图像处理论文地基处理技术论文

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1、图像处理论文地基处理技术论文“数字图像处理”课程教学研究摘要:“数字图像处理”是信息类相关专业的专业课,主要学习应用计算机对数字图像进行分析和处理的基本理论、方法。课程起点高、难度大,理论性和实践性都很强,传统的教学方法重理论、轻实践,教学效果欠佳。本文从教学内容选择、实践教学安排、教学学时分配等方面分析了“数字图像处理”课程教学的关键环节,提出了一种理论与实践相结合的教学模式,并以非线性锐化滤波器——梯度算子的讲解为例示范了这种教学模式的具体应用。关键词:数字图像处理;教学模式;梯度算子;MATLAB　　“数字图像处理”课程是信息类相关专业的专业课,主要学习应用计算机对数字图像进行分析和处理

2、的基本理论、方法。[1]要求学生在掌握有关图像处理的基本概念、基础理论、典型方法的基础上,掌握一定的编程实践技能,能够利用计算机编程实现图像信息的各种处理,如图像变换、图像增强、图像恢复与重建、图像编码等。培养和增强学生创新意识和创新思维,提高实际动手能力和创新能力,为学生进一步学习计算机视觉、模式识别等课程奠定基础。　　“数字图像处理”课程起点高、难度大,理论性和实践性都很强。传统教学以理论介绍、数学公式推导为主,强调理论的体系和概念,忽视理论的实现步骤,较少演示各种算法的处理效果。这使学生在学习时,普遍感到理论非常抽象,不了解理论的实际应用效果。面对实际问题时,学生往往不知从何下手,更谈不

3、上创新应用。学生们在学习中往往会碰到很多困难,在一些繁杂的数学推导面前望而却步,从而逐渐丧失学习兴趣。[2]　　本文从教学内容选择、实践教学安排、教学学时分配等方面分析了“数字图像处理”课程教学的关键环节,提出了一种理论与实践相结合的教学模式,并以非线性锐化滤波器——梯度算子的讲解为例示范了这种教学模式的具体应用。　　一、教学内容选择　　“数字图像处理”课程主要内容包括图像处理的基本概念、基本原理、典型方法、实用技术以及国际上有关研究的新成果。这门课程涵盖以下内容:数字图像基础、空间域图像增强、频率域图像增强、图像变换、图像复原、彩色图像处理、图像压缩、图像分割等。目前已经形成了在讲述基本概念

4、、基本原理、典型方法和使用技术的基础上,以广泛介绍新技术、新算法和数字图像处理新的应用为主的教学思路。根据历届学生的反馈信息以及教师多年的教学经验,我们选择了章毓晋编著的《图像工程(上册)图像处理》作为理论教学教材,徐飞等编著的《MATLAB应用图像处理》作为实践教学教材。具体的教学内容选择如下。　　(1)数字图像处理基础:介绍图像、数字图像、数字图像处理系统等基础知识;　　(2)像素空间关系:介绍像素间联系、基本坐标变换以及形态变换;　　(3)MATLAB图像处理基础:介绍MATLAB的用法、矩阵计算编程以及图像处理编程基础;　　(4)空间域增强技术:介绍空间域图像增强技术;　　(5)图像变

5、换:介绍傅里叶变换、离散余弦变换、沃尔什/哈达码变换、Gabor变换以及小波变换等;　　(6)频率域图像增强:介绍频率域图像增强技术;　　(7)彩色图像处理:介绍彩色图像处理技术;　　(8)图像恢复及图像重建;　　(9)图像编码:介绍图像编码基础以及常用编码技术;　　(10)图像国际标准:介绍JPEG、MPEG等图像国际标准。　　二、实践教学安排　　“数字图像处理”课程的教学分为课堂授课和上机实习课。本课程的基础知识部分主要通过课堂授课方式进行教学,向学生介绍课程的主要内容、基本概念和课程要点。为了加强学生对理论知识的理解,同时提高学生的实际动手能力,本课程还需要安排相应的上机实习,内容包括:

6、MATLAB应用图像处理基础、图像坐标变换及形态变换、空间域图像增强、图像变换、频率域图像增强、图像恢复、彩色图像处理、图像压缩编码等。通过上机实习,一方面加深学生对相关理论知识的理解,另一方面也培养学生实际操作技能,提高学生的实践动手能力。　　数字图像的处理需要大量的矩阵运算,因此学生必须依赖计算机运用某些软件进行学习。虽然普通的图像软件(如Photoshop)能够很好地处理图像,但是学生对处理的过程并不明晰,往往是“知其然而不知其所以然”。在图像处理的教学方面,MATLAB是一个更好的选择。[3]MATLAB是一种科学计算软件,主要适用于矩阵运算及控制和信息处理领域的分析设计,它使用方便,

7、输入简捷,运算高效,内容丰富,并且很容易由用户自行扩展。MATLAB比较好学,它只有一种数据类型,一种标准的输入输出语句,不用指针,不需编译,比其他语言少了很多内容,另外还具有强大而简易的作图功能。学生只需几个小时就可以入门。因此,我们选择了MATLAB作为学生上机实习的编程工具。　　三、教学学时分配　　“数字图像处理”课程学时一般为64学时,其中45～48学时用于理论教学,14～16学时用于上机