1、PAGE PAGE 7數字圖像處理教學大綱一、說明（一）課程性質 限選（二）教學目的 數字圖像處理是電子信息工程專業的專業限選課。通過本課程的學習，使學生系統的了解數字圖像的基本概念、數字圖像形成的原理，掌握數字圖像處理的理論基礎和技術方法，培養和增強學生數字圖像處理技能的創新意識和創新思維，提高實際動手能力和創新能力，為今后能夠從事有關數字圖像處理的研究和技術方法應用等工作掌握必備的基礎知識。（三）教學內容 視覺基礎，數字圖像的空間濾波、頻域濾波，數字圖像的復原與重建，數字圖像壓縮。（四）教學時數 72學時（五）教學方式 PPT結合板書。二、本文理論部分第1章 緒論教學要點： 1、理解數字圖

2、像處理與數字信號處理的關系 2、了解數字圖像處理技術現狀 3、了解數字圖像處理的發展趨勢和研究熱點 4、了解圖像工程的概念及相關學科教學時數： 2教學內容：1.1 什么是數字圖像處理 （1學時） 一、數字圖像處理的基本概念 二、數字圖像處理的主要方法 三、數字圖像處理的基本內容1.2 數字圖像處理的起源及發展 （1學時） 一、數字圖像處理的起源 二、數字圖像處理的發展1.3 數字圖像處理的應用 （1學時） 一、不同波段的應用 二、不同領域的應用1.4 數字圖像處理系統的組成 （1學時） 一、輸入模塊 二、輸出模塊 三、存儲模塊 四、通信模塊 五、數字圖像處理與分析模塊 第2章 數字圖像基礎教學

3、要點： 1、了解人類感知圖像的機理和參數 2、了解數字圖像處理的基本類型及文件格式 3、掌握圖像的基本幾何變換 4、掌握圖像的基本統計分析教學時數： 4教學內容：2.1 視覺感知要素 （0.5學時） 一、人眼的結構 二、視覺系統成像 三、亮度視覺 四、顏色視覺2.2 圖像感知和獲取 （0.5學時） 一、使用傳感器獲取圖像 二、簡單的成像模型 三、圖像數字化2.3 圖像的幾何變換 （1學時） 一、像素間的基本關系 二、基本坐標變換 三、幾何失真校正 四、灰度插值2.4 數字圖像處理的數學方法 （1學時） 一、算數操作 二、邏輯操作 三、灰度變換 四、頻域變換 五、概率方法 第3章 灰度變換與空間

4、濾波教學要點： 1、掌握基本的灰度變換及應用 2、掌握直方圖匹配的原理及設計 3、掌握圖像的卷積運算 4、掌握圖像的統計排序濾波器設計教學時數： 6教學內容：3.1 基本灰度變換 （2學時） 一、線性變換 二、分段線性變換 三、灰度級分層（窗切片） 四、對數變換 五、冪次（伽馬）變換 六、比特面分層3.2 直方圖處理 （2學時） 一、直方圖均衡 二、直方圖匹配（規定化） 三、局部直方圖均衡3.3 空間濾波基礎 （2學時） 一、空間濾波原理 二、平滑空間濾波器 三、銳化空間濾波器 四、混合空間增強法 第4章 頻域濾波教學要點： 1、掌握二維傅里葉變換的基本性質 2、掌握基本頻域濾波器的設計 3、

5、掌握數字圖像的離散余弦變換教學時數： 4教學內容：4.1 傅里葉變換 （1學時） 一、一維傅里葉變換 二、二維傅里葉變換4.2 頻率域濾波 （2學時） 一、低通濾波器設計 二、高通濾波器設計 三、選擇性濾波器設計 四、同態濾波4.3 離散余弦變換 （1學時） 一、一維離散余弦變換 二、二維離散余弦變換 三、數字圖像離散余弦變換的應用第5章 圖像復原與重建教學要點： 1、了解圖像的基本噪聲特性 2、掌握用于圖像復原的空間濾波方法 3、掌握用于圖像復原的頻域濾波方法教學時數： 8教學內容：5.1 圖像退化/復原模型 （0.5學時） 一、圖像退化/復原模型的設計 二、圖像復原的基本方法5.2 噪聲模

