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数字图像处理教案

2023-11-11 来源:客趣旅游网


本册教课设计目录

课次

1

课题(章节)

页码

第 1 章 1.1 数字图像办理及发展简史 1.2 图像办理的目的、任务与特色 1.3 基本的图像办理系统 1.4 应用和发展趋向

1

2

第 2 章 2.1 连续图像的数字描绘 2.2 图像场取样

2.3.1 标量量

2

3

2.3.2 矢量量化 2.4 图像的输入 /输出设施 第 3 章(增补正交变换的理论基础)

3

4

4

第 3 章(傅立叶变换、 失散余弦变换、 失散沃尔什—哈达玛变换)

5

第 3 章(傅立叶变换、 失散余弦变换、 失散沃尔什—哈达玛变换)

5

6

第 4 章 图像加强(单点加强、图像光滑、空间域图像锐化、频域加强、彩色技术)

6

7

第 4 章 图像加强(单点加强、图像光滑、空间域图像锐化、频域加强、彩色技术)

7

8

第 5 章 图像编码与压缩(展望编码、正交变换编码、统计编码、轮廓编码、二值编码)

8

9

第 5 章 图像编码与压缩(展望编码、正交变换编码、统计编码、轮廓编码、二值编码)

9

10

第 5 章 图像编码与压缩(展望编码、正交变换编码、统计编码、轮廓编码、二值编码)

10

11

第 6 章 图像的恢复和重修(基本观点、退化模型、恢复方法、图像重修的观点和方法)

11

12

第 6 章 图像的恢复和重修(基本观点、退化模型、恢复方法、图像重修的观点和方法)

12

13

第 6 章 图像的恢复和重修(基本观点、退化模型、恢复方法、图像重修的观点和方法)

13

14

14

15

第7章图像切割第7章图像切割第7章图像切割

15

16

16

17

17

第 8 章 彩色图像办理

1/22

18

18

期末复习

19

期末考察

19

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常州大学教课设计

1 次课 2 学时 讲课时间

教课设计达成时间

第一章 1.1 数字图像办理及发展简史 1.2 图像办理的目的、任务与特色 1.3

课题(章节)

基本的图像办理系统 1.4 应用和发展趋向

教课目标与要求:

1、认识数字图像办理的发展简史、图像办理的任务;

2、掌握常用数字图像办理术语(像素、采样、量化、图像加强等) 3、认识基本的图像办理系统、图像各样形式的表示;

教课重点、难点:

重点: 1、掌握图像办理、数字图像办理、数字图像办理系统的观点和它们之间的互相关系;

2、明确图像办理的目的和任务;

难点:图像的采样和量化的观点,认识不一样的图像格式优弊端解决:对照掌握,讲堂操作演示

教课方法及师生互动设计:

教课方法:多媒体

互动:发问学生对平时生活中接触到的图像办理系统和计算机图形图像软件已有知识;发问学生对于图像、像素、灰度、图像加强等的已有知识;

讲堂练习、作业:

讲堂练习:举例说明图像加强、图像还原、图像重修、图像变换、图像编码与压缩、图像切割的意义;

作业: 1、熟习图像办理工具箱的使用方法; 2、书后作业 1.2、1.5、1.6

课后小结:

第一堂课很重要,要努力使学生掌握图像办理术语,认识数字图像办理的目的。

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2 次课 2 学时 讲课时间

教课设计达成时间

课题(章节) 第二章 2.1 连续图像的数字描绘 2.2 图像场取样 2.3.1 标量量化

教课目标与要求:

1、认识图像的数学描绘; 2、图像数字化的方法;

3、图像量化中的标量量化方法。

教课重点、难点:

重点: 1、连续图象在空间的失散化和亮度值的失散化; 2、;二维奈奎斯特采样定理和量化的观点 难点:二维采样定理

解决:复习数学和通讯原理有关知识点,详尽推导

教课方法及师生互动设计:

教课方法:多媒体

互动:多举例,多联系生活实质,多发问。

讲堂练习、作业:

讲堂练习: 1.思虑为何同一图像采纳不一样格式时代数据量不一样? 2.表达视频图像和静态图像之间的关系。

课后小结:

