课程号: 00135590
课程名称:计算机图像处理
开课学期:春
学分: 3
先修课程:数学分析、线性代数(高等数学)、数值分析(计算方法)、数字信号处理
基本目的:数字图像处理是一门信息专业课程,旨在讲授有关利用计算机进行图像处理的理论和方法,目的是学习计算机图像处理的基本知识和基本技术,能编写基本的图像处理程序。
内容提要:
第一章 绪论(4学时)1. 图像、图像处理、数字图像处理的概念 2. 数字图像处理的特点:稳定性、自适应性、普适性 3. 计算机视觉:数据维数、视频分析、困难点 4. 图像表示:hierarchy、two levels、3d视觉
第二章 图像性质(8学时)1. 度量和拓扑性质(距离定义、邻域定义及其矛盾、边缘vs边界)2. 直方图(定义、物理含义、性质、应用、均衡化、规定化)3. 图像熵(定义、性质)4. 视觉感知(图像对比度、图像锐度、视觉错觉)5. 图像质量(四个特性指标及其影响因素)
第三章 图像获取(2学时)1. 光学理论(分类、适用场合、基本辐射度量和光度量)2. 颜色:电磁波光谱、颜色空间、人眼光谱视函数 3. 典型光学元器件 (分类、实现功能)4. 典型光学系统 (人眼、望远镜、显微镜、相机)5. 光电探测器 (分级、特征参数、光电转换类型)6. 噪声(产生原理、分类、构造方法)
第四章 数据结构(10学时)1. 图像表示的四个层次:形象图、分割图、几何表示、关系模型2. 传统图像数据结构:矩阵、链表、拓扑数据结构(图)、关系结构3. 分层数据结构:金字塔(m型和t型)、四叉树 4. 图像正交变换:fourier变换、余弦变换、hadamard变换、小波变换等
第五章 图像预处理(16学时)
1. 图像灰度值变换a) 基于像素位置和灰度的变化:基于乘性退化模型b) 基于灰度的变换:灰度拉伸、伪彩色映射、直方图均衡化
2. 图像几何变换: a) 像素坐标变换:多项式变换、双线性变换、仿射变换b) 灰度插值:最近邻插值、双线性插值、双三次插值
3. 局部预处理方法:a) 图像平滑:平滑方法及相应的平滑算子 b) 图像锐化:图像边缘探测、边缘检测器(锐化算子、二阶导数零交叉 log/dog、多尺度描述、canny边缘检测、多光谱图像边缘、拐角点检测、参数模型下的边缘检测)
4. 图像复原a) 图像退化原因、退化模型、退化函数 b) 反卷积、逆滤波、wiener滤波(频域滤波函数形式和推导)
第六章 图像分割(8学时)1. 阈值分割:p-tile、全局阈值、最优阈值、多光谱阈值分割 2. 边缘分割:边缘连接、模板匹配、边缘跟踪、hough变换 3. 区域分割:区域增长模型、区域分裂与聚合、基于形态学的分水岭分割 4. 基于图割(graph cuts)算法的分割
教学方式:课堂讲授和上机实践相结合,每周授课3学时。
根据课程内容,对于理论基础章节使用英文课件讲授,学习理论概念之外熟悉专业术语;
对于图像处理各专题使用中文课件讲授。
每次课上预留5-10分钟时间,开展现实案例讨论,引导学生独立思考和分析能力。
教材与参考书:
1. milan sonka等编写:image processing,analysis and machine vision。1999,brooks/cole 2.publishing company。
2. 赵荣椿等编著:数字图象处理导论,西北工业大学出版社,2000年8月出版。
3.k. r. castleman:digital image processing,1996,prentice hall,inc,1998年清华出版社影印出版。
学生成绩评定方法:平时作业50%,包括理论分析、计算机编程和文献阅读报告。期末考试50%,笔试闭卷。
课程修订负责人:毛珩