它吸收了短波長(zhǎng)的光而反射了長(zhǎng)波長(zhǎng)的光。再介紹成像變換：ＯＯＸＺ設(shè)是３Ｄ空間中的任意點(diǎn)的坐標(biāo)，，根據(jù)相似三角形的性質(zhì)，再利用的其次坐標(biāo)，令同理求得和其中沒有左邊分量，所以無法表示３Ｄ的點(diǎn)。如果能知道額外的深度信息ｚ，那么就能表示３Ｄ的點(diǎn)，其中再接著講像素間聯(lián)系：關(guān)系主要有等價(jià)關(guān)系和傳遞閉包：定義：在集合A上的二元關(guān)系R,記為aRb，a,bA,稱為等價(jià)關(guān)系，如果R具有如下性質(zhì)：自反性對(duì)每個(gè)a,成立aRa; 對(duì)稱性aRb當(dāng)且僅當(dāng)bRa; 傳遞性aRb和bRc蘊(yùn)涵著aRc?？梢杂沘Rb為(a,b).接下來是講常用的邏輯運(yùn)算有 （1）與（AND） （2）或（OR） （3）補(bǔ)（NOT)教學(xué)方法本單元的教學(xué)方法主要是講授法和演示法。首先就給同學(xué)講一些關(guān)于現(xiàn)實(shí)生活中的一些實(shí)際的關(guān)于圖像處理的一些情況。通過講解，讓同學(xué)們了解圖像處理的的一些基本的信息。同學(xué)們也會(huì)有一些關(guān)于這面的的一些疑惑。從圖像處理的起源發(fā)展到目前圖像處理的趨勢(shì)每以及未來前景的把握，同學(xué)們都有一個(gè)新的認(rèn)識(shí)。講解圖像中的像素點(diǎn)，加深學(xué)生對(duì)圖像的理解，在以后對(duì)圖像處理的思想上會(huì)給學(xué)生一個(gè)很大的幫助，在講解圖像處理的的應(yīng)用領(lǐng)域時(shí)候，介紹時(shí)應(yīng)重點(diǎn)突出，這也會(huì)激起學(xué)生對(duì)于知識(shí)的探索以及開拓學(xué)生的視野。課堂中給學(xué)生展示一些圖片，區(qū)分各個(gè)圖片格式的特點(diǎn)，以及怎么選擇圖片的格式。然后邊講解關(guān)于圖像處理的基礎(chǔ)知識(shí)。介紹MATLAB對(duì)于圖像處理的特點(diǎn)。演示了MATLAB的工具箱，在MATLAB中的圖片的輸入輸出等。在做了以上的步驟后，學(xué)生對(duì)于圖像處理的基本信息及要求，還有所用軟件的了解也比較清楚了，對(duì)于今后的課堂學(xué)習(xí)，或者學(xué)生自己課后學(xué)習(xí)都有較大的幫助。作業(yè)安排及課后反思課后作業(yè)：1.復(fù)習(xí)今天所學(xué)的內(nèi)容；2.自己在MATLAB上熟悉圖像處理的工具箱。3.課后對(duì)課堂上的實(shí)例進(jìn)行操作。課后反思：本單元的成功之處在于，再通過講解之后，學(xué)生能夠清楚明了的認(rèn)識(shí)本單元的知識(shí)。課堂教學(xué)抑或超乎所想的順利，抑或不盡人意。一堂課可因教師一句幽默奇妙的導(dǎo)語而使課堂氣氛空前活躍；可因教師一個(gè)手勢(shì)、一個(gè)眼神而令故事情趣大增；可因一種新教法的采用而收到意想不到的效果；或因講得多而學(xué)生興趣全無；也可因一個(gè)環(huán)節(jié)的遺漏或疏忽而走錯(cuò)路、走回頭路等。再者，“因”與“果”是相互作用的。所以，不管是得是失，教師皆應(yīng)實(shí)話實(shí)說，將其記錄在案，以期在往后的教學(xué)工作中安排更周到、操作更自如，少走彎路、不走回頭路。教與學(xué)是兩種個(gè)體間發(fā)生的知識(shí)傳遞關(guān)系。教師起主導(dǎo)作用，學(xué)生則為學(xué)習(xí)主體。教師的情緒、教師的舉手投足、教師對(duì)教材對(duì)學(xué)生對(duì)教法了解的深淺等都直接作用于學(xué)生，影響著課堂氣氛與授課效果。