《数字图像处理课程设计》教学大纲

一、课程简介

1. 课程性质

本课程是是海洋技术专业的课程设计。是对《数字图像处理》课程的实践补充。内容涵盖《数字图像》课程的重、难点内容。本课程的学习目的在于：针对给定图像处理任务，在查阅相关文献的基础上，制定相应的技术方案，并通过计算机编程实现；通过课程设计，使得学生进一步理解数字图像处理的基本概念、基本原理和基本方法，并加强学生的自学能力和实践能力（设计能力和编程能力）。

2. 课程任务

数字图像处理课程设计是在学习完数字图像处理相关理论后，进行的综合性训练课程。本课程着手于一个典型的数字图像处理任务（如车牌识别），在完成处理和识别目标过程中进行图像增强、图像分割、图像表达和识别等多个算法的实现和综合。使学生进一步巩固数字图像处理的基本概念和分析方法，增强学生应用编程软件（MATLAB）编写相应的应用程序及分析、解决实际问题的能力。

秉承立德树人的教学理念，在教学过程中将专业知识和课程思政有机统一，潜移默化地融入课程思政要素，激发学生的担当意识和爱国情怀，对树立学生正确的人生观和价值观起到引领作用。

二、课程目标

1. 思政育人目标

课程目标1：通过学生自己动手实现编程独立或合作完成具体的数据处理任务，培养学生求真务实，精益求精的工作作风；同时亦培养学生团队协作与服务意识和优良的品德。（支撑毕业要求8.1）

2. 知识能力目标

课程目标2：通过对数字图像处理任务的典型案例的解析，进一步掌握图像增强、图像复原，图像变换，形态学处理，图像分割等基本数字图像分析和处理算法原理。建立图像工程中主要问题的分析和处理的能力。（支撑毕业要求1.3）

课程目标3：通过对数字图像处理任务的典型案例的设计与开发，能够综合应用图像处理的相关专业知识，针对特定需求，完成功能模块设计，并通过测试或实验分析其有效性（支撑毕业要求3.2）

课程目标4：在完成特定的图像处理任务过程中，培养学生的自主学习并独立工作的能力，以及工程设计能力，独立或合作完成团队分配的工作。（支撑毕业要求9.2）

三、课程目标与毕业要求的对应关系

表1 课程目标对毕业要求的支撑关系

四、教学基本内容、要求及学时分配

表2 教学内容、要求及学时分配

序号	教学内容	教学要求	学时 分配	教学 方式	对应课程目标
1	绪论	了解课程设计的目的和意义，掌握课程设计的任务分工；了解课设的案例背景；了解课设的相关理论和算法原理，掌握数字图像处理任务（车牌识别）的整体处理流程。	2（线下）	线下讲授	1,4
2	基于边缘检测的车牌定位	掌握方案设计原理；实验图像数据的导入与预处理；图像边缘检测的特征提取；图像特征的后处理及车牌定位；车牌目标的筛选。	4（线下）	线下讲授，上机实践	2,3,4
3	基于二阶搜索边缘检测的车牌定位	掌握方案设计原理；基于sobel二阶搜索的输入；计算安全边框，提取个各车牌区域图像；调整参数，进行sobel检测；将保留下的车牌区域画出来，保存车牌变量。	4（线下）	线下讲授，上机实践	2,3,4
4	基于颜色特征的车牌定位	掌握方案设计原理；将图像从RGB空间转换为HSV空间；对图像HSV空间的亮度分量V数据进行直方图均衡化；基于颜色区域参数对每个像元进行判定，以用于车牌区域匹配；通过形态学闭操作处理颜色匹配的图像，以保证车牌区域连通；提取各个连通目标的外部轮廓，并计算个轮廓的尺寸及位置等信息；计算图像中每个连通目标外部最小外接矩形（坐标，尺寸，角度等信息）；依据连通目标最小外接矩形判定是否符合车牌尺寸要求，若满足存储车牌信息。	4（线下）	线下讲授，上机实践	2,3,4
5	车牌区域校正	掌握方案设计原理；计算四个端点来作为参考点；按最小矩形边框进行几何校正；对校正后的图像按偏移角进行旋转；对图像进行区域选取。	3（线下）	线下讲授，上机实践	2,3,4
6	基于模板匹配的字符识别	掌握方案设计原理；进行字符分割，实现模板匹配识别；进行系统功能调试，完成课程设计的综合实验报告。	3（线下）	线下讲授，上机实践	2,3,4

五、基本要求

1. 教学基本要求

本课程是《数字图像处理》课程的实践补充，通过实践上机来巩固课堂教学内容，从而锻炼学生具备图像数据处理的的实践动手能力。

2. 教学方法

课程教学以课堂教学、上机实验、综合讨论等共同实施。
教师布置课程设计上机内容，准备相关软件和数据，学生提前预习简易的实验讲义，并查阅资料准备实验；

教师在课堂上讲解和示范，巡视和个别辅导，学生通过认真观摩和反复训练，学会软件的功能和完成数据处理工作，培养学生严谨的科学工作作风。

上机每人一机,最后完成实验报告。

六、考核与成绩评定方式

本课程考核办法针对课程目标进行设计，考核内容与课程目标的能力要求相对应，课程目标达成的期望值设定为 0.85。最终成绩由实验报告决定。

七、学习资源

1. 参考书

[1] 数字图像处理（第三版）作者:贾永红 编著 出版社:武汉大学出版社 出版时间:2015年7月

[2] 数字图像处理（MATLAB版）（第二版）（本科教学版）作者:Rafael C. Gonzalez(R.C.冈萨雷斯), Richard E. Woods（R.E.伍兹）, Steven L. Eddins（S.L.艾丁斯） 出版社:电子工业出版社 出版时间:2014年1月