《数字图像处理》课程教学大纲（理论） 一、课程概况 课程代码：03470120 课程名称：数字图像处理 课程学分：1.5 课程学时：24 课程性质：学科选修课 开课部门：信息科学与工程学院 建议修读学期：第6学期 建议先修课程：信号与系统、数字信号处理等 适用专业（方向）：信息类（包括通信类、电子类）专业本科学生 二、课程地位、作用与任务 本课程是高等理工科院校信息类（包括通信类、电子类）专业知识平台的重要课程，本 课程主要是计算机视觉、机器视觉和智能系统的基础课程，从而为今后从事计算机智能化、 机器人等工程领域的发展和应用打好基础。通过本课程的学习，数字图像处理课程目的是让 学生掌握基本的二维矩阵的数字图像信号的处理方法和技术。理解和掌握课程中数字图像处 理的基本概念、图像采样、图像量化、图像变换、图像增强、图像复原、图像检测、图像分 割、图像表示、图像描述、图像识别等内容以及相关工程应用。 三、课程目标 （一)教学目标 数字图像处理课程具体要求达到的特定教学目标包括： 1教学目标1、能够掌握数字图像处理中的基本概念和基本原理。 2.教学目标2.能理解图像采集中抽样与量化的概念。 3救学目标3.能理解图像滤波、复原、边缘检测、图像描述的原理与方法。 4.救学目标4.能够综合运用图像处理的方法处理工程实际问题。 (二)本课程支撑的半业要求 1.本课程支撑的毕业要求：毕业要求1、2。 2.本课程支撑的指标点： (1)指标点1.1：能将数学、自然科学、工程基础和专业知识用到复杂工程问题的恰当表述中。 (2)指标点12：能针对一个系统或者过程建立合适的数学模型。 (3)指标点1.3：能将工程原理和专业知识用于分析工程问题。 17
17 《数字图像处理》课程教学大纲（理论） 一、课程概况 课程代码：03470120 课程名称：数字图像处理 课程学分：1.5 课程学时：24 课程性质：学科选修课 开课部门：信息科学与工程学院 建议修读学期：第 6 学期 建议先修课程：信号与系统、数字信号处理等 适用专业（方向）：信息类（包括通信类、电子类）专业本科学生 二、课程地位、作用与任务 本课程是高等理工科院校信息类（包括通信类、电子类）专业知识平台的重要课程，本 课程主要是计算机视觉、机器视觉和智能系统的基础课程，从而为今后从事计算机智能化、 机器人等工程领域的发展和应用打好基础。通过本课程的学习，数字图像处理课程目的是让 学生掌握基本的二维矩阵的数字图像信号的处理方法和技术。理解和掌握课程中数字图像处 理的基本概念、图像采样、图像量化、图像变换、图像增强、图像复原、图像检测、图像分 割、图像表示、图像描述、图像识别等内容以及相关工程应用。 三、课程目标 （一）教学目标 数字图像处理课程具体要求达到的特定教学目标包括： 1.教学目标 1、能够掌握数字图像处理中的基本概念和基本原理。 2.教学目标 2. 能理解图像采集中抽样与量化的概念。 3.教学目标 3. 能理解图像滤波、复原、边缘检测、图像描述的原理与方法。 4.教学目标 4.能够综合运用图像处理的方法处理工程实际问题。 （二）本课程支撑的毕业要求 1. 本课程支撑的毕业要求：毕业要求 1、2。 2. 本课程支撑的指标点： （1）指标点 1.1：能将数学、自然科学、工程基础和专业知识用到复杂工程问题的恰当表述中。 （2）指标点 1.2：能针对一个系统或者过程建立合适的数学模型。 （3）指标点 1.3：能将工程原理和专业知识用于分析工程问题