相反，學(xué)生的注意力情況、學(xué)生的疲勞狀態(tài)、學(xué)生的知識(shí)差異等也反作用于教師。此二者同時(shí)存在，相互作用，彼此牽制，影響著課堂效果。鑒于此，課畢就該及時(shí)反饋，將課堂上師生表現(xiàn)與授課質(zhì)量進(jìn)行及時(shí)分析、綜合登記，以幫助自己在日后備課、授課時(shí)能對(duì)“師”與“生”的情況作更全面的分析。課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求課前自己認(rèn)真查看自己的課件是否有遺漏或者失誤，檢查無誤后再去讀相關(guān)的專業(yè)資料。深入了解圖像處理的基礎(chǔ)知識(shí)。查閱一些圖像變換的相關(guān)算法等等。例如實(shí)現(xiàn)圖像變換的手段有數(shù)字和光學(xué)兩種形式，它們分別對(duì)應(yīng)二維離散和連續(xù)函數(shù)運(yùn)算。數(shù)字變換在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行，提高運(yùn)算速度是這種方式的關(guān)鍵。常用的有三種變換方法。①傅里葉變換：它是應(yīng)用最廣泛和最重要的變換。它的變換核是復(fù)指數(shù)函數(shù)，轉(zhuǎn)換域圖像是原空間域圖像的二維頻譜，其“直流”項(xiàng)與原圖像亮度的平均值成比例，高頻項(xiàng)表征圖像中邊緣變化的強(qiáng)度和方向。為了提高運(yùn)算速度，計(jì)算機(jī)中多采用傅里葉快速算法。②沃爾什-阿達(dá)瑪變換：它是一種便于運(yùn)算的變換。變換核是值+1或-1的有序序列。這種變換只需要作加法或減法運(yùn)算,不需要象傅里葉變換那樣作復(fù)數(shù)乘法運(yùn)算,所以能提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度，減少存儲(chǔ)容量。這種變換已有快速算法，能進(jìn)一步提高運(yùn)算速度。③離散卡夫納－勒維變換：它是以圖像的統(tǒng)計(jì)特性為基礎(chǔ)的變換，又稱霍特林變換或本征向量變換。變換核是樣本圖像的協(xié)方差矩陣的特征向量。這種變換用于圖像壓縮、濾波和特征抽取時(shí)在均方誤差意義下是最優(yōu)的。但在實(shí)際應(yīng)用中往往不能獲得真正協(xié)方差矩陣，所以不一定有最優(yōu)效果。它的運(yùn)算較復(fù)雜且沒有統(tǒng)一的快速算法。除上述變換外，余弦變換、正弦變換、哈爾變換和斜變換也在圖像處理中得到應(yīng)用。參考資料數(shù)字圖像處理（岡撒雷斯第三版）第二章數(shù)字圖像處理（李介谷，上海交大版）第二章7.3教學(xué)單元三教學(xué)目標(biāo)1.讓學(xué)生了解什么是圖形圖像的像素。像素越大，分辨率越高，照片越清晰，可輸出照片尺寸也可以越大。2.讓學(xué)生明白為什么要學(xué)習(xí)圖形圖像像素對(duì)于圖像學(xué)習(xí)的重要性。3.讓學(xué)生掌握?qǐng)D形圖像像素的基本表示。圖像分辨率為數(shù)碼相機(jī)可選擇的成像大小及尺寸，單位為dpi。常見的有640x480；1024x768；1600x1200；2048x1536。在成像的兩組數(shù)字中，前者為圖片寬度，后者為圖片的高度，兩者相乘得出的是圖片的像素。長(zhǎng)寬比一般為4：3。在大部分?jǐn)?shù)碼相機(jī)內(nèi)，可以選擇不同的分辨率拍攝圖片。一臺(tái)數(shù)碼相機(jī)的像素越高，其圖片的分辨率越大。