圖像處理論文地基處理技術(shù)論文

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1、圖像處理論文地基處理技術(shù)論文“數(shù)字圖像處理”課程教學(xué)研究摘要:“數(shù)字圖像處理”是信息類相關(guān)專業(yè)的專業(yè)課,主要學(xué)習(xí)應(yīng)用計算機對數(shù)字圖像進行分析和處理的基本理論、方法。課程起點高、難度大,理論性和實踐性都很強,傳統(tǒng)的教學(xué)方法重理論、輕實踐,教學(xué)效果欠佳。本文從教學(xué)內(nèi)容選擇、實踐教學(xué)安排、教學(xué)學(xué)時分配等方面分析了“數(shù)字圖像處理”課程教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),提出了一種理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)模式,并以非線性銳化濾波器——梯度算子的講解為例示范了這種教學(xué)模式的具體應(yīng)用。關(guān)鍵詞:數(shù)字圖像處理;教學(xué)模式;梯度算子;MATLAB　　“數(shù)字圖像處理”課程是信息類相關(guān)專業(yè)的專業(yè)課,主要學(xué)習(xí)應(yīng)用計算機對數(shù)字圖像進行分析和處理

2、的基本理論、方法。[1]要求學(xué)生在掌握有關(guān)圖像處理的基本概念、基礎(chǔ)理論、典型方法的基礎(chǔ)上,掌握一定的編程實踐技能,能夠利用計算機編程實現(xiàn)圖像信息的各種處理,如圖像變換、圖像增強、圖像恢復(fù)與重建、圖像編碼等。培養(yǎng)和增強學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維,提高實際動手能力和創(chuàng)新能力,為學(xué)生進一步學(xué)習(xí)計算機視覺、模式識別等課程奠定基礎(chǔ)?！　　皵?shù)字圖像處理”課程起點高、難度大,理論性和實踐性都很強。傳統(tǒng)教學(xué)以理論介紹、數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)為主,強調(diào)理論的體系和概念,忽視理論的實現(xiàn)步驟,較少演示各種算法的處理效果。這使學(xué)生在學(xué)習(xí)時,普遍感到理論非常抽象,不了解理論的實際應(yīng)用效果。面對實際問題時,學(xué)生往往不知從何下手,更談不

3、上創(chuàng)新應(yīng)用。學(xué)生們在學(xué)習(xí)中往往會碰到很多困難,在一些繁雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)面前望而卻步,從而逐漸喪失學(xué)習(xí)興趣。[2]　　本文從教學(xué)內(nèi)容選擇、實踐教學(xué)安排、教學(xué)學(xué)時分配等方面分析了“數(shù)字圖像處理”課程教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),提出了一種理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)模式,并以非線性銳化濾波器——梯度算子的講解為例示范了這種教學(xué)模式的具體應(yīng)用。　　一、教學(xué)內(nèi)容選擇　　“數(shù)字圖像處理”課程主要內(nèi)容包括圖像處理的基本概念、基本原理、典型方法、實用技術(shù)以及國際上有關(guān)研究的新成果。這門課程涵蓋以下內(nèi)容:數(shù)字圖像基礎(chǔ)、空間域圖像增強、頻率域圖像增強、圖像變換、圖像復(fù)原、彩色圖像處理、圖像壓縮、圖像分割等。目前已經(jīng)形成了在講述基本概念

4、、基本原理、典型方法和使用技術(shù)的基礎(chǔ)上,以廣泛介紹新技術(shù)、新算法和數(shù)字圖像處理新的應(yīng)用為主的教學(xué)思路。根據(jù)歷屆學(xué)生的反饋信息以及教師多年的教學(xué)經(jīng)驗,我們選擇了章毓晉編著的《圖像工程(上冊)圖像處理》作為理論教學(xué)教材,徐飛等編著的《MATLAB應(yīng)用圖像處理》作為實踐教學(xué)教材。具體的教學(xué)內(nèi)容選擇如下?！　?1)數(shù)字圖像處理基礎(chǔ):介紹圖像、數(shù)字圖像、數(shù)字圖像處理系統(tǒng)等基礎(chǔ)知識;　　(2)像素空間關(guān)系:介紹像素間聯(lián)系、基本坐標(biāo)變換以及形態(tài)變換;　　(3)MATLAB圖像處理基礎(chǔ):介紹MATLAB的用法、矩陣計算編程以及圖像處理編程基礎(chǔ);　　(4)空間域增強技術(shù):介紹空間域圖像增強技術(shù);　　(5)圖像變

5、換:介紹傅里葉變換、離散余弦變換、沃爾什/哈達碼變換、Gabor變換以及小波變換等;　　(6)頻率域圖像增強:介紹頻率域圖像增強技術(shù);　　(7)彩色圖像處理:介紹彩色圖像處理技術(shù);　　(8)圖像恢復(fù)及圖像重建;　　(9)圖像編碼:介紹圖像編碼基礎(chǔ)以及常用編碼技術(shù);　　(10)圖像國際標(biāo)準(zhǔn):介紹JPEG、MPEG等圖像國際標(biāo)準(zhǔn)。　　二、實踐教學(xué)安排　　“數(shù)字圖像處理”課程的教學(xué)分為課堂授課和上機實習(xí)課。本課程的基礎(chǔ)知識部分主要通過課堂授課方式進行教學(xué),向?qū)W生介紹課程的主要內(nèi)容、基本概念和課程要點。為了加強學(xué)生對理論知識的理解,同時提高學(xué)生的實際動手能力,本課程還需要安排相應(yīng)的上機實習(xí),內(nèi)容包括:

6、MATLAB應(yīng)用圖像處理基礎(chǔ)、圖像坐標(biāo)變換及形態(tài)變換、空間域圖像增強、圖像變換、頻率域圖像增強、圖像恢復(fù)、彩色圖像處理、圖像壓縮編碼等。通過上機實習(xí),一方面加深學(xué)生對相關(guān)理論知識的理解,另一方面也培養(yǎng)學(xué)生實際操作技能,提高學(xué)生的實踐動手能力?！　?shù)字圖像的處理需要大量的矩陣運算,因此學(xué)生必須依賴計算機運用某些軟件進行學(xué)習(xí)。雖然普通的圖像軟件(如Photoshop)能夠很好地處理圖像,但是學(xué)生對處理的過程并不明晰,往往是“知其然而不知其所以然”。在圖像處理的教學(xué)方面,MATLAB是一個更好的選擇。[3]MATLAB是一種科學(xué)計算軟件,主要適用于矩陣運算及控制和信息處理領(lǐng)域的分析設(shè)計,它使用方便,

7、輸入簡捷,運算高效,內(nèi)容豐富,并且很容易由用戶自行擴展。MATLAB比較好學(xué),它只有一種數(shù)據(jù)類型,一種標(biāo)準(zhǔn)的輸入輸出語句,不用指針,不需編譯,比其他語言少了很多內(nèi)容,另外還具有強大而簡易的作圖功能。學(xué)生只需幾個小時就可以入門。因此,我們選擇了MATLAB作為學(xué)生上機實習(xí)的編程工具?！　∪?、教學(xué)學(xué)時分配　　“數(shù)字圖像處理”課程學(xué)時一般為64學(xué)時,其中45～48學(xué)時用于理論教學(xué),14～16學(xué)時用于上機