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《数字图像处理》教学大纲课程编号：课程名称：数字图像处理/DigitalImageProcessing学时/学分：40/2.5（其中含实验8学时）先修课程：高等数学，概率论，线性代数，数字信号处理，信息论，程序设计语言等适用专业：电子信息类专业开课学院（部）、系(教研室)：信息工程学院电子信息工程系一、课程的性质与任务本课程是一门专业选修课，采用双语方式教学。本课程是模式识别、计算机视觉、图像通讯、多媒体技术等学科的基础，是一门多学科交叉、理论性和实践性都很强的综合性课程，是电子信息类专业学生的一门重要专业课程。通过对本课程的学习，使学生了解数字图像的基本概念、数字图像形成的原理，掌握数字图像处理的理论基础和技术方法，着重掌握数字图像的增强、复原、压缩和分割的基本理论和实现方法，为将来从事相关领域工作和科学研究奠定基础。二、课程的教学内容、基本要求及学时分配（一）教学内容1．概论图像与数字图像，图像技术和图像工程，图像处理和分析系统，数字图像处理的发展历史及在生物医学、遥感、航天、工业、军事等方面的应用。2.数字图像基础视觉感知要素、光和电磁波谱、图像的感知和获取、图像的取样和量化、像素间的一些基本关系、线性和非线性操作3.空间图像增强空间图像增强的背景知识、基本灰度变换、直方图处理、算术/逻辑操作增强、空间滤波基础、平滑空间滤波器、锐化空间滤波器及混合空间增强法4．频率域图像增强傅立叶变换和频率域介绍、频率域的平滑滤波器、频率域的锐化滤波器及同态滤波器5．图像复原图像退化/复原过程的模型、噪声模型、单纯噪声条件下的图像复原空间滤波、频率域滤波削减周期噪声、线性位置不变的退化、估计退化函数、逆滤波及维纳滤波6．彩色图像处理彩色基础、彩色模型、伪彩色处理、全彩色处理基础及彩色变换。7．图像压缩图像压缩理论及模型，无损压缩、有损压缩，图像编码常用方法，图像编码评价方法，图像编码的国际标准8.图像分割间断检测、边缘连接和边界检测、门限处理及基于区域的分割（二）基本要求1.正确理解下列基本概念和它们之间的内在联系：三基色学说，RGB模型，HSI模型，视觉特性，采样和量化，直方图，傅立叶变换，2.正确理解下列基本原理和技术：直方图均衡与规定化，图像平滑原理，中值滤波，轮廓跟踪与提取，图像分割与边缘检测，图像的伪彩色处理，模板操作，图像复原的原理，逆滤波，维纳滤波，图像压缩编码技术。3.熟练运用图像处理的基本方法：图像平滑和锐化方法，区域聚合分割法，区域生长法，图像几何变换方法，压缩编码以及图像复原方法。（三）学时分配本课程的教学时数为32学时，实验8学时，学时分配如下表：教学环节课程内容学时讲课实验小计概论22数字图像基础325空间图像增强527频率域图像增强549图像复原44彩色图像处理55图像压缩44（选做）4图像分割44合计32840（四）课程内容的重点、难点1.概论重点：数字图像处理与数字图像处理系统。难点：图像工程及其与相关学科的联系与交叉点。2.数字图像基础重点：人眼的视觉特性、连续图像的数学描述，采样和量化，像素间的联系，算术和逻辑运算。难点：采样和量化参数的选择3.空间图像增强重点：直接灰度增强，直方图处理，锐化滤波器，局部增强。难点：图像的空间域平滑，中值滤波，图像锐化方法。4.频率域图像增强重点：二维傅里叶变换和性质，快速傅里叶变换算法实现，可分离图像变换，频率域的平滑滤波器难点：频率域的锐化滤波器及同态滤波器的实现5.图像复原重点：单纯噪声条件下的图像复原空间滤波、频率域滤波削减周期噪声、线性位置不变的退化、估计退化函数、逆滤波及维纳滤波难点：退化函数的估计、逆滤波及维纳滤波6．彩色图像处理重点：彩色基础和模型、伪彩色处理、全彩色处理基础及彩色变换。难点：不同颜色空间的定义和选择7．图像压缩重点：无损预测编码，有损预测编码，变换编码系统，难点：变换选择，子图像尺寸选择，比特分配。8.图像分割重点：间断检测、边缘连接和边界检测、基于区域的分割边缘检测难点：图像分割，轮廓跟踪三、课程改革与特色本门课程采用多媒体双语教学方法。课堂上运用图像处理软件，生动、直观地演示各种图像处理方法和处理结果，激发学生对本课程的学习兴趣；并开设相关的理论基础实验课，提高学生的动手能力。学生成绩由实验成绩和考试成绩综合评定，其中考试方式采用试卷笔试或撰写论文。四、推荐教材及参考书推荐教材：1．DigitalImageProcessing,SecondEdition，主编：RafaelC.Gonzalez,RichardE.Woods，出版社：电子工业出版社,出版或修订时间：2003.32．数字图像处理(第二版)(影印)，主编：冈萨雷斯等著阮秋琦等译，出版社：电子工业出版社,出版或修订时间：2003.3参考书：1．《图像处理和分析》第二版，主编：章毓晋，出版社：清华大学出版社，出版或修订时间：2002年10月2．《DigitalImageProcessing》，主编：KennethR.，出版社：Castleman.PrenticeHall，出版或修订时间：2000.3．《数字图像处理学》，主编：阮秋琦，出版社：电子工业出版社，出版或修订时间：20014．数字图像处理（MATLAB版）冈萨雷斯出版社：电子工业出版社，出版或修订时间：2004