分辨率和圖象的像素有直接的關(guān)系，一張分辨率為640x480的圖片，那它的像素就達(dá)到了307200，也就是我們常說的30萬像素，而一張分辨率為1600x1200的圖片，它的像素就是200萬。這樣，我們就知道，分辨率表示的是圖片在長(zhǎng)和寬上占的點(diǎn)數(shù)的單位。一臺(tái)數(shù)碼相機(jī)的最高分辨率就是其能夠拍攝最大圖片的面積。在技術(shù)上說，數(shù)碼相機(jī)能產(chǎn)生在每寸圖像內(nèi)，點(diǎn)數(shù)最多的圖片，通常以dpi為單位，英文為Dotperinch。分辨率越大，圖片的面積越大。4.讓學(xué)生對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中圖像的的本質(zhì)有新的認(rèn)識(shí)。5.培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，善于從新的角度把握事物。教學(xué)內(nèi)容本單元的內(nèi)容主要有以下幾點(diǎn)：1.像素間的聯(lián)系：（重點(diǎn)）一個(gè)象素的鄰域是指該象素周圍的象素集合。一個(gè)象素p的周圍有八個(gè)象素，它們共同組成了該象素的8-鄰域N8(p)。一個(gè)象素與上下左右的四個(gè)象素組成了4-鄰域N4(p)。一個(gè)象素與四個(gè)角上的象素組成了對(duì)角鄰域ND(p)。同類灰度的象素間的鄰接，連接和連通問題：兩個(gè)象素彼此落在對(duì)方的4-鄰域內(nèi)，稱為4-連接兩個(gè)象素彼此落在對(duì)方的8-鄰域內(nèi)，稱為8-連接如果兩個(gè)象素或者是4-連接，或者不是4-連接但落在對(duì)方的對(duì)角鄰域ND(p)內(nèi)，那么稱為混合連接（m-連接）?；旌线B接可以避免8-連接造成的多路問題。兩個(gè)象素集合的連通是指它們?cè)谥付ǖ泥徲騼?nèi)有一條通路。例如圖中的左上角和右下角按4-連接是不連通的；按m-連接是連通的；按8-連接是連通的,但是道路不是唯一的。兩個(gè)象素p和q之間的距離即滿足下列三個(gè)條件的一個(gè)函數(shù)D： D(p,q)30，當(dāng)且僅當(dāng)p=q時(shí)D(p,q)=0. D(p,q)=D(q,p), D(p,q)+D(q,r)3D(p,r).DE(p,q)表示p=(x_p,y_p)和q=(x_q,y_q)之間的歐氏距離DE(p,q)=[(x_p–x_q)2+(y_p–y_q)2]1/2D4(p,q)表示1-范數(shù)下的距離D4(p,q)=|x_p–x_q|+|y_p–y_q|.D8(p,q)表示￥-范數(shù)下的距離 D4(p,q)=max{|x_p–x_q|,|y_p–y_q|}.2.基本坐標(biāo)變換：（難點(diǎn)）在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中已經(jīng)講過。基本的坐標(biāo)變換是平移、伸縮、旋轉(zhuǎn)。3.形態(tài)變換形態(tài)變換是將平面區(qū)域映射到平面區(qū)域的變換。仿射變換的性質(zhì)：仿射變換把原點(diǎn)映射為(t1,t2,1)，一般不再是原點(diǎn)。所以一般的仿射變換不是線性變換。如果做一個(gè)平移變換，使上面公式中的t=0，那么仿射變換就是任何的非奇異矩陣A。另一方面，仿射變換的形式也說明它不包含投視投影。因此，它是三種基本變換的連乘，而具有如下的性質(zhì)。（1）仿射變換將有限點(diǎn)映射成有限點(diǎn)。（2）仿射變換將直線變成直線。（3）仿射變換將平行直線映射成平行直線。（4）當(dāng)區(qū)域P和Q是沒有退化的三角形時(shí)，有唯一的仿射變換A將P變成Q。