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數(shù)字圖像處理相關(guān)論文

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  “數(shù)字圖像處理”是一門利用計算機解決圖像處理的學(xué)科。并且,現(xiàn)代多媒體計算機中又廣泛采用了數(shù)字圖像處理技術(shù)。下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家推薦的數(shù)字圖像處理相關(guān)論文,希望大家喜歡!

  數(shù)字圖像處理相關(guān)論文篇一

  淺談“數(shù)字圖像處理”課程教學(xué)改革實踐

  摘要:數(shù)字圖像處理技術(shù)是一種發(fā)展迅速且應(yīng)用廣泛的新興技術(shù),就“數(shù)字圖像處理”課程的特點,從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和方法、教學(xué)理論和實踐等方面進行改革與實踐,增強了學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力,提高了教學(xué)質(zhì)量,收到良好的教學(xué)效果。

  關(guān)鍵詞:數(shù)字圖像處理;教學(xué)手段;實踐

  作者簡介:劉忠艷(1975-),女,黑龍江依安人,黑龍江科技學(xué)院計算機與信息工程學(xué)院,副教授;周波(1963-),男,黑龍江綏化人,黑龍江科技學(xué)院計算機與信息工程學(xué)院,教授。(黑龍江 哈爾濱 150027)

  一、“數(shù)字圖像處理”概述

  數(shù)字圖像處理技術(shù)是集微電子學(xué)、光學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)和計算機科學(xué)等學(xué)科的一門綜合性邊緣技術(shù)。[1,2]是當(dāng)今信息社會中發(fā)展迅速且應(yīng)用廣泛的新興科學(xué)技術(shù)。數(shù)字圖像處理技術(shù)廣泛應(yīng)用到通信、計算機、交通運輸、軍事、醫(yī)學(xué)和經(jīng)濟等各個領(lǐng)域,在各個領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。

  隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展,圖像處理的技術(shù)和理論不斷完善和豐富,新的理論、技術(shù)也不斷涌現(xiàn),并逐漸進行應(yīng)用。面對這樣一門理論與實際緊密結(jié)合的課程,在學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生常常會遇到很多問題,既為數(shù)字圖像處理技術(shù)應(yīng)用的廣泛前景所吸引,也時常對課程的抽象理論感到苦惱,漸漸失去學(xué)習(xí)興趣。為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)質(zhì)量,對該課程進行教學(xué)改革,勢在必行。經(jīng)過兩年半的教學(xué)改革與實踐,取得了一定的教學(xué)效果。

  二、教學(xué)改革措施

  為了提高“數(shù)字圖像處理”課程的教學(xué)質(zhì)量,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的興趣,對本門課程進行改革,采取以下措施:

  1.整合教學(xué)內(nèi)容

  隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展,數(shù)字圖像處理技術(shù)也得到快速發(fā)展。近幾年來,有很多新的應(yīng)用點和研究涌現(xiàn)出來,在“數(shù)字圖像處理”課程中加入新技術(shù)的介紹,對于學(xué)生了解國際的研究和應(yīng)用熱點,盡快地投入相應(yīng)的研究與應(yīng)用中去大有益處。許多新的技術(shù)和算法層出不窮,如小波變換技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、三維測量和重建等新技術(shù),而且這些新技術(shù)應(yīng)用非常廣泛。所以,在教學(xué)中既要向?qū)W生講述基本原理和方法,也要把這些新技術(shù)和新算法傳授給學(xué)生,教學(xué)內(nèi)容應(yīng)緊跟科學(xué)發(fā)展的腳步。由于圖像處理已在生物醫(yī)學(xué)工程、航空和航天、通信工程和軍事安全等方面獲得了越來越廣泛的應(yīng)用,因此爭取在課程結(jié)束時,大家對遙感圖像壓縮、生物特征識別等應(yīng)用系統(tǒng)進行課外深入,并撰寫技術(shù)報告一篇,鍛煉學(xué)生書寫總結(jié)報告的能力。