主要介绍了图像的数字描绘和图像数字化的方法,详尽解说了图像量化中的标量量化。

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第 3 次课 2 学时 讲课时间

教课设计达成时间

课题(章节) 2.3.2 矢量量化 2.4 图像的输入 /输出设施 第 3 章(增补正交变换的理论基

础)

教课目标与要求:

1、认识图像量化方法中的矢量量化; 2、认识图像的输入、输出设施; 3、复习正交变换的理论基础知识。

教课重点、难点:

重点: 1、图像的矢量量化观点; 2、正交变换的基向量组观点。

难点:图像矢量量化码书和最正确般配的观点 解决:多媒体演示和板书推导

教课方法及师生互动设计:

教课方法:多媒体

互动:请同学介绍常有图像输入 /输出设施;

讲堂练习、作业:

讲堂练习:图像编码的例子; 作业:书后习题 2.1、2.2;

课后小结:

学习时应将输入设施的采样量化过程与输出设施的恢复过程联系起来,对数字图像办理系统的输入、输出设施的构成原理和性能指标也有深刻的认识。

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4 次课 2 学时 讲课时间

教课设计达成时间

课题(章节) 第 3 章(傅立叶变换、失散余弦变换、失散沃尔什—哈达玛变换)

教课目标与要求:

1、掌握经典变换——傅立叶变换;

2、理解二维傅立叶变换的定义和性质; 3、掌握失散余弦变换的定义和性质;

教课重点、难点:

重点: 1、余弦型变换;

2、傅立叶变换和余弦变换;

难点:二维傅立叶变换的性质;二维失散余弦变换;解决:多媒体演示和板书推导

教课方法及师生互动设计:

教课方法:多媒体

互动:发问一维傅立叶变换的定义和性质;

讲堂练习、作业:

讲堂练习:;

作业:书后习题 3.1、3.2

课后小结:

本次课数学公式许多,变换的结果不像输入图像那样直接能够被人眼感知,因此要注意各样变换的物理意义,以及各样变换在后续章节中的应用,比如数据压缩、图像剖析等方面。

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5 次课 2 学时 讲课时间

教课设计达成时间

课题(章节) 第 3 章(傅立叶变换、失散余弦变换、失散沃尔什—哈达玛变换)

教课目标与要求:

1、掌握哈达玛变换的定义和性质; 2、掌握沃尔什变换的定义和性质;

教课重点、难点:

重点: 1、方波型的变换—沃尔什 -哈达玛变换;

难点:哈达玛变换的公式和推导;沃尔什变换的公式和推导;

解决:解说时注意介绍公式的物理意义,以及各样变换在后续章节中的应用。

教课方法及师生互动设计:

教课方法:多媒体

互动:请同学上黑板推导公式

讲堂练习、作业:

讲堂练习:书后习题 3.1;

作业:书后习题 3.2,3.5,3.6

课后小结:

本次课数学公式许多,变换的结果不像输入图像那样直接能够被人眼感知,因此要注意各样变换的物理意义,以及各样变换在后续章节中的应用,比如数据压缩、图像剖析等方面。

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第 6 次课 2 学时 讲课时间

教课设计达成时间

课题(章节)

第 4 章 图像加强(单点加强、图像光滑、空间域图像锐化、频域加强、彩 色技术)

教课目标与要求:

1、认识和掌握图像的单点加强; 2、认识和掌握图像的光滑;

教课重点、难点:

重点: 1、单点加强的方法:灰度级校订、灰度变换、灰度直方图;

2、地区加强的光滑方法: 领域均匀法、 中值滤波和各样界限保持类滤波的方

法。

难点:图像办理时怎样采纳加强方法,使得图像获取较好的加强成效。 解决:多举实例。, 教课方法及师生互动设计:

教课方法:多媒体 +板书

互动:发问空间域和频次域加强的种类

讲堂练习、作业:

讲堂练习:习题 4.1、4.4、4.6; 作业:习题 4.2、4.3

课后小结:

本章主要介绍图像加强的基本方法,以空间域加强为主。空间域加强是直接对像素灰度进行操作,它不一样于对图像进行傅立叶变换的频次域加强,其长处是方法简单,办理迅速。

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第 7 次课 2 学时 讲课时间

教课设计达成时间

课题(章节)

第 4 章 图像加强(单点加强、图像光滑、空间域图像锐化、频域加强、彩 色技术)

教课目标与要求:

