數(shù)字圖像處理教案.?一、課程概述1.課程名稱：數(shù)字圖像處理2.課程類型：專業(yè)必修課3.授課對象：[專業(yè)名稱]本科[具體年級]學生4.學分/學時：[X]學分，[16X]學時（理論教學[12X]學時+實踐教學[4X]學時）5.課程目標使學生掌握數(shù)字圖像處理的基本概念、原理和方法。培養(yǎng)學生運用數(shù)字圖像處理技術解決實際問題的能力。提高學生的圖像處理編程能力和創(chuàng)新思維。二、課程內(nèi)容與學時安排第一章緒論（2學時）1.教學目標了解數(shù)字圖像處理的發(fā)展歷程和應用領域。掌握數(shù)字圖像處理的基本概念和系統(tǒng)組成。2.教學內(nèi)容數(shù)字圖像處理的發(fā)展歷程數(shù)字圖像處理的應用領域數(shù)字圖像的基本概念（圖像的表示、分辨率、像素等）數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的組成3.教學方法講授法：講解數(shù)字圖像處理的基本概念和發(fā)展歷程。演示法：通過圖片、視頻等演示數(shù)字圖像處理在不同領域的應用。第二章圖像的獲取與數(shù)字化（2學時）1.教學目標了解圖像獲取的設備和原理。掌握圖像數(shù)字化的過程和相關參數(shù)。2.教學內(nèi)容圖像獲取設備（攝像機、掃描儀等）圖像獲取原理（光學成像原理、光電轉換原理等）圖像數(shù)字化過程（采樣、量化）圖像數(shù)字化參數(shù)（采樣頻率、量化位數(shù)等）3.教學方法講授法：講解圖像獲取和數(shù)字化的原理。實驗演示：通過實驗演示圖像獲取和數(shù)字化的過程。第三章圖像增強（4學時）1.教學目標掌握圖像增強的基本方法和原理。能夠運用圖像增強技術改善圖像質(zhì)量。2.教學內(nèi)容空間域圖像增強（灰度變換、直方圖均衡化、平滑濾波、銳化濾波等）頻率域圖像增強（傅里葉變換、低通濾波、高通濾波等）3.教學方法講授法：講解圖像增強的基本方法和原理。實驗教學：學生通過實驗實現(xiàn)圖像增強算法，并分析實驗結果。第四章圖像復原（4學時）1.教學目標了解圖像退化的原因和模型。掌握圖像復原的方法和原理。2.教學內(nèi)容圖像退化模型（噪聲模型、模糊模型等）線性濾波復原方法（維納濾波、逆濾波等）非線性濾波復原方法（約束最小二乘濾波等）3.教學方法講授法：講解圖像復原的基本原理和方法。案例分析：通過實際案例分析圖像復原的應用。第五章圖像分割（4學時）1.教學目標掌握圖像分割的基本概念和方法。能夠運用圖像分割技術提取圖像中的目標物體。2.教學內(nèi)容圖像分割的基本概念和評價指標基于閾值的分割方法（全局閾值分割、局部閾值分割等）基于區(qū)域的分割方法（區(qū)域生長、區(qū)域分裂合并等）基于邊緣的分割方法（梯度算子、Canny邊緣檢測等）3.教學方法講授法：講解圖像分割的基本概念和方法。實驗教學：學生通過實驗實現(xiàn)圖像分割算法，并對分割結果進行評價。第六章圖像特征提取與描述（4學時）1.教學目標掌握圖像特征提取的方法和原理。能夠提取和描述圖像的特征。2.教學內(nèi)容圖像特征的分類（幾何特征、紋理特征、形狀特征等）幾何特征提?。ㄟ吔缣卣?、區(qū)域特征等）紋理特征提?。ɑ叶裙采仃嚒⑿〔ㄗ儞Q等）形狀特征提?。ň夭蛔兞?、傅里葉描述子等）3.教學方法講授法：講解圖像特征提取的方法和原理。實驗教學：學生通過實驗提取和描述圖像的特征，并進行分析。第七章圖像匹配與識別（4學時）1.教學目標掌握圖像匹配和識別的方法和原理。能夠運用圖像匹配和識別技術解決實際問題。2.教學內(nèi)容圖像匹配方法（模板匹配、基于特征的匹配等）圖像識別方法（統(tǒng)計模式識別、句法模式識別等）圖像匹配和識別技術的應用（目標檢測、圖像檢索等）3.教學方法講授法：講解圖像匹配和識別的方法和原理。案例分析：通過實際案例分析圖像匹配和識別技術的應用。第八章數(shù)字圖像壓縮編碼（4學時）1.教學目標了解數(shù)字圖像壓縮編碼的基本概念和原理。