特殊的仿射變換：相似變換當(dāng)上述仿射變換中A=sR時(shí)稱為相似變換，其中，s是實(shí)數(shù)，R是旋轉(zhuǎn)變換。當(dāng)s=±1和R為正交矩陣時(shí)上述仿射變換稱為剛體變換，屬于等距變換。當(dāng)s=1和R為正交矩陣時(shí)上述仿射變換稱為歐氏變換。仿射變換的另一種說法：一個(gè)經(jīng)過平移的非奇異線性變換。4.幾何失真校正采樣的過程中圖象中象素之間的空間位置可能發(fā)生變化，產(chǎn)生幾何失真。我們需要校正幾何失真。設(shè)原圖象在(x,y)處的灰度為f(x,y)，失真后變成在(x￠,y￠)處的灰度g(x￠,y￠)。因此，校正幾何失真包括兩部分：（1）空間變換把點(diǎn)(x￠,y￠)恢復(fù)到位置(x,y)（2）灰度插值把灰度g(x￠,y￠)恢復(fù)到f(x,y)。教學(xué)過程本單元首先介紹像素間聯(lián)系：

位于坐標(biāo)(x,y)的一個(gè)像素p有4個(gè)水平和垂直的相鄰像素，這個(gè)像素集稱為p的4鄰域，用N4(p)表示。

圖1

P的四個(gè)對(duì)角相鄰元素用ND(p)表示，

圖2

兩個(gè)表，8個(gè)點(diǎn)合起來稱為點(diǎn)p的8鄰域，用N8(p)表示。接下來介紹坐標(biāo)變換：圖像的坐標(biāo)變換在以前講過，本單元稍作復(fù)習(xí)。下面講圖像的形態(tài)變換：形態(tài)變換主要講他的幾個(gè)重要性質(zhì)：（1）仿射變換將有限點(diǎn)映射成有限點(diǎn)。（2）仿射變換將直線變成直線。（3）仿射變換將平行直線映射成平行直線。（4）當(dāng)區(qū)域P和Q是沒有退化的三角形時(shí)，有唯一的仿射變換A將P變成Q。接下來再講幾何失真校正的幾種主要方法。第一種方法，最近鄰插值算法，最簡(jiǎn)單的插值法是最近鄰插值法，也叫零階插值法。即選擇離它所映射到的位置最近的輸入像素的灰度值為插值結(jié)果。對(duì)二維圖像，是取待測(cè)樣點(diǎn)周圍4個(gè)相鄰像素點(diǎn)中距離最近1個(gè)相鄰點(diǎn)的灰度值作為待測(cè)樣點(diǎn)的像素值。若幾何變換后輸出圖像上坐標(biāo)為(x′,y′)的對(duì)應(yīng)位置為（m，n）。，第二種方法，雙線性插值算法。雙線性插值又叫一階插值法，它要經(jīng)過三次插值才能獲得最終結(jié)果，是對(duì)最近鄰插值法的一種改進(jìn)，先對(duì)兩水平方向進(jìn)行一階線性插值，然后再在垂直方向上進(jìn)行一階線性插值。插值算法所應(yīng)用的領(lǐng)域較多，對(duì)圖像進(jìn)行縮放處理是比較典型的應(yīng)用，由于圖像像素的灰度值是離散的,因此一般的處理方法是對(duì)原來在整數(shù)點(diǎn)坐標(biāo)上的像素值進(jìn)行插值生成連續(xù)的曲面,然后在插值曲面上重新采樣以獲得縮放圖像像素的灰度值。縮放處理從輸出圖像出發(fā)，采用逆向映射方法，即在輸出圖像中找到與之對(duì)應(yīng)的輸入圖像中的某個(gè)或某幾個(gè)像素，采用這種方法能夠保證輸出圖像中的每個(gè)像素都有一個(gè)確定值，否則，如果從輸入圖像出發(fā)來推算輸出圖像，輸出圖像的像素點(diǎn)可能出現(xiàn)無灰度值的情況。因?yàn)?，?duì)圖像進(jìn)行縮放處理時(shí)輸出圖像像素和輸入圖像之間可能不再存在著一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。