《數(shù)字圖像處理》課程教學(xué)大綱（課程編碼：）課程信息英文名稱：數(shù)字圖像處理適用專業(yè)：智能科學(xué)與技術(shù)課程學(xué)時：64（其中講課：48實驗16）課程學(xué)分：4課程類別：專業(yè)必修課課程性質(zhì)：必修開課學(xué)期：秋季考核方式：考試(閉卷)+考核(小組項目)先修課程：Python編程基礎(chǔ)、線性代數(shù)、離散數(shù)學(xué)后續(xù)課程：機器視覺開課學(xué)院：XXXX二、課程簡介數(shù)字圖像處理是智能科學(xué)專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，為機器視覺、模式識別等關(guān)鍵方向課程提供相關(guān)知識基礎(chǔ)。本課程從數(shù)字圖像相關(guān)基礎(chǔ)概念、基礎(chǔ)定義、基礎(chǔ)原理出發(fā)，圍繞數(shù)字圖像在計算機內(nèi)如何表達、數(shù)字圖像處理有哪些基本方法、數(shù)字圖像處理有哪些基礎(chǔ)應(yīng)用三個關(guān)鍵問題開展教學(xué)。課程旨在讓學(xué)生掌握數(shù)字圖像處理相關(guān)的基礎(chǔ)概念、掌握數(shù)字圖像處理的基本方法、熟悉數(shù)字圖像處理相關(guān)的基礎(chǔ)應(yīng)用，為學(xué)生在相關(guān)領(lǐng)域中進一步學(xué)習(xí)、研究提供基礎(chǔ)。三、課程目標(biāo)數(shù)字圖像處理是機器視覺、模式識別等關(guān)鍵方向課程的基礎(chǔ)前驅(qū)課程，已成為了控制科學(xué)與工程、計算機科學(xué)與技術(shù)、電子信息等相關(guān)學(xué)科的必修基礎(chǔ)課程之一，同時是一門多學(xué)科交叉、理論性和實踐性都很強的綜合性課程。本課程通過介紹數(shù)字圖像處理概述、圖像空域變換和頻域變換、圖像增強、圖像分割、圖像壓縮、圖像識別和解釋等圖像處理方法，通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生較深入掌握數(shù)字圖像處理的各種方法和算法，了解與各項數(shù)字圖像處理技術(shù)相關(guān)的應(yīng)用領(lǐng)域和研究前沿，提高學(xué)生在數(shù)字圖像處理方面實際解決問題的能力。具體要求如下：課程目標(biāo)1.掌握數(shù)字圖像處理相關(guān)基礎(chǔ)概念、基礎(chǔ)知識，熟悉數(shù)字圖像處理的典型應(yīng)用。培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真細致、勇于鉆研的大國工匠精神；（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點XXX、XXX）課程目標(biāo)2.掌握數(shù)字圖像處理相關(guān)典型算法及其原理，熟悉不同數(shù)字圖像處理算法的優(yōu)缺點。培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)理念和科學(xué)精神。(支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點XXX、XXX)。課程目標(biāo)3.掌握數(shù)字圖像處理典型算法的Python實現(xiàn)，能夠使用Python等語言工具自主完成，同時可以根據(jù)要求對各種算法進行定制化調(diào)整。通過不斷的實驗實踐，培養(yǎng)學(xué)生不斷試錯，探索前沿的習(xí)慣。(支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點XXX、XXX)教學(xué)內(nèi)容與要求（按照章節(jié)設(shè)計，主要教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)要求要與教案相配套；教學(xué)內(nèi)容要支撐教學(xué)思政要求）教學(xué)章節(jié)教學(xué)內(nèi)容（知識點）與教學(xué)要求理論學(xué)時教學(xué)方式支撐課程目標(biāo)第1章數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)知識教學(xué)要求：掌握：數(shù)字圖像處理基本概念，數(shù)字圖像表示方法、數(shù)字圖像與模擬圖像區(qū)別。