研究生“数字图像处理与分析”教学初探

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1、研究生“数字图像处理与分析”教学初探【摘要】“数字图像处理与分析”是自动化专业研究生的重要课程之一，如何提高该课程的教学质量和效果，需要教师在实践中进行探索并不断对教学方法进行改革。针对此问题，笔者对教学内容的组织、教学过程的控制、教学手段的运用和实践能力的培养，依据实际教学体会提出了初步的看法。【关键词】图像处理与分析研究生教学方法【中图分类号】G643.2【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2010)02-0163-02[Abstract]Digitalimgeprocessingandanalysisiso

2、neofaimportantcourseforgraduatestudentsmajoredinautomation.Theproblemoftheimprovementofteachingqualityandeffectsneedstobeconsideredbythereformoftheteachingmethod.Theorganizationofteachingcontents,thecontrolofteachingprocess,themanagementofteachingmethodandthetraini

3、ngofapplicationabilitywasdiscussedaccordingtothepracticeinclass.【Keywords]ImageprocessandanalysisPostgraduatestudentsTcachingmethods近年来，数字图像处理技术在数字信号处理技术和计算机技术发展的推动下得到了快速的发展，正逐渐成为自动化专业领域中不可缺少的一项重耍工具。数字图像处理的应用领域越来越广，它是进一步掌握“机器视觉”和“智能计算”的基础，而对与之相关的应用系统和理论方法的研究往往乂是自动化

4、专业研究生学位论文中的创新点所在。正是由于越来越多的自动化专业研究生的学位课题中涉及到了“数字图像处理与分析”的基本理论和方法。因此，在该专业研究生实践创新能力的培养过程中，“数字图像与分析”占据了日益重要的位置。由于该课程具有理论性强、知识点抽象的特点，传统的教学方法和模式有时很难达到预期的效果，学生很难对抽象的理论形成具体的印象并付诸于实践，如何解决这一矛盾是教学过程屮亟待解决的问题，我们在该课程自动化专业研究生的教学过程中，对教学内容的组织，教学过程、教学手段和实践能力的培养进行了初步的革新和探索。一、教学内容的组织该

5、课程知识点总体上可归纳为图像处理基础、图像处理方法、图像分析方法三个方面，对知识点进行逐级分类，引导学生对知识点进行归纳整理并明确分类的原则，将知识点串联为主线，使学牛明确学习的目标、重点和难点，这对后续的课堂教学至关重要。以图像处理技术的教学为例，教学内容包括图像的变换、增强、复原和分割，主线是以图像变换为基础，运用各种频域和空域处理方法,对图像中所包含的信息进行再表达，而图像变换作为学习该部分内容的基础,其主线就是通过数学变换将图像数据从空间域变换到空间频率域，从而简化数据的处理过程，而不同的数学变换方法Z间既有区别又有

6、联系，如离散余弦变换和傅立叶变换在数学表达上具有相似性，其区别仅在于变换所选取的核函数不同，而核函数的不同使离散余弦变换的数据量远小于傅立叶变换,从而广泛应用于图像压缩算法中,不同层次的知识主线涵盖了不同层次的知识点，学生把握了这一主线，也就明确了学习的冃的，有利于对知识点的掌握,使教学更具针对性。教学内容的选择应注意理论基础和实际应用相结合的原则，由于数字图像处理和分析课程中涉及到较多的数学知识，若课堂上过多的注重图像处理和分析的理论背景，会使学生对某些繁杂的数学内容产生“疲劳”，忽略知识点本身在实际中的应用背景和目标。但

7、数学工具又是数字图像处理和分析的重耍理论基础，因此对该课程屮所涉及到的数学内容进行取舍非常关键，避免理论教学中的“大而全”。以图像变换的教学为例，傅立叶变换是基本的数学工具，在教学过程中，由于一维傅立叶变换的数学表达形式简单明确，应对英详细讲解，使学生对其数学形式熟练掌握，并明确信号和频谱的对应关系，理解频谱在图像处理中的作用，在此基础上，演示使用二维傅立叶变换对二维信号的处理过程和结果，最终将学生对该知识点的掌握落实在对二维图像的处理上。在教材的选择上也应注意理论与应用的平衡关系，应选择基础理论简明、实例半富的教材，有利于

8、教师根据教学要求选择教学内容并方便地组织教学。二、教学过程教学过程是激励和响应的过程，教师和学生的关系是激励和响应的关系。激励是否能获得良好的响应，不仅取决于激励的强度和持续时间（教师的授课内容、形式、语速语调、肢体语言以及单位课时等因素），而且与系统状态（学牛的学习目的性、学习积极性、学