下面比較兩種算法：k=input('請(qǐng)輸入倍率:\n');I=imread('eight.tif');imshow(I);title('原圖像')[mn]=size(I);m1=k*m;n1=k*n;%最近鄰點(diǎn)法J=zeros(m1,n1);fori=1:m1forj=1:n1x=round(i*1/k);y=round(j*1/k);J(i,j)=I(x,y);endendJ=uint8(J);%figure;subplot(121);imshow(J);title('最近鄰點(diǎn)法變換后的圖像')figure;imshow(J);title('最近鄰點(diǎn)法變換后的圖像')%雙線性插值法J1=zeros(m1,n1);fori=1:m1x1=abs(i/k-floor(i/k));x2=floor(i/k);ifx2>=mx2=m-1;endifx2<1x2=1;endforj=1:n1y1=abs(j/k-floor(j/k));y2=floor(j/k);ify2>=ny2=n-1;endify2<1y2=1;endJ1(i,j)=(1-x1)*(1-y1)*I(x2,y2)+x1*(1-y1)*I(x2+1,y2)+(1-x1)*y1*I(x2,y2+1)+x1*y1*I(x2+1,y2+1);endendJ1=uint8(J1);%subplot(122);imshow(J1);title('雙線性插值法變換后的圖像')figure;imshow(J1);title('雙線性插值法變換后的圖像')教學(xué)方法本單元的教學(xué)方法主要是講授法和演示法。首先就給同學(xué)講一些關(guān)于現(xiàn)實(shí)生活中的一些實(shí)際的關(guān)于圖像處理的一些情況。通過講解，讓同學(xué)們了解圖像處理的的一些基本的信息。同學(xué)們也會(huì)有一些關(guān)于這面的的一些疑惑。從圖像處理的起源發(fā)展到目前圖像處理的趨勢(shì)每以及未來前景的把握，同學(xué)們都有一個(gè)新的認(rèn)識(shí)。講解圖像中的像素點(diǎn)，加深學(xué)生對(duì)圖像的理解，在以后對(duì)圖像處理的思想上會(huì)給學(xué)生一個(gè)很大的幫助，在講解圖像處理的的應(yīng)用領(lǐng)域時(shí)候，介紹時(shí)應(yīng)重點(diǎn)突出，這也會(huì)激起學(xué)生對(duì)于知識(shí)的探索以及開拓學(xué)生的視野。課堂中給學(xué)生展示一些圖片，區(qū)分各個(gè)圖片格式的特點(diǎn)，以及怎么選擇圖片的格式。然后邊講解關(guān)于圖像處理的基礎(chǔ)知識(shí)。介紹MATLAB對(duì)于圖像處理的特點(diǎn)。演示了MATLAB的工具箱，在MATLAB中的圖片的輸入輸出等。在做了以上的步驟后，學(xué)生對(duì)于圖像處理的基本信息及要求，還有所用軟件的了解也比較清楚了，對(duì)于今后的課堂學(xué)習(xí)，或者學(xué)生自己課后學(xué)習(xí)都有較大的幫助。作業(yè)安排及課后反思課后作業(yè)：1.復(fù)習(xí)今天所學(xué)的內(nèi)容；2.自己在MATLAB上熟悉圖像處理的工具箱。3.課后對(duì)課堂上的實(shí)例進(jìn)行操作。課后反思：本單元的成功之處在于，再通過講解之后，學(xué)生能夠清楚明了的認(rèn)識(shí)本單元的知識(shí)。課堂教學(xué)抑或超乎所想的順利，抑或不盡人意。一堂課可因教師一句幽默奇妙的導(dǎo)語而使課堂氣氛空前活躍；可因教師一個(gè)手勢(shì)、一個(gè)眼神而令故事情趣大增；可因一種新教法的采用而收到意想不到的效果；或因講得多而學(xué)生興趣全無；也可因一個(gè)環(huán)節(jié)的遺漏或疏忽而走錯(cuò)路、走回頭路等。再者，“因”與“果”是相互作用的。所以，不管是得是失，教師皆應(yīng)實(shí)話實(shí)說，將其記錄在案，以期在往后的教學(xué)工作中安排更周到、操作更自如，少走彎路、不走回頭路。