了解：數(shù)字圖像處理的必要性、優(yōu)越性、數(shù)字圖像處理的優(yōu)勢熟悉：數(shù)字圖像處理典型技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)的Python實現(xiàn)、數(shù)字圖像處理典型應(yīng)用場景思政目標(biāo)：鉆研精神、工匠精神教學(xué)重點：數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)概念教學(xué)難點：數(shù)字圖像處理與模擬圖像處理之間的差別4講授+演示+訓(xùn)練課程目標(biāo)1、2、3第2章彩色圖像處理初步教學(xué)要求：掌握：彩色圖像相關(guān)基本概念、彩色圖像顏色空間基本原理及不同顏色空間之間的差異。了解：彩色圖像處理的一些基本方法、強度分層、灰度圖像彩色化等。熟悉：彩色圖像處理的典型應(yīng)用、彩色圖像處理的Python實現(xiàn)思政目標(biāo)：精益求精、嚴(yán)謹(jǐn)求實、探索創(chuàng)新、崇尚科學(xué)精神教學(xué)重點：彩色圖像處理的基本概念及其聯(lián)系教學(xué)難點：不同圖像空間的特點和差異學(xué)生自主學(xué)習(xí)任務(wù)：根據(jù)課堂教學(xué)內(nèi)容中的示例代碼，自主完成彩色圖像分割任務(wù)4講授+演示+訓(xùn)練課程目標(biāo)1、2、3第3章空間濾波教學(xué)要求：掌握：掌握空間濾波基本概念、空間濾波是什么？空間濾波可以做什么？典型空間濾波技術(shù)有哪些？平滑處理、銳化處理的基本原理、基本作用。熟悉：空間濾波的綜合運用，可以靈活運用各種空間濾波技術(shù)思政目標(biāo)：精益求精、嚴(yán)謹(jǐn)求實、探索創(chuàng)新、崇尚科學(xué)精神教學(xué)重點：兩個基本的空間濾波技術(shù)，平滑處理、銳化處理的基本作用和原理。教學(xué)難點：不同空間濾波技術(shù)之間的區(qū)別學(xué)生自主學(xué)習(xí)任務(wù)：根據(jù)本章示例代碼，完成數(shù)字圖像空間濾波應(yīng)用并提交。8講授+演示+訓(xùn)練課程目標(biāo)1、2、3第4章頻域濾波教學(xué)要求：掌握：傅里葉變換的基本原理、特點。兩種常見的兩類頻域濾波方法、不同頻域濾波方法的優(yōu)缺點。二維傅里葉變換的特性。熟悉：傅里葉變換的主要性質(zhì)，快速傅里葉變換的原理。思政目標(biāo)：精益求精、嚴(yán)謹(jǐn)求實、探索創(chuàng)新、崇尚科學(xué)精神教學(xué)重點：頻域濾波的原理、作用。教學(xué)難點：不同頻域濾波技術(shù)之間的差異。學(xué)生自主學(xué)習(xí)任務(wù)：根據(jù)課本內(nèi)容，自主完成頻域濾波小應(yīng)用。8講授+演示+訓(xùn)練課程目標(biāo)1、2、3第5章圖像特征提取教學(xué)要求：掌握：常見全局特征提取算法、不同全局特征提取算法差異、常見局部特征提取算法、不同邊緣提取算法差異。熟悉：數(shù)字圖像特征提取的目的。了解：數(shù)字圖像特征提取的典型應(yīng)用場景。思政目標(biāo)：精益求精、嚴(yán)謹(jǐn)求實、探索創(chuàng)新、崇尚科學(xué)精神教學(xué)重點：全局特征提取算法、局部特征提取算法。教學(xué)難點：不同邊緣特征提取算法的差異。學(xué)生自主學(xué)習(xí)任務(wù)：根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，同步完成圖像局部特征提取應(yīng)用，需提交。