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上海交通大学信息安全工程学院硕士课程内容介绍《数字图像处理》

上海交通大学 免费考研网/2012-12-28


《数字图像处理》

课程代码X036503学分/学时3.0/54开课时间
课程名称数字图像处理
开课学院信息安全工程学院
任课教师
面向专业信息安全
预修课程数字信号处理,C++编程
课程讨论时数0 (小时)课程实验数0 (小时)
课程内容简介

随着信息安全技术的不断发展,信息已经由一维的向多维的转化,文字向图像、视频发展。数字图像作为一种重要的信息方式,其安全保护越来越成为研究的热点问题。在这样的需求下,开设数字图像处理课程非常适合学科发展的需要。本课程除了具有图像处理的基础知识之外,还引进了很多信息安全的知识,把传统的数字处理与信息安全及应用结合在一起。使得课程在内容上更有新意,在知识结构上更加全面,在实际应用中更有价值。本课程主要围绕着国外的经典教材《Digital Image Processing》(第二版)为蓝本,结合本学科的实际工程经验进行生动教学。让学生把理论同实践相结合,通过Matlab软件来实现一些经典的算法,最终实现本课程的教学目标。

课程内容简介(英文)

Along with the developing of the information security technology, information has experienced the changes from one dimensional to multi-dimensional, from words to pictures and videos. Digital image, being as an important way to store information, its safety has become a more and more important object to study. Under such a trend, to open this course is quite suitable. Besides introducing basic knowledge of dealing with digital image, the course introduces many other infor-security knowleges, and combines the digital dealing and infor-security application, which makes the course more rich in content, more globle in knowledge, and more valuable in application.

教学大纲

第1讲 数字图像处理绪论主要内容:本讲主要介绍数字图像处理的概念,起源,应用实例,以及数字图像处理的基本步骤,图像处理系统的构成等。本章的目标是让学生初步了解什么是图像处理以及其相关的一些基础知识,有利于后面进一步深入学习数字图像处理的相关知识。第2讲 数字图像基础主要内容:首先介绍人类视觉的构造和人眼成像过程相关知识。其次,介绍了光和电磁波谱的基础知识。再此,介绍如何利用传感器模拟人眼成像的过程。然后,介绍图像采集后如何取样和量化,最后形成数字图像。最后,介绍了数字图像中像素之间的一些基本关系,以及线性和非线性的操作原理。有利学生理解从人眼成像到机器成像的过程和差异,有利于增强对数字图像的感性理解。第3讲 空间域图像增强主要内容:介绍了空间域数字图像的增强技术。空间域的数字图像处理是较为基础的处理技术,对其经典技术的了解有助于学生循序渐进的熟悉数字图像的特征和属性。第4讲 频率域的图像增强主要内容:对频率域的图像增强技术进行介绍,介绍了一维和二维傅立叶变换和反变换,以及空间域滤波和频率域滤波的对应关系。对平滑频率域滤波器和锐化滤波器,同态滤波器进行了介绍。本讲内容具有较强的理论性,掌握这些理论对进一步学习数字图像处理有十分重要的意义。第5讲 图像恢复技术主要内容:介绍了图像退化/复原过程的模型及各种滤波器。这一讲的目的是让学生了解图像如何从退化图像恢复到原始图像的过程,有利于掌握图像复原的基本技能。第6讲 彩色图像处理主要内容:本讲主要介绍彩色图像的基础、模型、变换、分割、噪声、压缩等问题。这一讲的主要目的在于让学生掌握彩色图像的原理与基础,从一般意义的图像到彩色图像处理的不同机理。第7讲 小波变换和多分辨率处理主要内容:本讲主要介绍小波变换的理论基础与多分辨率的理论基础。而且介绍了一维、二维小波变换的过程及原理。主要目的是让学生熟悉小波分析理论及技术,掌握如何应用小波分析技术应用在数字图像上的技巧。第8讲 图像压缩主要内容:本讲介绍图像压缩编码的基础及模型,而且介绍了信息论的一些基础知识。在此基础上介绍了一些经典的无损压缩编码算法及一些有损压缩的编码算法。最后介绍了图像压缩的国际标准。主要目的是让学生了解压缩的原理及技术,掌握国际压缩标准的核心内容。第9讲 形态学图像处理主要内容:本讲介绍了形态学中集合论的几个基本概念和逻辑运算关系,并且介绍了形态学的一些基本算法。本讲的主要目的是让学生了解形态学的基本概念和操作,掌握其应用技能。第10讲 图像分割主要内容:本讲介绍了图像分割的一些基本原理及技术。介绍了点检测、线检测、边缘检测等方法,并且介绍门限(阈值)分割,区域分割、形态学分割等技术。主要目的就是让学生了解图像内容如何计算机理解,掌握分割各种技术。第11讲 表示与描述主要内容:本讲介绍了图像被分割像素集的表示和描述。主要目的是让学生了解如何表示和描述分割后的像素集。第12讲 对象识别主要内容:本讲介绍图像不同区域的模式识别与各种分类器。主要目的是让学生了解图像识别的技术,掌握各种分类的功能。第13讲 数字图像与水印技术主要内容:本讲介绍基于数字图像的水印技术基本概念、分类、特性、应用等。主要目的是让学生了解数字图像的多种用途,例如,版权保护,秘密信息携带,DVD控制信息,媒体监控信息等等,掌握数字图像水印的原理和技术。

课程进度计划

第1讲 数字图像处理绪论(4学时)第2讲 数字图像基础(4学时)第3讲 空间域图像增强(4学时)第4讲 频率域的图像增强(4学时)第5讲 图像恢复技术(4学时)第6讲 彩色图像处理(4学时)第7讲 小波变换和多分辨率处理(4学时)第8讲 图像压缩(4学时)第9讲 形态学图像处理(4学时)第10讲 图像分割(4学时)第11讲 表示与描述(4学时)第12讲 对象识别(4学时)第13讲 数字图像与水印技术(4学时)

课程考核要求

本课程采用闭卷考试的方式进行考核.考试大纲内容包括:数字图像基础常识,第一章,第二章的基础知识内容,以上课教案为主;数字图像增强知识点,包括空域和频域的增强技术;图像恢复技术知识点,包括各种模型及滤波器的设计思想和实现步骤;彩色图像处理知识点,包括模型、变换、分割、噪声、压缩等技术;小波变换知识点,包括小波变换的理论及应用技术;图像压缩知识点,包括压缩方法的分类,压缩模型等;形态学图像处理知识点,包括基本概念,基本操作等;图像分割知识点,包括分割类别,分割模型等;表示与描述知识点,包括基本概念,基本操作等;对象识别知识点,基本概念,基本操作;水印技术知识点,基本概念,基本操作,模型等。以上为本课程的主要考核内容。

参 考 文 献
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