(4)指标点2.1：能识别和判断复杂工程问题的关键环节和参数。 (三)课程教学目标与毕业要求对应表 《数字图像处理》课程教学目标与半业要求的对应表 课程名称：数字图像处理 任课教师：张建伟、刘巧玲 课程性质：选修课 课程学分：1.5 课程支撑的毕业要求 课程目标、达成途径、评价依据 毕业要求1： 教学目标1：能够掌握数字图像处理中的基本概念和基 1.1能将数学、自然科学、工程基础 本原理。 和专业知识用到复杂工程问题的恰 达成途径：通过掌握图像处理基本原理的建立，训练学 当表述中。 生能针对具体情况建立数学与自然科学、工程学的能力。 评价依据：课堂笔记、提问和作业、课外作业和考试。 毕业要求1： 教学目标2：能理解图像采集中抽样与量化的概念。 12能针对一个系统或者过程建 达成途径：以掌握采样、量化中基础知识、基本分析方 立合适的数学模型。 法为核心，训练学生知识迁移能力和分析工程问题的能 13能将工程原理和专业知识用 力。 于分析工程问题。 评价依据：课堂笔记、提问和作业、课外作业和考试。 毕业要求2： 教学目标3：能理解图像滤波、复原、边缘检测、图像 指标点2.1：能识别和判断复杂工 描述的原理与方法。 程问题的关键环节和参数。 教学目标4能够综合运用图像处理的方法处理工程实际 问题。 达成途径：通过对图像处理工程问题的分析，训练学生 分析各种图像处理的能力，解决工程问题。 评价依据：课堂笔记、提问和作业、课外作业和考试。 四、课程内容 教学内容 作业要求 第一章绪论 作业： 1.1图像及分类 1数字图像处理系统原理 1.2数字图像处理技术与应用 2 Matlab安装与操作 1.3数字图像处理系统 1.4 Matlab简介 知识点： 1数字图像处理技术与应用（理解） 2数字图像处理系统（理解) 第二章图像获取 作业： 2.1概述 1图像采样图像量化 2.2连续图像模型 2数字图像处理中的基本概念 2.3连续图像的频谱 3理解采样与量化关系 2.4图像采样 2.5图像量化 2.6数字图像处理中的基本概念 知识点： 18
18 （4）指标点 2.1：能识别和判断复杂工程问题的关键环节和参数。 （三）课程教学目标与毕业要求对应表 《数字图像处理》课程教学目标与毕业要求的对应表 课程名称：数字图像处理 任课教师：张建伟、刘巧玲 课程性质：选修课 课程学分：1.5 课程支撑的毕业要求 课程目标、达成途径、评价依据 毕业要求 1： 1.1 能将数学、自然科学、工程基础 和专业知识用到复杂工程问题的恰 当表述中。 教学目标 1：能够掌握数字图像处理中的基本概念和基 本原理。 达成途径：通过掌握图像处理基本原理的建立，训练学 生能针对具体情况建立数学与自然科学、工程学的能力。 评价依据：课堂笔记、提问和作业、课外作业和考试。 毕业要求 1： 1.2 能针对一个系统或者过程建 立合适的数学模型。 1.3 能将工程原理和专业知识用 于分析工程问题。 教学目标 2：能理解图像采集中抽样与量化的概念。 达成途径：以掌握采样、量化中基础知识、基本分析方 法为核心，训练学生知识迁移能力和分析工程问题的能 力。 评价依据：课堂笔记、提问和作业、课外作业和考试。 毕业要求 2： 指标点 2.1：能识别和判断复杂工 程问题的关键环节和参数。 教学目标 3：能理解图像滤波、复原、边缘检测、图像 描述的原理与方法。 教学目标 4.能够综合运用图像处理的方法处理工程实际 问题。 达成途径：通过对图像处理工程问题的分析，训练学生 分析各种图像处理的能力，解决工程问题。 评价依据：课堂笔记、提问和作业、课外作业和考试。 四、课程内容 教学内容 作业要求 第一章 绪论 1.1 图像及分类 1.2 数字图像处理技术与应用 1.3 数字图像处理系统 1.4 Matlab 简介 知识点： 1.数字图像处理技术与应用（理解） 2.数字图像处理系统（理解） 作业： 1 数字图像处理系统原理 2 Matlab 安装与操作 第二章 图像获取 2.1 概述 2.2 连续图像模型 2.3 连续图像的频谱 2.4 图像采样 2.5 图像量化 2.6 数字图像处理中的基本概念 知识点： 作业： 1 图像采样图像量化 2 数字图像处理中的基本概念 3 理解采样与量化关系