  2.改革教學(xué)手段和方法,提高教學(xué)質(zhì)量

  “數(shù)字圖像處理”是一門利用計算機解決圖像處理的學(xué)科。然而,現(xiàn)代多媒體計算機中又廣泛采用了數(shù)字圖像處理技術(shù)。并且,隨著計算機軟硬件的發(fā)展和教學(xué)條件的提高,改革傳統(tǒng)的教學(xué)方法和手段,借助計算機輔助教學(xué)勢在必行。在課堂教學(xué)中使用多媒體課件,為形象生動的實例演示提供了必要的保證,因此開發(fā)了CAI課件,同時也可以借助一些圖像處理軟件在課堂演示,使學(xué)生對數(shù)字圖像處理的基本理論和方法更好地理解,學(xué)習(xí)興趣更高。通過課件直觀、生動的演示,把復(fù)雜問題變簡單、抽象問題變具體,大大地提高了課堂教學(xué)質(zhì)量。

  同時,為了使學(xué)生更好地理解理論知識和擴展思路,在每次課的教學(xué)中留出15分鐘左右的時間讓學(xué)生針對所講的圖像處理技術(shù)自由分組討論,發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力,增強對每一次講課內(nèi)容的理解。還可以針對某一個主題,學(xué)生提前預(yù)習(xí)該主題所涉及的內(nèi)容,然后進行課堂討論。如針對“圖像增強”這一主題,學(xué)生提前預(yù)習(xí),在課堂上對常用的增強的方法進行討論,并由老師及時總結(jié),使學(xué)生深入理解圖像增強的實質(zhì)。

  3.將科研成果引入教學(xué)中,拓寬視野

  在“數(shù)字圖像處理”教學(xué)中,除了圍繞基本理論和概念講解外,更注重將科研成果及圖像處理技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài)滲透到教學(xué)中,使學(xué)生拓寬視野,激起興趣,并能主動學(xué)習(xí)。

  教師將自己的科研成果和相關(guān)的新技術(shù)引入課堂向?qū)W生講授,這不僅豐富了課程內(nèi)容,還有利于提高學(xué)生興趣,增強教學(xué)效果。[3]同時,也有助于拓展本門課程學(xué)習(xí)的深度與廣度,提高教學(xué)質(zhì)量。例如在講授“圖像復(fù)原”這一章時,將科研項目“基于多視幾何的三維數(shù)字掃描關(guān)鍵技術(shù)研究”、“基于多視幾何的三維重建系統(tǒng)研究”等結(jié)合起來,讓學(xué)生到實驗室觀看“三維測量機”實驗儀器以及演示三維重建系統(tǒng),做到理論與實踐相結(jié)合,拓展理論知識和視野。

  4.理論與實踐相結(jié)合,提高創(chuàng)新能力

  在教學(xué)過程中,不但把“數(shù)字圖像處理”課程的基本理論、基本概念講清楚外,更注重理論的應(yīng)用,可以結(jié)合該學(xué)科領(lǐng)域的最新熱點問題和應(yīng)用問題,提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和實踐能力,同時也拓寬知識面。在課堂上采用啟發(fā)式教學(xué),對新理論、新算法產(chǎn)生的原因、過程重點講述,也就是將科學(xué)家的思維過程傳輸給學(xué)生,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。[4-7]對一些典型算法,先介紹這些算法的原理,掌握這個算法的原理后,學(xué)生可以充分發(fā)揮自己的編程能力和創(chuàng)新能力,可以利用Matlab和VC++開發(fā)工具實現(xiàn)這個算法,并應(yīng)用來處理圖像,重視理論和實踐的結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生把所學(xué)的知識運用于實踐的能力。如:可以用該算法來提取圖像的邊緣,利用小波變換重建物體等,將理論與實踐相結(jié)合,在實際問題的解決中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。同時,除了理論教學(xué)外,更注重實驗課程的教學(xué)。在實驗課的教學(xué)中,除了圍繞課程理論而設(shè)計的、以驗證理論為主要目的的基礎(chǔ)性實驗外,還開設(shè)了綜合性的實驗和創(chuàng)新性的實驗。綜合性的實驗可以訓(xùn)練學(xué)生的綜合能力;創(chuàng)新性實驗可以提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力,符合學(xué)校的“實基礎(chǔ)、強實踐、高能力”的人才培養(yǎng)戰(zhàn)略。

