课程代码：

GX09022

课程名称：数字图像处理

英文名称：

Digital Image Processing

课程类别：

专业课

先修课程：信号与系统

总学分/总学时：

2.5/56

理论学时/实验学时：24/32

适用专业:

电子信息工程

考核方式：考试

开课单位：

机械电气工程学院

审定日期：2020年9月

课程目标

毕业要求

指标点（主要内容）

1、2

4．能够运用科学和工程原理对电子信息系统设计、信号、信息处理等复杂工程问题进行分析和研究；掌握多层次的实验设计、实现及结果分析的方法，并通过信息综合得到合理有效的结论，并能将其用于解决复杂工程问题。

指标点4.2：能够针对电子信息系统设计、信号、信息处理等复杂工程问题设计实验方案、组建实验平台、获取实验数据，能够对实验结果进行合理分析、解释。

3

12.具有终身学习的意识，具备自主学习的能力，能够通过在职培训、自主学习、网络培训等多种渠道提高自身能力。

指标点12.1：了解自主学习的必要性，具有自主学习和终身学习的意识，掌握跟踪本专业学科前沿、发展趋势的基本方法和途径。

知识单元

对应课程目标

预期学习成效

教学内容

教学活动

学时分配

1．绪论

课程目标1、

1．了解数字图像处理的基本概念，发展历史，应用领域和研究内容；

2．了解数字图像处理的基本步骤；

3．了解图像处理系统的组成；

1．数字图像处理的起源；

2．数字图像处理的基本步骤；

3．图像处理系统的组成；

1．课堂教学；

2．研讨；

理论2学时

2．基础知识图像的数字化与显示

课程目标1

1．了解视觉感知要素；了解几种常用的图像获取方法；

2．掌握图像的数字化过程及其图像分辨率之间的关系；掌握像素间的联系的概念；

3．了解数字图像处理中的常用数学工具；

1．数字图像的表示；

2．数字图像的读取、显示、保存；

3．数据类与图像类型间的转换；

4.M函数编程简介；

1．课堂教学；

理论2学时

+实验2学时

3.亮度变换与空间滤波

课程目标2

1．了解空间域图像增强的概念、目的及主要技术；理解直接灰度变换的方法原理；

2．理解直方图的定义、性质及用途；掌握直方图均衡化技术细节；

3．理解直方图规定化处理方法的原理及作用；掌握图像的空间域的平滑和锐化技术方法；

4. 图像水印技术反映图像版权，与“法制意识”相关

1．亮度变换；

2．直方图处理与函数绘图；

3．空间滤波；

4.图像处理工具箱的标准空间滤波器；

1．课堂教学；

2．实验；

理论3学时

+实验2学时

4.频域处理

课程目标2

1．了解傅里叶变换和频率域的概念；

2．理解常用的平滑和锐化滤波器的概念和方法；

3．掌握图像的傅立叶变换及常用的图像的频率域的平滑和锐化技术方法；

1．二维离散傅里叶变换；

2．频域滤波；

3．滤波器；

1．课堂教学；

2．实验；

理论2学时

+实验2学时

5.图像压缩

课程目标2

1．了解图像压缩理论及模型；了解图像编码常用方法；

2．重点掌握无损预测编码，有损预测编码，变换编码系统；

1．编码冗余；

2．JPEG压缩；

1．课堂教学；

2．实验；

理论2学时

+实验2学时

6.图像复原与重建

课程目标2

1．理解图像退化/复原过程的模型；掌握几种常用的空间滤波方法；

2．理解几种常用的频率域方法；了解估计退化函数；

3．了解逆滤波；了解最小均方误差（维纳）滤波；

1．图像退化/复原处理；

2．空间滤波、逆滤波；

3．几何变换与图像配准

1．课堂教学；

2．实验；

3．小设计；

理论2学时

+实验4学时

7.图像分割

课程目标2

1．掌握图像分割的思想及策略；

2．理解点、线和边缘检测和阈值分割的基本思想和方法；

3．掌握图像分割，轮廓跟踪；

1．点、线、边缘检查；

2．阈值处理；

3．区域分割；

1．课堂教学；

2．实验；

3.课程案例分析；

理论3学时

+实验4学时

8.形态学图像处理

课程目标2

1．掌握二值形态学和灰度形态学的几种基本操作；

2．了解形态学在图像处理中的应用；

3．掌握图像腐蚀、图像的膨胀、图像的细化

1．膨胀与腐蚀

2．形态学重构；

3．灰度图像形态学；

1．课堂教学；

2．实验；

3．小设计；

理论3学时

+实验4学时

9.彩色图像处理

课程目标3

1．了解彩色基础、RGB颜色模型以及HIS颜色模型；；

2．理解RGB颜色模型和HIS颜色模型的色度学基础和适用范围；

3．了解常用的彩色图像处理方法；

1．彩色图像的表示方法；

2．彩色变换；

3．彩色图像的空间滤波；

1．课堂教学；

2．实验；

3．课堂讨论；

理论2学时

+实验4学时