掌握常見的圖像壓縮編碼方法。2.教學內(nèi)容數(shù)字圖像壓縮編碼的基本概念和評價指標無損壓縮編碼方法（哈夫曼編碼、算術編碼等）有損壓縮編碼方法（JPEG編碼、小波壓縮編碼等）3.教學方法講授法：講解數(shù)字圖像壓縮編碼的基本概念和原理。實驗教學：學生通過實驗實現(xiàn)圖像壓縮編碼算法，并分析壓縮效果。三、實踐教學環(huán)節(jié)實驗一圖像獲取與數(shù)字化（2學時）1.實驗目的熟悉圖像獲取設備和圖像數(shù)字化過程。掌握圖像獲取和數(shù)字化的編程實現(xiàn)。2.實驗內(nèi)容使用攝像機或掃描儀獲取圖像，并進行數(shù)字化。編寫程序實現(xiàn)圖像的讀取、顯示和保存。3.實驗要求實驗報告應包括實驗目的、實驗步驟、實驗結果和分析。實驗二圖像增強（4學時）1.實驗目的掌握圖像增強的基本方法和編程實現(xiàn)。能夠運用圖像增強技術改善圖像質(zhì)量。2.實驗內(nèi)容實現(xiàn)空間域和頻率域的圖像增強算法。對不同類型的圖像進行增強處理，并比較增強效果。3.實驗要求實驗報告應包括實驗目的、實驗原理、實驗步驟、實驗結果和分析。實驗三圖像分割（4學時）1.實驗目的掌握圖像分割的基本方法和編程實現(xiàn)。能夠運用圖像分割技術提取圖像中的目標物體。2.實驗內(nèi)容實現(xiàn)基于閾值、區(qū)域和邊緣的圖像分割算法。對不同類型的圖像進行分割處理，并評價分割效果。3.實驗要求實驗報告應包括實驗目的、實驗原理、實驗步驟、實驗結果和分析。實驗四圖像特征提取與描述（4學時）1.實驗目的掌握圖像特征提取和描述的方法和編程實現(xiàn)。能夠提取和描述圖像的特征。2.實驗內(nèi)容實現(xiàn)幾何、紋理和形狀特征的提取和描述算法。對不同類型的圖像進行特征提取和描述，并分析特征的有效性。3.實驗要求實驗報告應包括實驗目的、實驗原理、實驗步驟、實驗結果和分析。實驗五圖像匹配與識別（4學時）1.實驗目的掌握圖像匹配和識別的方法和編程實現(xiàn)。能夠運用圖像匹配和識別技術解決實際問題。2.實驗內(nèi)容實現(xiàn)圖像匹配和識別算法。對不同類型的圖像進行匹配和識別處理，并評價識別準確率。3.實驗要求實驗報告應包括實驗目的、實驗原理、實驗步驟、實驗結果和分析。實驗六數(shù)字圖像壓縮編碼（4學時）1.實驗目的了解數(shù)字圖像壓縮編碼的基本概念和原理。掌握常見的圖像壓縮編碼方法和編程實現(xiàn)。2.實驗內(nèi)容實現(xiàn)無損和有損圖像壓縮編碼算法。對不同類型的圖像進行壓縮編碼處理，并分析壓縮效果和質(zhì)量。3.實驗要求實驗報告應包括實驗目的、實驗原理、實驗步驟、實驗結果和分析。四、考核方式1.平時成績（30%）出勤情況（10%）：曠課一次扣5分，遲到、早退一次扣2分。作業(yè)完成情況（20%）：按時完成作業(yè)，作業(yè)質(zhì)量高得1620分；基本按時完成，作業(yè)質(zhì)量較好得1115分；不能按時完成，作業(yè)質(zhì)量一般得610分；未完成作業(yè)得05分。2.實驗成績（30%）實驗操作（15%）：能夠熟練操作實驗設備，正確完成實驗步驟得1215分；基本能夠完成實驗操作，實驗過程無明顯錯誤得911分；實驗操作不熟練，出現(xiàn)一些錯誤得68分；不能完成實驗操作得05分。實驗報告（15%）：實驗報告內(nèi)容完整、條理清晰、分析準確得1215分；實驗報告基本完整，有一定的分析得911分；實驗報告內(nèi)容不完整，分析較簡單得68分；實驗報告質(zhì)量差得05分。3.期末考試成績（40%）采用閉卷考試形式，考試時間為[X]分鐘?？荚噧?nèi)容包括課程的基本概念、原理、方法以及應用等。五、教材及參考資料1.教材《數(shù)字圖像處理（第4版）》，岡薩雷斯等著，阮秋琦等譯，電子工業(yè)出版社。2.參考資料《數(shù)字圖像處理教程》，章毓晉編著，人民郵電出版社?！秷D像處理、分析與機器視覺（第3版）》，章毓晉編著，清華大學出版社。相關學術期刊和會議論文