随着无人机、无人驾驶、机器人、人工智能等新一代信息技术的应用和发展,计算机视觉取代人工视觉成为趋势,数字图像处理是计算机视觉的基础课程。数字图像处理是将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程,主要内容包括人类视觉感知系统、图像获取与数字化、图像基本运算、图像变换、图像增强、图像复原、图像压缩编码、图像分割、彩色图像处理、图像表示与描述等原理和技术方法。
针对数字图像处理课程概念多、内容抽象、学生入门较难的特点,本课程以实践为导向,以实际应用为目标,在讲解数字图像处理技术基础理论及算法原理的同时,特别注意如何用MATLAB软件编程实现一些图像处理的算法,使学生掌握图像处理的理论和方法,运用所学知识解决实际问题。
通过学习本课程,学生能够深刻理解理论方法,并在MATLAB下编程实现算法,理论与应用并重,为将来从事相关领域专业工作打好基础。
1、掌握图像获取及数字化、图像增强、图像复原、图像压缩、图像分割和特征提取、彩色图像处理等的原理和方法,并能应用这些原理方法解决实际问题;
2、能利用Matlab等工具进行算法编程仿真,并对结果进行分析和评价;
3、能够根据问题需求,设计一个图像处理系统,满足实际工程的需要;
4、了解数字图像处理的发展动态,学习新思想、新技术、新应用,能够初步具有运用新技术创造性地解决复杂问题的能力。
课程的最终成绩由单元测验、单元作业、课程讨论、期中考试、期末考试等得分按照加权计算得到。其各项在课程总分的占比为:单元测验占10%,单元作业占10%,课程讨论占20%,网上期中考试占30&,网上期末考试占30&。
总分达到或超过60分,即可获得合格证书;总分达到或超过85分,可以获得优秀证书。
证书的形式包括:免费证书(电子版)和认证证书(包含可查询验证的电子版和纸质版2个版本),你可以在课程结束后根据需要进行申请,认证证书的收费标准为100元/份。
第1讲 概述-第1周
1.1 数字图像与数字图像处理
1.2 数字图像处理系统组成及研究内容
1.3 数字图像处理技术应用领域
讨论题
第1讲单元测验题
第1讲单元作业
拓展资源-1.1知识要点
拓展资源-1.2MATLAB与数字图像处理
第2讲 数字图像处理的基础-第1周
2.1 电磁波谱与可见光谱
2.4 像素间的关系
讨论题
2.2 人眼视觉特性
2.5 图像文件类型
拓展资源-2.2实验指导
拓展资源-2.1知识要点
2.3 图像的采样与量化
第2讲单元测验题
第2讲单元作业
第3讲 图像基本运算-第2周
3.1 图像基本运算概述
3.2 点运算
3.3 代数运算
3.4 几何运算
讨论题
拓展资源-3.3实验指导
拓展资源-3.2图像重采样
拓展资源-3.4补充知识
拓展资源-3.1知识要点
第3讲单元测验题
第3讲单元作业
第4讲 图像变换-第2周
拓展资源-4.2补充知识
4.1 线性系统的基本理论与运算
4.2 离散傅里叶变换
4.3 图像傅里叶变换频谱分析
4.4 图像余弦变换
讨论题
拓展资源-4.3实验指导
拓展资源-4.1知识要点
第4讲单元测验题
第4讲单元作业
线上交流与线下讨论-第1-6讲-第5周
混合教学(1-6讲)讨论题
拓展资源-拓展应用
拓展应用-智能图像处理
拓展应用-智能交通
拓展应用-ImageNet
拓展应用-智能家居
结课问卷调查
拓展应用-智能制造
拓展应用-校园安防
拓展应用-智能监控
拓展应用-医学图像分析
拓展应用-人工智能
拓展应用-智能医疗
线上交流与线下讨论-第7-10讲-第10周
混合教学(7-10)讲讨论题
第5讲 图像增强-第3周
讨论题
拓展资源-5.3实验指导
5.1 图像增强概述
第5讲单元测验题
第5讲单元作业
拓展资源-5.1知识要点