1、认识和掌握图像地区加强的锐化方法; 2、认识彩色技术。

教课重点、难点:

重点: 1、梯度锐化法、拉普拉斯算子、高通滤波及其余常用的锐化算子;

2、彩色技术:假彩色办理、伪彩色加强

难点:图像办理时怎样采纳锐化方法,使得图像获取较好的锐化成效。 ;解决:多举实例。

教课方法及师生互动设计:

教课方法:多媒体 +板书

互动:请同学在黑板上推导梯度锐化法。

讲堂练习、作业:

讲堂练习:推导梯度锐化法; 作业:习题 4.7、4.9

课后小结:

本章主要介绍图像加强的基本方法,以空间域加强为主。空间域加强是直接对像素灰度进行操作,它不一样于对图像进行傅立叶变换的频次域加强,其长处是方法简单,办理迅速。增补了图像加强中的彩色技术。

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8 次课 2 学时 讲课时间

教课设计达成时间

课题(章节) 第 5 章 图像编码与压缩 (展望编码、 正交变换编码、 统计编码、二值编码)

教课目标与要求:

1、认识信息论中有关观点:信息、信息量、信息熵、冗余度;

2、掌握图像编码压缩的技术指标的计算方法:均匀码长、编码效率、压缩比等; 3、掌握统计编码和算术编码的原理和方法。

教课重点、难点:

重点: 1、Huffman 编码; 2、Shannon编码。

难点:掌握 Huffman 编码和 Shannon编码的步骤;解决:多举例子,经过板书详尽解说编码步骤。

教课方法及师生互动设计:

教课方法:多媒体 +板书

互动:增补负片 HDR 的有关知识。

讲堂练习、作业:

讲堂练习: 1、数据没有冗余度可否被压缩,为何? 作业:习题 5.2

求出表 5.3 所示的某信源的 Shannon编码的编码效率。

课后小结:

使学生成立图像压缩的基本观点,要修业生认识和掌握 Shannon和算术编码等熵编码算法。

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9 次课 2 学时 讲课时间

教课设计达成时间

课题(章节) 第 5 章 图像编码与压缩 (展望编码、 正交变换编码、 统计编码、二值编码)

教课目标与要求:

1、认识展望编码、正交变换编码、二值图像编码的基本算法;

2、对实质应用中比较重要的图像压缩的国际标准也将作比较大略的介绍。

教课重点、难点:

重点: 1、展望编码的原理 2、正交变换编码的原理;

难点:展望编码的基本思想;

解决:多举例子,经过板书详尽解说编码步骤。

教课方法及师生互动设计:

教课方法:多媒体 +板书

互动:对 JPEG 图像格式有关知识发问。

讲堂练习、作业:

讲堂练习:写出二值编码步骤;

课后小结:

使学生成立图像压缩的基本观点,认识展望编码、正交变换编码、二值图像编码的基本 算法,并认识实质应用中比较重要的图像压缩的国际标准 JPEG2000。

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第 10

课题(章节)

次课 2 学时 讲课时间

教课设计达成时间

第 5 章 图像编码与压缩 (展望编码、 正交变换编码、 统计编码、轮廓编码、 二值编码)

教课目标与要求:

1、认识新式的图像压缩编码方法;

2、理解数学中分形的观点,认识分形方法的应用范围;

3、认识 JPEG 和 JPEG2000技术标准的特色、应用领域。

教课重点、难点:

重点: 1、分形的观点; 2、各样国际标准的特色。 难点:数学上分形的定义;

解决:从发展历程和重要成就上论述。

教课方法及师生互动设计:

教课方法:多媒体 +板书

互动:经过动画演示激发学生对分形观点的更深理解。

讲堂练习、作业:

讲堂练习:海岸线能否拥有分形的特色? 作业:习题 5.10

课后小结:

认识现代编码方法, JPEG 和 JPEG2000合用于静止图像,它将图像分解成 8×8 的样值子块,用 DCT 进行变换、量化、 Z 字形重排,用霍夫曼编码对量化系数进行编码,进一步压缩数据量。注意介绍数字图像源编码压缩技术的最新发展和应用远景。

第10

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第 11

课题(章节)

次课 2 学时 讲课时间

教课设计达成时间

第 6 章 图像的恢复和重修(基本观点、退化模型、恢复方法、图像重修的 观点和方法)