1.连续图像模型 2.图像采样（掌握） 3.图像量化（掌握） 4.数字图像处理中的基本概念（掌握） 第三章图像变换 作业： 3.1概述 1了解图像的傅里叶变换 3.2一维离散付里叶变换 2了解离散傅里叶和连续傅里叶关系 3.4二维离散付里叶变换 知识点： 1,一维离散付里叶变换（理解） 2.二维离散付里叶变换（理解） 第四章图像增强 作业： 4.1概述 1空域图像增强的原理与方法 4.2空域点处理增强 2频域图像增强的原理与方法 4.3空域滤波增强 3理解频域与空域增强关系 4.4频域滤波增强 知识点： 1.空域点处理增强（掌握) 2.空域滤波增强（掌握） 3.频域滤波增强（掌握） 第五章图像复原 作业： 5.1概述 1理解图像复原的原理 5.2图像退化模型 2利用退化模型进行简单操作 5.3退化函数估计 3处理基本的几何失真 5.7从噪声中复原 5.8几何失真校正 知识点： 1.退化函数估计（理解） 2.从噪声中复原（理解) 3.几何失真校正（掌握） 第六章彩色图像处理 作业： 6.1概述 1彩色图像处理原理及方法 6.2彩色基础 2分析几种颜色模型 6.3颜色模型 6.4全彩色图像处理 知识点： 1.彩色基础 2.颜色模型（理解) 3.全彩色图像处理（理解) 第九章图像检测与分割 作业： 9.1概述 1实现图像边缘检测的基本方法 19
19 1．连续图像模型 2. 图像采样（掌握） 3. 图像量化（掌握） 4. 数字图像处理中的基本概念（掌握） 第三章 图像变换 3.1 概述 3.2 一维离散付里叶变换 3.4 二维离散付里叶变换 知识点： １.一维离散付里叶变换（理解） ２.二维离散付里叶变换（理解） 作业： 1 了解图像的傅里叶变换 2 了解离散傅里叶和连续傅里叶关系 第四章 图像增强 4.1 概述 4.2 空域点处理增强 4.3 空域滤波增强 4.4 频域滤波增强 知识点： 1.空域点处理增强（掌握） 2.空域滤波增强（掌握） 3.频域滤波增强（掌握） 作业： 1 空域图像增强的原理与方法 2 频域图像增强的原理与方法 3 理解频域与空域增强关系 第五章 图像复原 5.1 概述 5.2 图像退化模型 5.3 退化函数估计 5.7 从噪声中复原 5.8 几何失真校正 知识点： 1.退化函数估计（理解） 2.从噪声中复原（理解） 3.几何失真校正（掌握） 作业： 1 理解图像复原的原理 2 利用退化模型进行简单操作 3 处理基本的几何失真 第六章彩色图像处理 6.1 概述 6.2 彩色基础 6.3 颜色模型 6.4 全彩色图像处理 知识点： 1. 彩色基础 2.颜色模型（理解） 3.全彩色图像处理（理解） 作业： 1 彩色图像处理原理及方法 2 分析几种颜色模型 第九章图像检测与分割 9.1 概述 作业： 1 实现图像边缘检测的基本方法