10.表示与描述

课程目标3

1．了解边界描绘子和区域描绘子；

2．理解图像的几何特征、形状特征、纹理特征与骨架提取以及其他特征；

3．了解模式和模式类的概念；

4．了解常用的几种模式识别方法；

1．表示；

2．边界、区域描述；

3．基于决策理论方法的识别；

4．结构识别；

1．课堂教学；

2.课程案例分析；

3．小设计；

理论3学时

+实验8学时

课程目标

评价方式及比例（%）

成绩比例（%）

测验

实验

期末考核

课程目标1

10

—

10

20

课程目标2

10

20

30

60

课程目标3

—

20

—

20

合计

20

40

40

100

考核内容

评价标准

权重（%）

90-100分

75-89分

60-74分

0-59分

A1：考查学生对图像增强、复原、分割、编码与压缩、等图像处理基础知识的掌握情况。（对应课程目标2、毕业要求指标点3.2）

按时交测试；基本概念正确、论述逻辑清楚；层次分明，语言规范；应用正确合理。

按时交测试；基本概念正确、论述基本清楚；语言较规范；能正确应用。

按时交测试；基本概念基本正确、论述基本清楚；语言交规范；能够应用，但条件考虑不全面。

不能按时交测试；有抄袭现象；基本概念不清楚、论述不清楚；不会正确应用。

10

A2：考查学生应用图像处理基础知识解决问题能力。（对应课程目标3、毕业要求指标点5.2）

按时交测试；能够正确应用相关知识分析问题，分析正确；论述逻辑清楚，层次分明，语言规范。

按时交测试；能够应用相关知识分析问题，分析基本正确；论述清楚，语言较规范。

按时交测试；能够应用相关知识分析问题，分析基本正确，有个别地方不够准确；论述基本清楚，语言较规范。

不能按时交测试；有抄袭现象；不能应用相关知识分析问题；概念不清楚、论述不清楚。

10

考核内容

评价标准

权重（%）

90-100分

75-89分

60-74分

0-59分

B1：对图像处理基本原理和算法的掌握程度（对应课程目标2及毕业要求指标点3.2）

按时完成实验报告，实验数据与分析过程正确，图表清晰，语言规范，符合实验报告要求。

按时完成实验报告，实验数据与分析过程较正确，图表较清晰，语言较规范，符合实验报告要求。

按时完成实验报告，实验数据与分析过程基本正确，图表不够清晰，语言基本规范，实验报告不够符合要求。

没有按时完成实验报告或者实验数据与分析不正确；或者实验报告不符合要求。

20

B2：考查学生应用图像处理基础知识解决问题能力。（对应课程目标3、毕业要求指标点5.2）

能够正确应用图像处理知识分析问题、构建系统，思路正确，实验报告符合要求。

能够应用图像处理知识分析问题、构建系统，思路较清楚，实验报告较符合要求。

基本能够应用图像处理知识分析问题、构建系统，思路基本正确，实验报告基本符合要求。

不能应用图像处理知识分析问题、构建系统，思路混乱，实验报告不符合要求。

20

考核内容

评价标准

权重（%）

90-100分

75-89分

60-74分

0-59分

C1：对图像处理技术概念、特点、应用范围和现状理解的情况。（对应课程目标1、毕业要求指标点3.2）

图像处理技术概念、特点、应用范围和现状理解正确，表述清楚。

图像处理技术概念、特点、应用范围和现状理解正确，表述比较清楚。

图像处理技术概念、特点、应用范围和现状理解基本正确，但考虑不全面。

图像处理技术概念、特点、应用范围和现状理解较差，不会正确应用。

10

C2：考查学生对图像处理基本原理和算法的掌握程度。（对应课程目标2、毕业要求指标点5.2）

图像处理基本原理和算法知识点掌握牢固，准确率高。

图像处理基本原理和算法知识点掌握比较牢固，准确率较高。

图像处理基本原理和算法知识点掌握不牢固，准确率低。

图像处理基本原理和算法知识点掌握很不牢固，准确率很低。

30

序号

实验（实践）项目名称

实验（实践）类型

开出要求

学时

1

图像的显示、存储、灰度变换及直方图

验证

必做

2

2

MATLAB数字图像的变换

验证

必做

2

3

MATLAB数字图像处理-频域1

验证

必做

2

4

MATLAB数字图像处理-频域2

验证

必做

2

5

均衡化、图像的平衡和锐化、复原重建处理

设计

必做

2

6

图像压缩

设计

必做

2

7

图像分割与边缘检测

设计

必做

4

8

 MATLAB数字图像处理-形状识别

设计

必做

4

9

 数字图像处理和GUI界面设计、视频处理

综合

必做

4

10

图像表示、描述-基于特征分类

综合

必做

4

11

数字图像处理-综合设计

综合

必做

4