数字图像处理
数字图像处理
1000+ 人选课
更新日期:2025/05/01
开课时间2020/09/23 - 2023/06/30
课程周期145 周
开课状态已结课
每周学时-
课程简介

    数字图像处理作为计算机科学与技术学科的主要研究方向,近年来随着大数据、物联网和人工智能的快速发展,相关理论研究及应用受到极大重视。在学习该课程后,学生应掌握数字图像处理中的基本理论和算法;学生应具有采用数字图像处理技术分析和解决实践问题的创新意识和设计能力;通过研究性实验题目,学生应提高终身学习能力,为从事数字图像处理、计算机视觉、人工智能等相关的专项工作及深入研究打好基础。

     “数字图像处理”课程的本科生授课内容包括:绪论、图像处理中的正交变换、图像增强、图像复原以及图像编码所涉及的基础理论和算法。课程教学内容及组织实施过程为:课堂理论知识讲授 24学时,实验课安排8学时。在基本理论的教学中配合图片、动画以及视频等新颖形式,演示一图像处理算法的效果,增加学生的感性认识。基础实验与作业紧紧围绕教学内容和进度进行安排,达到学生能及时消化课堂教学内容的目的;研究性综合实验安排在理论知识讲完后,使学生能自行设计实现一套针对给定需求的图像处理系统,提高学生创新、沟通合作及自学等能力。

    北京交通大学自1979年就为首届研究生开设了“数字图像处理”课程,是我国高校中最早开设该课程的高校之一。由于本课对信息工程专业的重要性,于1990年对“通信工程”和“信息工程”专业本科生开设了“数字图像处理”必修课程,课时64学时。在近40年的研究生及本科生的教学实践中,随着数字图像处理科学的不断发展,不断进行教学改革,逐步修订了教学大纲及教学内容,2005年“数字图像处理”课程被评为北京市精品课(京教高[2005]21号),在教育部推行的质量工程中,该课程也取得了显著成绩,2007年被评为国家级精品课程(教高函[2007]20号)、第一批国家级精品资源共享课。

    在开课之初,由于教材内容及来源的局限性,阮秋琦教授结合科研成果于1980年自行编著了适合本校学生的参考讲义,正式的“数字图像处理基础”教材在1985年由中国铁道出版社出版,并获得铁道部优秀教材二等奖。为了适应新的教学形式,阮秋琦教授于2000年编著出版了新教材“数字图像处理学”并由电子工业出版社出版。2004年“数字图像处理”教材建设项目获北京市教学成果二等奖并被评为北京市精品教材。在教育部推行的质量工程中,该教材取得了显著成绩,2011年被评为国家级精品教材,相继入选“十一五”、“十二五”(教高函〔2012〕21号)国家规划教材。

课程大纲
第一章:绪论
图像处理的起源及意义
图像处理的分类及特点
数字图像处理的主要内容
图像处理的应用及发展动向
第二章:数字图像处理中的正交变换
傅里叶变换及其性质
快速傅里叶变换及计算机实现
离散傅里叶变换及性质
离散余弦变换
沃尔什函数的定义及性质
沃尔什函数与拉德梅克函数
沃尔什变换及快速算法
第三章:图像增强处理
图像增强的概念及主要算法
图像的数学表示及信息量
直方图的定义
直方图均衡化处理的概念及理论基础
直方图均衡化处理的算法及实现
图像平滑化处理的邻域平均法
图像平滑化处理的低通滤波法
图像平滑化处理的多图像平均法
图像尖锐化处理的梯度法
图像尖锐化处理的高通滤波法
图像同态处理的概念
彩色图像处理的基本概念
彩色模型
彩色图像处理
第四章:图像复原处理
图像复原的概念
退化模型
逆滤波复原方法
中值滤波的概念
均值滤波
几何畸变校正
第五章:图像编码处理
图像编码的主要目的和方法
PCM编码原理及性能分析
统计编码方法(huffman、shannon-feno码算法)
预测编码(△M, DPCM)
变换编码
图像处理实验
数字图像处理认知实验
直方图均衡化图像增强的计算机实现
均值滤波、中值滤波的计算机实现
研究性数字图像处理综合实验