教與學(xué)是兩種個(gè)體間發(fā)生的知識(shí)傳遞關(guān)系。教師起主導(dǎo)作用，學(xué)生則為學(xué)習(xí)主體。教師的情緒、教師的舉手投足、教師對(duì)教材對(duì)學(xué)生對(duì)教法了解的深淺等都直接作用于學(xué)生，影響著課堂氣氛與授課效果。相反，學(xué)生的注意力情況、學(xué)生的疲勞狀態(tài)、學(xué)生的知識(shí)差異等也反作用于教師。此二者同時(shí)存在，相互作用，彼此牽制，影響著課堂效果。鑒于此，課畢就該及時(shí)反饋，將課堂上師生表現(xiàn)與授課質(zhì)量進(jìn)行及時(shí)分析、綜合登記，以幫助自己在日后備課、授課時(shí)能對(duì)“師”與“生”的情況作更全面的分析。課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求課前自己認(rèn)真查看自己的課件是否有遺漏或者失誤，檢查無誤后再去讀相關(guān)的專業(yè)資料。深入了解圖像處理的基礎(chǔ)知識(shí)。查閱一些圖像像素的相關(guān)知識(shí)等等。例如表示圖像分辨率的方法有很多種，這主要取決于不同的用途。下面所要探討的，就是在各種情況下分辨率的表示，以及它們相互間的關(guān)系。1．平面設(shè)計(jì)中分辨率的表示在平面設(shè)計(jì)中，圖像的分辨率以PPI來度量，它和圖像的寬、高尺寸一起決定了圖像文件的大小及圖像質(zhì)量。比如，一幅圖像寬8英寸、高6英寸，分辨率為100PPI，如果保持圖像文件的大小不變，也就是總的像素?cái)?shù)不變，將分辨率降為50PPI，在寬高比不變的情況下，圖像的寬將變?yōu)?6英寸、高將變?yōu)?2英寸。打印輸出變化前后的這兩幅圖，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)后者的幅面是前者的4倍，而且圖像質(zhì)量下降了許多。那么，把這兩幅變化前后的圖送入計(jì)算機(jī)顯示器會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？比如，將它們送入顯示模式為800×600的顯示器顯示，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)這兩幅圖的畫面尺寸一樣，畫面質(zhì)量也沒有區(qū)別。對(duì)于計(jì)算機(jī)的顯示系統(tǒng)來說，一幅圖像的PPI值是沒有意義的，起作用的是這幅圖像所包含的總的像素?cái)?shù)，也就是前面所講的另一種分辨率表示方法：水平方向的像素?cái)?shù)×垂直方向的的像素?cái)?shù)。這種分辨率表示方法同時(shí)也表示了圖像顯示時(shí)的寬高尺寸。前面所講的PPI值變化前后的兩幅圖，它們總的像素?cái)?shù)都是800×600，因此在顯示時(shí)是分辨率相同、幅面相同的兩幅圖像。讀者不妨嘗試一下這個(gè)例子。2．打印輸出時(shí)分辨率的表示在計(jì)算機(jī)中處理的圖像，有時(shí)要輸出印刷。在大多數(shù)印刷方式中，都使用CMYK（品紅、青、黃、黑）四色油墨來表現(xiàn)豐富多彩的色彩，但印刷表現(xiàn)色彩的方式和電視、照片不一樣，它使用一種半色調(diào)點(diǎn)的處理方法來表現(xiàn)圖像的連續(xù)色調(diào)變化，不像后兩者能夠直接表現(xiàn)出連續(xù)色調(diào)的變化。為了方便理解半色調(diào)點(diǎn)的處理方法，我們下面都以黑白照片的處理加以分析。用放大鏡仔細(xì)觀察報(bào)紙上的照片，可以發(fā)現(xiàn)這些照片都是由黑白相間的點(diǎn)構(gòu)成的，而且由于點(diǎn)的大小有所不同使照片表現(xiàn)出了黑白色調(diào)的變化。