數(shù)字圖像處理課程教學(xué)大綱

（OPTICALIMAGEPROCESSING）

學(xué)時(shí)數(shù)：32

其中：實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0

課外學(xué)時(shí)：0

學(xué)分?jǐn)?shù)：2

適用專業(yè)：光信息科學(xué)與技術(shù)

一、課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)

《數(shù)字圖像處理》為光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生學(xué)科基礎(chǔ)課，是一門理論性和實(shí)踐性

很強(qiáng)的課程。本課程使學(xué)生掌握光學(xué)圖像處理的基本概念和相關(guān)的名詞及術(shù)語(yǔ)；了解光學(xué)圖

像處理的發(fā)展特點(diǎn)、設(shè)計(jì)技巧和方法。通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生獲得光學(xué)圖像處理方面的基

本理論、基本知識(shí)和基本技能，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)打下

良好基礎(chǔ)。

二、課程教學(xué)的基本要求

（-）掌握?qǐng)D像處理的基本術(shù)語(yǔ)。

（-）掌握數(shù)字圖像處理器的性能、類型和器件組成。

（三）掌握直方圖的用途，

（四）掌握點(diǎn)運(yùn)算和直方圖。

（五）掌握代數(shù)運(yùn)算的方法。

（六）掌握空間變換的方法。

（七）掌握卷積的計(jì)算方法。

（A）掌握傅里葉變換的性質(zhì)。

（九）掌握低通、帶通和帶阻濾波器原理及設(shè)計(jì)方法。

（+）掌握線性濾波的數(shù)字實(shí)現(xiàn)。

（十一）掌握基于特征向量的變換。

（十二）掌握各種濾波器復(fù)原的原理。

三、課程的教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)

第一章圖像及其數(shù)字處理

重點(diǎn)：圖像處理的基本概念和方法。

難點(diǎn)：圖像處理的基本概念、方法和實(shí)踐。

第二章圖像數(shù)字化

重點(diǎn)：數(shù)字圖像處理器的性能、類型和器件組成，各科數(shù)字成像設(shè)備和方法。

難點(diǎn)：數(shù)字圖像處理器的性能、器件組成，各種數(shù)字成像設(shè)備和方法。

第三章灰度直方圖

重點(diǎn)：直方圖的用途和圖像的關(guān)系。

難點(diǎn)：直方圖的用途和圖像的關(guān)系。

第四章點(diǎn)運(yùn)算

重點(diǎn)：點(diǎn)運(yùn)算和直方圖及其應(yīng)用。

難點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)是點(diǎn)運(yùn)算和直方圖。

第五章代數(shù)運(yùn)算

重點(diǎn)：代數(shù)運(yùn)算和直方圖及其應(yīng)用。

難點(diǎn)：代數(shù)運(yùn)算和直方圖。

第六章幾何運(yùn)算

重點(diǎn)：灰度級(jí)插值、空間變換和幾何運(yùn)算的應(yīng)用。

難點(diǎn)：灰度級(jí)插值、空間變換。

第七章線性系統(tǒng)理論

重點(diǎn)：線性系統(tǒng)的信號(hào)分析及卷積濾波等的應(yīng)用方法。

難點(diǎn)：調(diào)諧信號(hào)與復(fù)信與分析及卷積濾波。

第八章傅里葉變換

重點(diǎn)：傅里葉變換及其性質(zhì)，二維傅里葉變換；相關(guān)和能量譜。

難點(diǎn)：傅里葉變換及其性質(zhì).