教课目标与要求:

1、认识图像还原的基本任务;

2、分清图像加强和图像还原不一样之处;

3、认识图像退化原由,学会成立退化数学模型。

教课重点、难点:

重点:掌握图像退化原由,如散焦模糊、成像系统的噪声扰乱、相机与光景之间互相运动形成的运动模糊、图像的几何失真等;

难点:成立图像退化数学模型;

解决:理清图像退化原由和退化数学模型间的互相关系,多举实例。

教课方法及师生互动设计:

教课方法:多媒体 +板书

互动:对平时生活中图像模糊原由的发问。

讲堂练习、作业:

讲堂练习: 6.1; 作业:习题 6.2

课后小结:

本次课主要介绍了图像还原的基本任务,介绍图像退化的原由,及在工程中常有的退化模型。

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第 12

课题(章节)

次课 2 学时 讲课时间

教课设计达成时间

第 6 章 图像的恢复和重修(基本观点、退化模型、恢复方法、图像重修的 观点和方法)

教课目标与要求:

1、掌握应用 MATLAB 软件的数字图像办理工具箱中的函数来进行图像还原; 2、针对不一样退化模型使用不一样还原函数。

教课重点、难点:

重点: 1、图像还原的有关 MATLAB 函数

难点:针对不一样退化问题,使用不一样 MATLAB 函数;

解决:多媒体课件演示各样办理函数在不一样参数下的办理成效。

教课方法及师生互动设计:

教课方法:多媒体 +板书

互动:对以前两次实验波及的常用

MATLAB 图像办理工具箱函数的发问。

讲堂练习、作业:

讲堂练习:直接维纳滤波法的办理成效怎样? 作业:习题 6.5

课后小结:

本次课主要介绍了 MATLAB 图像办理工具箱中的图像还原函数,经过程序解说和多媒体演示,帮助学生掌握编程方法和注意重点。

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第 13

课题(章节)

次课 2 学时 讲课时间

教课设计达成时间

第 6 章 图像的恢复和重修(基本观点、退化模型、恢复方法、图像重修的 观点和方法)

教课目标与要求:

1、介绍线性还原方法、非线性还原方法和盲图像信号还原方法; 2、认识几何失真的种类和解决方法。

教课重点、难点:

重点: 1、线性还原方法、非线性还原方法和盲图像信号还原方法; 2、几何失真的解决方法

难点:非线性还原方法和盲图像信号还原方法; 解决:介绍有关算法的工程背景和发展过程。

教课方法及师生互动设计:

教课方法:多媒体 +板书

互动:图像还原和图像加强的差别发问。

讲堂练习、作业:

讲堂练习: 6.7 作业:习题 6.6

课后小结:

本次课主要介绍了线性还原方法、非线性还原方法和盲图像信号还原方法,最后对几何畸变产生的原由和还原方法进行了剖析。

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第 14

次课 2 学时 讲课时间

教课设计达成时间

课题(章节) 第 7 章 图像切割

教课目标与要求:

1、介绍图像切割的基本观点、基来源理;

2、经过图像切割为图像剖析和图像理解做准备。

教课重点、难点:

重点: 4 毗邻、 8 毗邻和 m 毗邻的观点。 难点:像素间的基本关系:邻域和连通性。

解决:经过习题来熟习 4 邻域、 8 邻域、d 邻域的观点,及 4 毗邻、 8 毗邻和 m 毗邻的观点和用途。

教课方法及师生互动设计:

教课方法:多媒体 +板书

互动:发问穿插在介绍图像切割技术的应用实例过程中。

讲堂练习、作业:

讲堂练习: 4 邻域和 8 邻域的判断方法? 作业:习题 7.1

课后小结:

图像切割的实质是将图像中存心义的特色或需要应用的特色提拿出来。经过图像切割能够为图像剖析和图像理解做准备。本次课主要介绍图像切割的基本观点、基来源理。

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15 次课 2 学时 讲课时间

教课设计达成时间

课题(章节) 第 7 章 图像切割

教课目标与要求:

1、介绍典型的图像切割方法——图像的阀值切割技术、 2、经过图像切割为图像剖析和图像理解做准备。

教课重点、难点:

