《数字图像处理》实验教学大纲
课程名称：
| 数字图像处理
|
|
|
课程编号：
| 408403
| 436408
|
|
适用专业：
| 计算机科学与技术
| 软件工程
|
|
总 学 分：
| 3
|
|
|
总 学 时：
| 48
|
|
|
其中实验学时
| 16
|
|
|
一、实验课程性质、目的与任务
1. 数字图像处理是电子信息工程专业的专业基础课，本实验是课程教学的组成部分。
2. 图像处理理论与技术已渗透到宇宙探测、科研、国防、医学、工农业、日常生活的各个方面。学生通过数字图像处理的学习，能学习掌握图像处理的基本理论、概念、方法和技术，了解本领域最新的成果和发展动态；了解交叉学科的特点，培养严谨的治学态度，启迪创新思路和意识。
3. 本课程配备的实验紧扣教学内容，是对课堂内容的巩固和加强，锻炼了学生的动手能力和实践能力，分析问题和解决问题的能力，特别是对高级语言的学习和使用将进一步加深和拓展。通过本课程和相关的实验，使学生打下一个较坚实的基础，为后续课程的学习作好铺垫，为以后从事本领域或相关领域工作、深造、研究作好准备。
二、实验教学基本要求
要求了解数字图像处理的一些基本概念，能够使用一些常用的算法编程实现数字图像的处理。
上机实验要求：
1、准备好上机所需的程序；
2、上机输入和调试自己所编写的程序；
3、上机结束后，应整理出实验报告，实验报告应包括以下内容：实验项目名称；算法分析；程序清单；运行结果；对运行情况所作的分析以及本次调试程序所取得的经验，如果程序未能通过，应分析其原因。
三、实验项目与类型：
序号
| 实验项目
| 学时
| 实验性质
| 备注
|
验证
| 综合
| 设计
| 研究
探索
| 必做
| 选做
|
1
| 学会使用Matlab编程；对比度拉伸
| 4
|
| √
|
|
| √
|
|
2
| 平滑滤波
| 2
|
|
| √
|
| √
|
|
3
| 高频提升加强
| 4
|
|
| √
|
| √
|
|
4
| RGB与HIS彩色空间分割
| 2
|
|
| √
|
| √
|
|
5
| 边缘检测
| 2
|
|
| √
|
| √
|
|
6
| 阈值分割
| 2
|
|
| √
|
| √
|
|
|
| 合计
| 16
|
|
|
|
| 6
|
|
四、实验教学内容
实验一：对比度拉伸
1、实验目的
了解灰度级分辨率的概念，以及改变灰度级分辨率产生的效果。
重点了解并完成直接灰度变换中的线性灰度变换。
2、方法原理
掌握算法，并编程实现图像的处理。
3、主要实验仪器及材料
计算机、Matlab编程语言
4、实验内容
根据给定的线性映射图和原始图像，编程实现数字图像的对比度拉伸。
实验二：平滑滤波
1、实验目的
了解空域滤波原理。重点了解平滑滤波器。会使用均值、中值、最大值、最小值对图片进行平滑处理。
2、方法原理
掌握算法，并编程实现图像的处理。
3、主要实验仪器及材料
计算机、Matlab编程语言
4、实验内容
分别采用均值、中值、最大值、最小值滤波器对给定加噪图像进行平滑处理，输出处理结果并进行比较。
实验三：高频提升加强
1、实验目的
了解高通滤波器的原理。重点学会使用巴特沃斯高通滤波器。
2、方法原理
掌握算法，并编程实现图像的处理。
3、主要实验仪器及材料
计算机、Matlab编程语言
4、实验内容
根据给定的参数实现图像的高频增强。
实验四：RGB与HIS彩色空间分割
1、实验目的
了解HIS颜色模型及其原理。重点掌握RGB与HIS彩色空间分割。
2、方法原理
掌握算法，并编程实现图像的处理。
3、主要实验仪器及材料
计算机、Matlab编程语言
4、实验内容
参照给定图像编程实现RGB与HIS彩色空间分割，并对分割结果进行比较。
实验五：边缘检测
1、实验目的
了解边缘检测的概念、意义。学会应用Roberts、Sobel、Prewitt算子检测边缘。
2、方法原理
掌握算法，并编程实现图像的处理。
3、主要实验仪器及材料
计算机、Matlab编程语言
4、实验内容
分别用Roberts、Prewitt和Sobel算子对同一给定的图像进行边缘检测，并比较三种检测结果的异同。
实验六：阈值分割
1、实验目的
了解并掌握灰度阈值的分割方法。了解是如何合理地选择阈值。
2、方法原理
掌握算法，并编程实现图像的处理。
3、主要实验仪器及材料
计算机、Matlab编程语言
4、实验内容
对给定的指纹图像进行全局阈值分割，实现去除背景的效果。
五、考核方法
1．教师对学生实验过程完成情况进行详细登记，记入实验成绩中。
2．学生完成实验后按要求撰写实验报告，根据实验报告确定每次实验的等级。
3．实验成绩按85%比例计入课程期评总成绩中。
六、实验指导书及主要参考书目
1、实验指导书
R.C.冈萨雷斯等著.《数字图像处理》（第二版）,阮秋琦等译.电子工业出版社,2003
2、 主要参考书
1、 李朝晖，张弘，数字图像处理及应用，机械工业出版社，2004
2、 K. R. Castleman，Digital Image Processing，清华出版社，1998
3、 W.K.Pratt，《数字图像处理学》，科学出版社，1984
4、 章毓晋，《图像工程系列从书》，清华大学出版社，1999
5、 沈庭芝，数字图像处理及模式识别，北京理工出版社
6、 W. A. Kalender，《Computed Tomography》，New York，Wiley, 2000
7、 田捷等，《医学影象处理与分析》，电子工业出版社，2003
8、 吕维雪等，《三维医学图像可视化及其应用》，浙江大学出版社，2001
9、 赵英石，遥感应用分析原理与方法(中国科学院研究生教学丛书)，科学出版社，2003
10、 张永生，巩丹超，高分辨率遥感卫星应用--成像模型、处理算法及应用技术，科学出版社，2004
11、 党安荣等，ERDAS IMAGINE遥感图像处理方法，清华大学出版社，2004
12、 张春田，数字图像压缩编码:信号与信息处理丛书，清华大学出版社，2006
13、 陈桂明，应用Matlab语言处理数字信号与数字图像，科学出版社，2004
14、 孙兆林，《MATLAB 6.X图像处理》，清华大学出版社，2002
15、 杨枝灵，王开等，Visual C++数字图像获取、处理及实践应用，人民邮电出版社，2002
主撰人： 罗如为
审核人： 袁辉勇
2012.6