5.4 频率域平滑滤波器
5.3 空间滤波增强
拓展资源-5.2同态滤波器
5.2 基于直方图处理的图像增强
5.5 频率域锐化滤波器
拓展资源-5.4补充知识
第6讲 图像复原-第4周
6.1 图像复原及退化模型
6.2 噪声模型
6.3 空间域滤波复原
6.4 频率域滤波复原
6.5 估计退化函数
6.6 逆滤波和维纳滤波
讨论题
第6讲单元测验题
第6讲单元作业
拓展资源-6.1知识要点
拓展资源-6.2几何失真校正
拓展资源-6.3实验指导
第7讲 图像压缩编码-第6周
7.1 图像压缩编码基础
7.2 变长编码
7.3 算术编码
7.4 变换编码
讨论题
第7讲单元测验题
第7讲单元作业
拓展资源-7.3图像压缩技术标准
拓展资源-7.4实验指导
拓展资源-7.2图像编码新技术
拓展资源-7.1知识要点
第8讲 图像分割-第7周
拓展资源-8.2补充知识
拓展资源-8.1知识要点
8.1 概述
8.2 边缘检测
8.3 边缘连接
8.4 阈值分割
8.5 区域分割
8.6 二值图像处理
第8讲单元测验题
第8讲单元作业
讨论题
拓展资源-8.3实验指导
第9讲 彩色图像处理-第8周
拓展资源-9.4实验指导
9.1 彩色图像基础
9.2 彩色模型
9.3 伪彩色处理
9.4 全彩色图像处理
讨论题
第9讲单元测验题
第9讲单元作业
拓展资源-9.1知识要点
拓展资源-9.2彩色图像分割
拓展资源-9.3彩色图像处理应用
拓展资源-9.5补充知识
第10讲 图像表示与描述-第9周
10.3 边界描述
10.1 颜色描述
第10讲单元作业
拓展资源-10.1知识要点
第10讲单元测验题
10.2 纹理描述
10.4 区域描述
讨论
拓展资源-10.2特征提取的应用
拓展资源-10.3实验指导
拓展资源-10.4补充知识
拓展资源-应用案例
应用案例-学生报告
概率论与数理统计、数字信号处理、计算机程序设计基础
1.Digital Image Processing, Third Edition,主编:Rafael C. Gonzalez, Richard E. Woods,出版社:电子工业出版社,出版或修订时间:2010.12
2.数字图像处理及MATLAB实现(第2版),主编:杨杰,黄朝兵,出版社:电子工业出版社,出版或修订时间:2013.8
3. 数字图像处理,主编:姚敏,出版社:机械工业出版社,出版或修订时间:2008.3
4.图象处理和分析(第二版),主编:章毓晋,出版社:清华大学出版社,出版或修订时间:2002.12
5.Digital Image Processing,主编:Kenneth R.,出版社:Castleman. Prentice Hall,出版或修订时间:2000
6.数字图像处理(第二版) (影印),主编:冈萨雷斯等著,阮秋琦等译,出版社:电子工业出版社,出版或修订时间:2003.3
7.数字图像处理(MATLAB版),主编:冈萨雷斯 出版社: 电子工业出版社,出版或修订时间:2004
Q : 错过了单元测验、作业和考试提交的截止时间怎么办?
A : 单元测验、作业和考试截止时间是按照课程进度安排的,都有明确标示,临近截止时间(一般提前3-7天)都会发布提醒公告,要注意关注课程公告。如果仍然错过了前面部分的提交任务,就要把握好后面部分的任务;错过太多的话,只能参加下次开课了。
Q : 课程如何满足不同要求学习者的需要?
A : MOOC学习者范围广,层次参差不齐,要求有低有高。为了使不同学习者都有收获,课程设有基本资源和拓展资源,初学者以基本资源结合教材学习,基础较好的学习者将基本资源结合教材和拓展资源、参考资料进行深入学习,可以在讨论区提问交流问题。有条件的地方结合课堂教学,参加老师的答疑效果更好。