那么，這些大小不同的點(diǎn)是怎樣形成的呢？這個(gè)問題的答案可從傳統(tǒng)的印刷制版過程原理中找到。根據(jù)印刷行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，印刷上所有的LPI值與原始圖像的PPI值有這樣的關(guān)系，即：PPI值=LPI值×2×印刷圖像的最大尺寸÷原始圖像的最大尺寸。一般說來，只有遵循這一公式，原始圖像才能在印刷中得到較好地反映。印刷中采用的LPI值較為固定，通常報(bào)紙印刷采用75LPI，彩色印刷品使用150LPI或175LPI，因此在1∶1印刷的情況下，針對(duì)不同用途，原始圖像的分辨率應(yīng)分別是150PPI、300PPI和350PPI。實(shí)際上，我們常用的桌面打印機(jī)也大多采用了半色調(diào)點(diǎn)的處理方法，上述公式同樣也是適用的，但在打印過程中它們并沒有使用一個(gè)物理網(wǎng)屏，而是靠數(shù)學(xué)計(jì)算來實(shí)現(xiàn)半色調(diào)點(diǎn)的處理。在這些打印機(jī)中產(chǎn)生的一個(gè)半色調(diào)點(diǎn)，要靠許多打印點(diǎn)來組成，顯然構(gòu)成一個(gè)半色調(diào)點(diǎn)的打印點(diǎn)越多，它所能表現(xiàn)的灰度變化范圍就越大。比如要模擬256級(jí)灰度變化，就需要有16×16=256個(gè)打印點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)半色調(diào)點(diǎn)。但從另一方面看，對(duì)于常用的360DPI的打印機(jī)來說，此時(shí)的行屏幕也就是網(wǎng)線僅為360/16=22.5行，這使得打印圖像中的行十分明顯，同樣影響了圖像質(zhì)量。為此，大多數(shù)打印機(jī)采用了8×8的半色調(diào)圖案，相應(yīng)的行屏幕為45LPI。通過公式可算出，對(duì)于這些打印機(jī)來說，打印圖像的分辨率應(yīng)為90PPI。參考資料數(shù)字圖像處理（岡撒雷斯第三版）第三章數(shù)字圖像處理（李介谷，上海交大版）第三章7.4教學(xué)單元四教學(xué)目標(biāo)1.讓學(xué)生掌握?qǐng)D像的基本運(yùn)算。2.讓學(xué)生掌握?qǐng)D像的灰度映射。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和相關(guān)理論的不斷完善，數(shù)字圖像處理技術(shù)在許多應(yīng)用領(lǐng)域受到廣泛重視并取得了重大的開拓性成就。3.讓學(xué)生熟練操作基本圖形圖像處理的過程。熟練對(duì)圖像復(fù)原、校正、增強(qiáng)、統(tǒng)計(jì)分析、分類和識(shí)別4.讓學(xué)生對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中圖像的的本質(zhì)有新的認(rèn)識(shí)。5.培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，善于從新的角度把握事物。教學(xué)內(nèi)容本單元的內(nèi)容主要有以下幾點(diǎn)：1.空間技術(shù)的分類：（重點(diǎn)及難點(diǎn)）如果變換EH僅用一個(gè)點(diǎn)，稱EH為點(diǎn)運(yùn)算（點(diǎn)處理）。如果變換EH還用到點(diǎn)鄰域內(nèi)的點(diǎn),那么記變換EH為， 稱為模板處理。點(diǎn)操作可以分為灰度操作和集合操作,它們僅根據(jù)該點(diǎn)的灰度和位置,分別改變?cè)叶葹樾禄叶?