10講授+演示+訓(xùn)練課程目標(biāo)1、2、3第6章圖像壓縮教學(xué)要求：掌握：數(shù)字圖像壓縮的必要性、可行性、數(shù)字圖像壓縮的典型方法及優(yōu)缺點、JPEG標(biāo)準(zhǔn)壓縮方法了解：數(shù)字圖像壓縮技術(shù)的主要實現(xiàn)路徑。思政目標(biāo)：精益求精、嚴(yán)謹(jǐn)求實、探索創(chuàng)新、崇尚科學(xué)精神教學(xué)重點：數(shù)字圖像處理的典型方法及優(yōu)缺點教學(xué)難點：不同數(shù)字圖像壓縮方法的差異及優(yōu)缺點學(xué)生自主學(xué)習(xí)任務(wù)：結(jié)合自己的實驗課程，完成簡單壓縮任務(wù)。6講授+演示+訓(xùn)練課程目標(biāo)1、2、3第7章圖像小波變換教學(xué)要求：了解：小波變換的必要性、小波變換和傅里葉變換的差異、小波變換的一些典型方法。熟悉：小波變換的一些基本理論思政目標(biāo)：精益求精、嚴(yán)謹(jǐn)求實、探索創(chuàng)新、崇尚科學(xué)精神教學(xué)重點：圖像小波變換的基本理論、方法教學(xué)難點：小波變換的基本理論4講授+演示+訓(xùn)練課程目標(biāo)1、2、3合計48五、教學(xué)策略1、課堂講授1.1采用啟發(fā)式教學(xué)，結(jié)合專業(yè)領(lǐng)域最新的進展，強調(diào)學(xué)生自主對數(shù)字圖像處理的整體感知與認(rèn)知。教學(xué)內(nèi)容要詳實有趣，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、分析問題和解決問題的能力，引導(dǎo)學(xué)生主動完成數(shù)字圖像處理各項任務(wù)。1.2采用電子教案，PPT課件，多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)板書、教具教學(xué)相結(jié)合，提高課堂教學(xué)信息量，增強教學(xué)的直觀性。對核心內(nèi)容高度概括，課堂講授的內(nèi)容重點突出，強化系統(tǒng)級概念。1.3采用案例教學(xué)：對于科技論文的摘要，引言，相關(guān)工作，方法，實驗，討論和結(jié)論，通過案例使學(xué)生掌握撰寫的技巧與方式。1.4采用互動式教學(xué)：課內(nèi)討論和課外答疑相結(jié)合，每周至少一次線上和線下答疑。2、綜合訓(xùn)練圍繞各章教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生提交一份完整的數(shù)字圖像處理典型案例應(yīng)用，使學(xué)生真正理解數(shù)字圖像處理技術(shù)中的邏輯性，嚴(yán)謹(jǐn)性與嚴(yán)密性。六、教學(xué)評價課程教學(xué)目標(biāo)達成考核評價方式及其權(quán)重分配表課程目標(biāo)支撐課程總目標(biāo)權(quán)重教學(xué)考核評價方式備注作業(yè)階段性測試平時成績（考勤、課堂筆記、教學(xué)互動）期末考試0.250.10.250.4課程考核各環(huán)節(jié)占比課程目標(biāo)1目標(biāo)10.10.30.3本部分權(quán)重用于評價各教學(xué)環(huán)節(jié)對課程各子目標(biāo)達成度的計算本部分權(quán)重用于評價各教學(xué)環(huán)節(jié)對課程各子目標(biāo)達成度的計算課程目標(biāo)20.10.30.3課程目標(biāo)30.80.41.00.41.0合計1.01.01.01.01.0其中：考勤（5%）：（1）通過考勤評估教堂教學(xué)效果，促進教師改進教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段。（2）本課程共16個學(xué)時，考勤成績?yōu)?%。根據(jù)學(xué)生到課率及課堂表現(xiàn)給分。2.課堂互動（10%）：根據(jù)教學(xué)內(nèi)容開展隨堂提問、討論等活動，記錄學(xué)生表現(xiàn)情況。3.課堂筆記（10%）：（1）考核學(xué)生在課堂上是否集中精力以及對知識點的理解程度。（2）根據(jù)學(xué)生一學(xué)