第九章濾波器設(shè)計(jì)

主要內(nèi)容：

低通濾波器；帶通和帶阻濾波器；高頻增強(qiáng)濾波器：最優(yōu)線性濾波器設(shè)計(jì)；排序統(tǒng)計(jì)

濾波器。

重點(diǎn)：低通、帶通和帶阻濾波器的原理及最最優(yōu)線性濾波器的設(shè)計(jì)，排序統(tǒng)計(jì)濾波器。

難點(diǎn)：低通、帶通和帶阻濾波器的原理及最最優(yōu)線性濾波器的設(shè)計(jì)。

第十章采樣數(shù)據(jù)的處理

重點(diǎn)：采樣和插值原理，頻譜的計(jì)算,混疊和截取的實(shí)現(xiàn)。

難點(diǎn)：線性濾波的數(shù)字實(shí)現(xiàn)。

第十一章離散圖像變換

重點(diǎn)：基函數(shù)和基圖像，正弦型變換，方波型變換，基于特征向量的變換。

難點(diǎn)：變換域?yàn)V波。

第十二章小波變換

重點(diǎn)：連續(xù)和離散的小波變換和小波級(jí)數(shù)展開(kāi)的方法。

難點(diǎn)：濾波級(jí)數(shù)的展開(kāi)方法。

第十三章光學(xué)和系統(tǒng)分析

重點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)是光學(xué)成像系統(tǒng)，由衍射效應(yīng)限制的光學(xué)系統(tǒng)，成像系統(tǒng)的像差，成像系

統(tǒng)的分辨率。

難點(diǎn)：整個(gè)系統(tǒng)的分析。

第十四章圖像復(fù)原

重點(diǎn)：經(jīng)典復(fù)原濾波器，線性代數(shù)復(fù)原，限制較少的復(fù)原。

難點(diǎn)：超分辨率，系統(tǒng)辨識(shí)

第±五章圖像壓縮

重點(diǎn)：圖像的無(wú)損壓縮技術(shù)和圖像有損編碼。圖像的變換編碼，圖像的壓縮標(biāo)準(zhǔn)。

難點(diǎn)：圖像的有損和無(wú)損壓縮的編碼方法。

四、課程各教學(xué)環(huán)節(jié)要求

本課程要利用CAI教室，使用計(jì)算機(jī)投影，邊講授邊操練，展示圖像處理的結(jié)果，加深

對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和掌握，

五、學(xué)時(shí)分配

各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)作業(yè)備

教學(xué)內(nèi)容

分配題量注

章講實(shí)討習(xí)課其小

主要內(nèi)容

節(jié)授驗(yàn)論題外它計(jì)

光學(xué)圖像處理概述及發(fā)

111

展

2(1)圖像數(shù)字化的方法，11

（2）光度學(xué)及色度學(xué)原

理。

直方圖在圖像處理中的1

31

作用

4點(diǎn)運(yùn)算的方法11

5代數(shù)運(yùn)算的方法和應(yīng)用11

6幾何運(yùn)算的方法和應(yīng)用11

（1）線性系統(tǒng)的信號(hào)分1

71

析方法，（2）卷積。

（1）傅里葉變換的性質(zhì)，2

8（2）相關(guān)和能量譜，（2）2

二維傅里葉變換。

濾波器的設(shè)計(jì)方法及實(shí)4

94

現(xiàn)

采樣數(shù)據(jù)的處理方法:離1

101

散和量化

11離散圖像變換22

12小波變換66

（1）光學(xué)成像系統(tǒng)，（2）

成像系統(tǒng)的像差，（3）衍

133

射對(duì)成像質(zhì)量的限制，3

（3）光學(xué)傳遞函數(shù)

14圖像復(fù)原的方法和實(shí)現(xiàn)33

15圖像壓縮的方法和實(shí)現(xiàn)4

4

合”3232

六、課程與其它課程的聯(lián)系

本課程的作業(yè)大部分要通過(guò)計(jì)算機(jī)完成，所以本課程應(yīng)在學(xué)生學(xué)習(xí)一門語(yǔ)言后開(kāi)設(shè)。

和本課程所涉及的概念有關(guān)的課程還有光學(xué)、信息光學(xué)和信號(hào)處理，如果在這些課程之后開(kāi)

設(shè)本課程，學(xué)生容易掌握。

七、教材與教學(xué)參考書

（一）教材

王橋.數(shù)字圖像處理.北京：科學(xué)出版社，2009o

（二）教學(xué)參考書

[1]吳國(guó)平主編.數(shù)字圖像處理原理.武