稱為灰度變換或灰度映射)和原位置為新位置的象素.灰度操作可以把不同的灰度變成同一個(gè)灰度,集合操作可以把不同位置變成同一個(gè)位置.因此,它們可能不是可逆的變換.如果變換僅用一個(gè)點(diǎn)，稱為點(diǎn)運(yùn)算（點(diǎn)處理）。如果變換還用到點(diǎn)鄰域內(nèi)的點(diǎn),那么記變換為， 稱為模板處理。點(diǎn)操作可以分為灰度操作和集合操作,它們僅根據(jù)該點(diǎn)的灰度和位置,分別改變?cè)叶葹樾禄叶?稱為灰度變換或灰度映射)和原位置為新位置的象素.灰度操作可以把不同的灰度變成同一個(gè)灰度,集合操作可以把不同位置變成同一個(gè)位置.因此,它們可能不是可逆的變換.2.圖像間運(yùn)算（重點(diǎn)）算術(shù)和邏輯運(yùn)算。算術(shù)用于兩個(gè)像素之間。主要講邏輯運(yùn)算。邏輯運(yùn)算主要包括：補(bǔ)NOT,與AND,或OR,異XOR應(yīng)用:檢測(cè)目標(biāo)的邊界,向右移動(dòng)一個(gè)象素后,依次作與運(yùn)算、差運(yùn)算得到左邊界。類似做出上、下、左邊的邊界。3.直接灰度映射：將圖象中的灰度值按某種規(guī)律映射成新灰度。在對(duì)于彩色圖象做灰度映射時(shí)應(yīng)注意保持色調(diào)和飽和度相同，只改變亮度。（HSV）tt原灰度新灰度圖象求反對(duì)圖象求反是將原圖象的灰度值反轉(zhuǎn)。例如，黑底的照片變成白底的照片。設(shè)灰度有L個(gè)等級(jí)。原灰度是d,新灰度是L-1-d。L-1L-1L-10原灰度新灰度d增強(qiáng)對(duì)比度是增加圖象的各部分的反差。例如，圖象落在灰度s1和s2之間的部分是感興趣的部分，而其他部分不重要。那么可以把灰度s1和s2之間的部分的灰度反差變大。S1S1S2L-10L-1動(dòng)態(tài)范圍壓縮：原圖象的灰度范圍過大，因此，需要壓縮到可以顯示的堆度范圍。例如，.C為尺度比例常數(shù)。stst教學(xué)過程本單元首先介紹圖像的空間技術(shù)：如果變換EH僅用一個(gè)點(diǎn)，稱EH為點(diǎn)運(yùn)算（點(diǎn)處理）。如果變換EH還用到點(diǎn)鄰域內(nèi)的點(diǎn),那么記變換EH為， 稱為模板處理。點(diǎn)操作可以分為灰度操作和集合操作,它們僅根據(jù)該點(diǎn)的灰度和位置,分別改變?cè)叶葹樾禄叶?稱為灰度變換或灰度映射)和原位置為新位置的象素.灰度操作可以把不同的灰度變成同一個(gè)灰度,集合操作可以把不同位置變成同一個(gè)位置.因此,它們可能不是可逆的變換.如果變換僅用一個(gè)點(diǎn)，稱為點(diǎn)運(yùn)算（點(diǎn)處理）。如果變換還用到點(diǎn)鄰域內(nèi)的點(diǎn),那么記變換為， 稱為模板處理。點(diǎn)操作可以分為灰度操作和集合操作,它們僅根據(jù)該點(diǎn)的灰度和位置,分別改變?cè)叶葹樾禄叶?稱為灰度變換或灰度映射)和原位置為新位置的象素.灰度操作可以把不同的灰度變成同一個(gè)灰度,集合操作可以把不同位置變成同一個(gè)位置.因此,它們可能不是可逆的變換.然后介紹圖像間的算術(shù)和邏輯運(yùn)算：算術(shù)運(yùn)算一般用于兩個(gè)象素p,q: p+q,p-q,p*q和p/q.應(yīng)用:圖象之間f(x,y)和h(x,y)的差異用減法求出 g(x,y)=f(x,y)–h(x,y).圖象之加法可以消去噪音e(x,y)。設(shè)圖象信號(hào)為f(x,y)加上噪音后變成gi(x,y)=f(x,y)+ei(x,y).假設(shè)噪音ei互不相關(guān)和E(ei)=0,那么n幅圖象的平均將壓制噪音:邏輯運(yùn)算 補(bǔ)NOT,