6、型 （0.5學時） 一、常見噪聲的概率密度函數 二、周期噪聲 三、噪聲參數的估計5.3 只存在噪聲的復原空間濾波 （2學時） 一、均值濾波 二、統計排序濾波 三、自適應濾波5.4 頻域濾波消除周期噪聲 （1學時） 一、帶阻濾波器 二、帶通濾波器 三、陷波濾波器 四、最佳陷波濾波器5.5 頻域濾波消除周期噪聲 （1學時） 一、帶阻濾波器 二、帶通濾波器 三、陷波濾波器 四、最佳陷波濾波器5.6 估計退化函數 （1學時） 一、圖像觀察估計法 二、試驗估計法 三、模型估計法5.7 圖像復原方法 （2學時） 一、逆濾波圖像復原 二、無約束最小二乘法 三、有約束最小二乘法 四、維納濾波 五、功率譜平衡復

7、原 六、平滑約束復原第6章 圖像壓縮教學要點： 1、掌握二維傅里葉變換的基本性質 2、掌握基本頻域濾波器的設計 3、掌握數字圖像的離散余弦變換教學時數： 4教學內容：6.1 圖像壓縮基礎 （1學時） 一、圖像冗余 二、圖像信息的度量 三、保真度準則 四、圖像壓縮標準6.2 基本壓縮方法 （3學時） 一、霍夫曼編碼 二、算術編碼 三、比特面編碼 四、預測編碼 五、變換域編碼第7章 形態學圖像處理教學要點： 1、了解數學形態學基礎 2、掌握二值形態學圖像處理方法 3、掌握灰度形態學圖像處理方法教學時數： 3教學內容：7.1 二值形態學圖像處理 （1學時） 一、腐蝕與膨脹 二、開運算與閉運算7.2

8、灰度形態學圖像處理 （1學時） 一、腐蝕與膨脹二、開運算與閉運算7.3 形態學濾波及骨架抽取 （1學時）一、形態學濾波二、骨架抽取第8章 圖像分割技術教學要點： 1、掌握基于閾值的圖像分割方法 2、掌握基于區域的圖像分割方法3、掌握基于邊緣檢測的圖像分割方法4、掌握基于Hough變換的線-圓檢測5、掌握運動目標分割教學時數： 7教學內容：8.1 基于閾值選取的圖像分割方法 （1學時） 一、灰度閾值分割 二、直方圖閾值8.2 基于區域的圖像分割方法 （2學時） 一、區域生長法 二、分裂-合并方法8.3 基于邊緣檢測的圖像分割 （1學時） 一、邊緣檢測的基本原理二、邊緣檢測算子8.4 基于Houg

9、h變換的線-圓檢測 （1學時）一、Hough變換原理二、Hough變換的應用8.5 運動目標分割 （1學時）一、圖像背景差值法二、圖像差分法實驗部分（一）基本要求 1、了解MATLAB圖像處理的主要功能 2、掌握MATLAB處理圖像的基本函數 2、掌握圖像處理基本算法的Matlab語言編程（二）實驗項目總表序號實驗題目學時實驗類別實驗類型1Matlab圖像處理工具箱的使用2基礎必做2圖像的幾何變換2基礎必做3圖像的灰度變換2設計必做4圖像的空域濾波2設計必做5圖像的頻域濾波4設計必做6圖像的恢復4設計必做7圖像的壓縮編碼4設計選做8數學形態學圖像處理4設計必做9靜態圖像分割4設計必做10運動圖

10、像目標分割2設計選做11綜合性實驗6設計選做（三）實驗項目內容及要求 實驗目的： 1、熟練使用MATLAB完成圖像處理的主要功能 2、通過實驗使學生更好地掌握數字圖像處理課程的內容 實驗設備： 教師示范用投影儀一臺 微型計算機每個學生一臺 實驗內容： 1、Matlab圖像處理工具箱的使用 掌握Matlab圖像處理的基本函數 2、圖像的幾何變換 實現圖像的縮放、旋轉，插值。 3、圖像的灰度變換 實現圖像的線性變換、非線性變換，直方圖均衡。 4、圖像的空域濾波 實現圖像的平滑、銳化。 5、圖像的頻域濾波 實現低通、高通、帶通濾波器。 6、圖像的恢復 用空間濾波法實現圖像的復原 7、圖像的壓縮編碼實現霍夫曼編碼或頻域壓縮編碼8、數學形態學圖像處理對圖像進行形態學操作9、靜態圖像分割實現閾值分割與區域增長法對圖像進行分割10、運動圖像目標分割運用背景差值、圖像差分方法進行運動目標分割 11、綜合性實驗 實現基于DCT或小波變換的數字水印。三、參考書