《数字图像处理》教学大纲
课程英文名Digital Image Processing 课程代码J0701Z79 学分  3 总学时48 理论学时32 实验/实践学时16
课程类别选修课程性质限选先修课程数学分析、线性代数、概率论、计算机程序设计
适用专业信息与计算科学开课学院理学院
执笔人审定人制定时间2018 年4 月
注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。
一、课程地位与课程目标
（一）课程地位
本课程是信息与计算科学专业本科生的专业选修课。数字图像主要研究利用计算机处理图像的基本理论、典型方法、实用技术。学生通过本课程的学习，在理论知识方面了解和掌握数字图像的概念、类型，掌握数字图像处理的基本原理和基本方法，并通过实验加深理解数字图像处理的基本原理。为学生在人工智能、计算机视觉、模式识别等领域从事研究与开发打下扎实的基础。
（二）课程目标
1. 通过学习使学生了解数字图像处理的基本概念。
2. 了解图像处理技术的特点、应用范围和现状。
3. 掌握图像处理的基本原理和技术.
4.学会设计图像处理应用系统的方法，能够通过编写程序解决基本的图像处理问题，提升解决问题的能力.
二、课程目标达成的途径与方法
以课堂教学为主，结合自学、课堂讨论、课外作业、上机实验等环节，结合大量应用实例对数字图像处理中的各种实际问题展开深入的讨论，充分激发学生的思考力，提高学生分析和解决问题的能力。使用MATLAB作为软件平台，编写程序实现制定的数字图像处理功能。以撰写实验报告方式进行考核。
三、课程目标与相关毕业要求的对应关系
课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）
课程目标毕业
要求
1
毕业
要求
2
毕业
要求3
毕业
要求4
毕业
要求5
毕业
要求
6
毕业
要求
7
毕业
要求
8
毕业
要求9
毕业
要求
10
课程目标1L M H M H M L M L M 课程目标2L L M M H L L L L L 课程目标3L H H M H M L H L H 课程目标4L H H H H M M H L M
四、课程主要内容与基本要求
第一章绪言
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
第二章数字图像基础
1、了解视觉感知要素
2、了解几种常用的图像获取方法
3、掌握图像的数字化过程及其图像分辨率之间的关系
4、掌握像素间的联系的概念
5、了解数字图像处理中的常用数学工具
6、掌握图像数字化过程及图像中像素的联系
第三章灰度变换与空间滤波
1、了解空间域图像增强的概念、目的及主要技术
2、理解直接灰度变换的方法原理
3、理解直方图的定义、性质及用途
4、掌握直方图均衡化技术细节
5、理解直方图规定化处理方法的原理及作用
6、掌握图像的空间域的平滑和锐化技术方法
7、熟练掌握直方图均衡化技术及常用的图像的空间域的平滑和锐化技术方法
第四章频率域滤波
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、熟练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
第五章图像复原和重建
1、理解图像退化/复原过程的模型
2、掌握几种常用的空间滤波方法
3、理解几种常用的频率域方法
4、了解估计退化函数；了解逆滤波
5、了解最小均方误差（维纳）滤波
6、熟练掌握常用的空间和频率滤波器
第六章彩图像处理
1、了解彩基础、RGB颜模型以及HIS颜模型
2、理解RGB颜模型和HIS颜模型的度学基础和适用范围
3、了解常用的彩图像处理方法
4、掌握彩基础和模型、伪彩处理、全彩处理基础及彩变换
5、理解不同颜空间的定义和选择
第七章图像压缩
1、了解图像压缩理论及模型
2、了解图像编码常用方法
3、重点掌握无损预测编码，有损预测编码，变换编码系统
第八章图像分割
1、掌握灰度阈值法法的基本原理及应用
2、掌握几种边缘检测算子以及区域分割的基本概念
3、了解直线提取算法以及彩图像分割方法
4、理解基于图像分割的图像分析方法
第九章表示和描述
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。
五、课程学时安排
第5章图像复原和重建  6 1.完成图像复原作业
2.课后自学由投影重建图像
内容
课程目标
1,2,3,4
第6章彩图像处理  6 1.完成图像彩空间转换的
作业
2.课后自学彩图像的分割、
压缩等内容
课程目标
1,2,3,4
第7章图像压缩  4 1.完成图像的霍夫曼编码的
作业
2.课后自学图像的小波编码
内容
课程目标
1,2,3,4
第8章图像分割  6 1.完成图像阈值分割、区域
分割、形态学分水岭分割的
作业
2.课后自学图像的数学形态
学内容
课程目标
1,2,3,4
第9章表示和描述  6 1.完成边界描绘子和区域描
绘子作业
2.课后自学关系描绘子内容
课程目标
1,2,3,4
六、实践环节及基本要求
序号实验项目名称学时基本要求学生任务
实验
性质
实验
类别
1 图像的读入，显示及
基于MATLAB的图像
编程
2
会利用MATLAB
进行图像读入和
实现不同类型图
像转换
读入、显示一幅图像，
并改变图像的大小；会
对二值图像、灰度图像、
真彩图像进行互相
转换
验证必做
2图像的直方图均衡
化和图像空间滤波
2
掌握图像的直方
图均衡化方法；
会用中值滤波对
图像进行锐化和
去噪
绘制图像的灰度直方
图，并对该直方图进行
均衡化处理；会利用线
性空间滤波和非线性
空间滤波对图像进行
去噪
验证必做
3 图像的频率域滤波  2 会用频率域滤波
对图像进行平滑
和锐化处理
利用频率域滤波去除
图像中噪声
验证必做
4 图像的复原与重建  2 掌握利用空间滤
波实现图像的复
原；掌握利用直
接逆滤波和维纳
滤波实现图像的
复原
设计实验比较逆滤波
与维纳滤波在图像复
原效果
验证必做
5 彩图像处理  2 掌握图像的不同
彩空间的转换；
掌握彩图像的
平滑和锐化处理
读入一副彩图像，将
其从RGB彩空间向
NTSC、YCbCr、HSV、CMY
彩空间之间互相转
换；彩图像平滑滤波
验证试验
验证必做
6 图像压缩  2 掌握图像压缩的
基本原理；会用
霍夫曼编码对对
象进行压缩
读入一幅图像，计算该
图像的熵；利用函数
mat2huff对图像进行
编码，并计算其压缩比，
再利用huff2mat 函数
对其进行解码
验证必做
7 图像分割  2 掌握基于阈值的
图像分割算法；
掌握基于区域生
长的图像分割算
法；熟悉分水岭
图像分割算法
直方图均衡化的基本原理读入一幅图像，分别利
用阈值、区域生长进行
图像分割；熟悉分水岭
的图像分割算法
验证必做
8 图像的表示与描述  2 掌握提取图像区
域和边界的方法；
了解图像的弗雷
曼链码的边界表
示
3. 会提取图像区
域的骨骼。
读入一幅图像，提取图
像区域和边界，并对图
像的边界进行弗雷曼
链码表示
验证必做
注：1.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；2.实验类别指必做、选做等。
七、考核方式及成绩评定
考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例
过程考核含到课率、平时作业、实验作业
等
课堂点名，作业登记记录
以及实验报告成绩
其中平时占20%，实验报
告占20%
40%

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