9.2边缘检测 2实现图像的阈值分割，可用实际图片进行 9.4阈值分割 测试。 知识点： 1.边缘检测（掌握） 2.阈值分割（掌握） 第十章图像表示与描述 作业： 10.1概述 1理解各种图像表示与描述的方法 10.2图像表示 2理解边界描述原理 10.3边界描述 3实现基本的形态学操作 10.5形态学描述 知识点： 1.图像表示（理解） 2、边界描述（掌握） 3、形态学描述（掌握） 五、建议学时分配表 序 学时分配 课程内容 对应教学目标 号 讲授 实验 习题课 小计 1 第一章 2 2 目标1、目标2 2 第二章 目标1、目标2、 3 第三章 1 目标1、目标2 4 第四章 4 目标3 5 第五章 3 3 目标3 7 第六章 4 4 目标1，目标4 8 第九章 3 目标3，目标4 9 第十章 3 3 目标3，目标4 合 计 24 24 六、教学方法 1采用启发式教学，激发学生主动学习的兴趣，培养学生独立思考、分析问题和解决问题的 能力，引导学生主动通过实践和自学获得自己想学到的知识。 2.采用PPT课件，多媒体教学与传统板书相结合，提高课堂教学信息量，增强教学的直观性。 七、课程考核内容及方式 20
20 9.2 边缘检测 9.4 阈值分割 知识点： 1.边缘检测（掌握） 2.阈值分割（掌握） 2 实现图像的阈值分割，可用实际图片进行 测试。 第十章 图像表示与描述 10.1 概述 10.2 图像表示 10.3 边界描述 10.5 形态学描述 知识点： 1. 图像表示（理解） 2、边界描述（掌握） 3、形态学描述（掌握） 作业： 1 理解各种图像表示与描述的方法 2 理解边界描述原理 3 实现基本的形态学操作 五、建议学时分配表 序 号 课程内容 学 时 分 配 对应教学目标 讲 授 实 验 习题课 小 计 1 第一章 2 2 目标 1、目标 2 2 第二章 4 4 目标 1、目标 2、 3 第三章 1 1 目标 1、目标 2 4 第四章 4 4 目标 3 5 第五章 3 3 目标 3 7 第六章 4 4 目标 1，目标 4 8 第九章 3 3 目标 3，目标 4 9 第十章 3 3 目标 3，目标 4 合 计 24 24 六、教学方法 1.采用启发式教学，激发学生主动学习的兴趣，培养学生独立思考、分析问题和解决问题的 能力，引导学生主动通过实践和自学获得自己想学到的知识。 2.采用 PPT 课件，多媒体教学与传统板书相结合，提高课堂教学信息量，增强教学的直观性。 七、课程考核内容及方式
1考核方式：考查 2考核形式：平时考核、期末考核等方式综合评定。 3.成绩评定： 平时考核成绩：占课程总成绩的20%；（其中考勤占10%，作业占10%) 期末考核成绩：占课程总成绩的50%。 八、推荐教材和教学参考书 教材：数字图像处理（第3版).姚敏机械工业出版社.第三版，2018年 参考书：章毓晋.图像理解与计算机视觉.北京：清华大学出版社，2000 参考书：章毓晋.图像处理和分析.北京：清华大学出版社，1999 参考书：夏良正.数字图像处理.南京：东南大学出版社，1999 撰写人：张建伟 审核人： 学院分管领导签字（盖章）： 年月日 21
21 1.考核方式 ：考查 2.考核形式：平时考核、期末考核等方式综合评定。 3.成绩评定： 平时考核成绩：占课程总成绩的 20%；（其中考勤占 10%，作业占 10%） 期末考核成绩：占课程总成绩的 50%。 八、推荐教材和教学参考书 教 材：数字图像处理（第 3 版）. 姚敏.机械工业出版社. 第三版，2018 年 参考书：章毓晋. 图像理解与计算机视觉. 北京：清华大学出版社，2000 参考书：章毓晋. 图像处理和分析. 北京：清华大学出版社，1999 参考书：夏良正. 数字图像处理. 南京：东南大学出版社，1999 撰写人：张建伟 审核人： 学院分管领导签字（盖章）： 年 月 日