重点:图像的阈值切割技术中的实验法、直方图法和最小偏差法。 难点:梯度算子、拉普拉斯算子的公式和推导

解决:给出一些图像切割方法的实例,并给出各样算子详尽数学推导。

教课方法及师生互动设计:

教课方法:多媒体 +板书

互动:复习图像加强有关内容,对梯度算子和拉普拉斯算子进行发问。

讲堂练习、作业:

讲堂练习:梯度算子的推导过程? 作业:习题 7.8

课后小结:

本次课在掌握了图像切割中判断邻域和连通性的基础上,学习全局阈值切割法,主要介绍了实验法、直方图法和最小偏差法。并对应用较为宽泛的直方图法的好坏点进行了认识,并进一步介绍了改良的直方图法。

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第 16

次课 2 学时 讲课时间

教课设计达成时间

课题(章节) 第 7 章 图像切割

教课目标与要求:

1、介绍典型的图像切割方法——图像的边沿检测和地区检测法; 2、经过图像切割为图像剖析和图像理解做准备。

教课重点、难点:

重点:图像的边沿检测和地区检测法

难点:方向算子和 Canny 算子的公式和推导

解决:给出一些图像切割方法的实例,并给出各样算子详尽数学推导。

教课方法及师生互动设计:

教课方法:多媒体 +板书

互动:在上节课的基础上,对方向算子和

Canny 算子的数学原理进行发问。

讲堂练习、作业:

讲堂练习:思虑课后习题 7.10 作业:习题 7.6

课后小结:

本次课主要介绍图像的典型切割方法,包含图像的阈值切割技术、图像的边沿检测和地区检测法,同时给出一些图像切割的实例。

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第 17

次课 2 学时 讲课时间

教课设计达成时间

课题(章节) 第 8 章 彩色图像办理

教课目标与要求:

1、认识人类视觉与色度学基础; 2、掌握颜色空间的表示及其变换。

教课重点、难点:

重点:三基色原理、光度学基本知识

难点:颜色空间的 HSV 模型、 HSI 模型

解决:多媒体图示和理论剖析、推导相联合

教课方法及师生互动设计:

教课方法:多媒体 +板书

互动:对人的眼球基本结构有关知识进行普及和发问

讲堂练习、作业:

讲堂练习:相加混色和相减混色的主要差别为? 作业: 1、颜色模型规定了什么?

2、Munsell 模型同 HSV 模型、 HSI 模型的异同点?

课后小结:

本章是教材中独一的特意的彩色图像办理的章节, 同前方所讲的灰度图像办理方法不一样,彩色图像办理中很重要的是颜色空间的数学模型。经过多媒体和板书想联合,使学生熟 悉人类视觉与色度学基础的一些基础知识,和彩色图像颜色空间模型。

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18 次课 2 学时 讲课时间

教课设计达成时间

课题(章节) 期末复习

教课目标与要求:

教课重点、难点:

教课方法及师生互动设计:

习题课

讲堂练习、作业:

课后小结: 期末复习课

第18

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第 19

次课 2 学时 讲课时间

教课设计达成时间

课题(章节) 期末考察

教课目标与要求:

教课重点、难点:

教课方法及师生互动设计:

期末考察,考试形式闭卷。

讲堂练习、作业:

课后小结:

第19

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学 生 反 馈

课次

学生反应建议

数字图像办理的用途?

解决方法

介绍通讯、电子专和自动化专业 数字图像办理的应用领域。 经过傅立叶变换来联系二者。

1

数字图像办理和数字信号办理的

4

差别和联系?

教材上介绍的小波变换看不懂

5

教材不单针对本科生,也合适研 究生使用。小波变换是图像办理 的热门和难点,要打好数学基 础,经过学习泛函来更好的理

解。现阶段,经过 Matlab 工具箱 中小波的函数来实现小波变换。 多举实例来帮助理解

时域和频域的空间锐化方法不好

6

理解

Huffman 编码及 Shannon 编码, 书上解说的不清楚

9

图像切割和图像加强的算子很

11

像,为何?

从冈萨雷斯的经典教材中找到

多个例子,来说明 Huffman 编码 及 Shannon编码的步骤

图像切割和图像加强是客观和 主观意识上,对图像的办理。通 过二者异同点说明二者关系。 从冈萨雷斯经典教材中,增补教 材上没有的图像办理的一些基 本内容,来帮助理解图像切割

图像切割不好理解

15

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