  5.開發(fā)課程網(wǎng)站,方便學(xué)生

  當(dāng)今時代是網(wǎng)絡(luò)的時代,而且為了方便學(xué)生的學(xué)習(xí),學(xué)校建設(shè)了“數(shù)字圖像處理”網(wǎng)站。該課程網(wǎng)站的內(nèi)容十分豐富,有教學(xué)課件、教材與參考書、習(xí)題及答案、實驗指導(dǎo)書、教學(xué)錄像、教學(xué)改革報告、師資隊伍介紹、聊天等,并根據(jù)需要適時更新網(wǎng)站內(nèi)容。學(xué)生可以通過網(wǎng)站進行學(xué)習(xí)、預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí),通過聊天可以與老師、同學(xué)交流問題等。網(wǎng)站的建設(shè)有助于加強師生之間的信息交流。響應(yīng)了學(xué)校大學(xué)建設(shè)中,教師由“教學(xué)型”向“教學(xué)服務(wù)型”轉(zhuǎn)型的要求。同時,該網(wǎng)站也對外開放,其他高校的師生也可以瀏覽該網(wǎng)站,實現(xiàn)了高校之間的資源共享。

  6.強化師資隊伍,提高能力

  當(dāng)今社會信息與計算科學(xué)專業(yè)提倡應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式,強調(diào)知識傳授和實踐能力相結(jié)合。因此,要求教師應(yīng)該具有深厚的專業(yè)知識和高深的職業(yè)技能。學(xué)校加強現(xiàn)有教師的培訓(xùn),讓他們積極參加工程實踐方面的培訓(xùn),參加技術(shù)創(chuàng)新方面的研究以及到企業(yè)進行培訓(xùn)等。如定期派教師到企業(yè)里進行3~6個月的培訓(xùn)、派教師去參加一些學(xué)術(shù)交流和研討會等,來擴充知識面和提高實戰(zhàn)能力。

  三、結(jié)束語

  “數(shù)字圖像處理”課程在教學(xué)中起著承上啟下的作用,與其他專業(yè)課程之間存在著密切的內(nèi)在聯(lián)系。因此針對本門課程的重要作用,在教學(xué)過程中,提出了改進的方法,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高創(chuàng)新能力,這在信息與計算科學(xué)的專業(yè)“重基礎(chǔ)、強實踐、高素質(zhì)”的人才培養(yǎng)模式中顯得尤為重要。本文根據(jù)信息與計算科學(xué)專業(yè)的人才培養(yǎng)模式,集合“數(shù)字圖像處理”課程的具體特點,提出了一系列教學(xué)改革的內(nèi)容和方法。經(jīng)過兩年半教學(xué)實踐的檢驗,取得了階段性的教學(xué)效果。以后會繼續(xù)隨著技術(shù)的發(fā)展,改革各項內(nèi)容。

  參考文獻:

  [1]岡薩雷斯.數(shù)字圖像處理(第二版)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2005.

  [2]孫景榮,許錄平,等.數(shù)字圖像處理精品課程建設(shè)與實踐[J].中國電子教育,2009,(4):54-55.

  [3]張文,吳磊.略談科研成果引入教學(xué)的途徑與機制——以課程建設(shè)為例[J].江西理工大學(xué)學(xué)報,2008,29(2):69-71.

  [4]吳鍇,葛海鮮,等.《數(shù)字圖像處理》課程教學(xué)改革的研究[J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2007,(S2):160-161.

  [5]呂朝輝.“數(shù)字圖像處理”課程教學(xué)改革與實踐[J].高教論壇,2010,

  (11):58-60.

  [6]魏廣芬,王永強,等.“數(shù)字圖像處理”課程教學(xué)改革的嘗試[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報,2009,31(6):24-25.

  [7]韓智,張振虹.“數(shù)字圖像處理”實驗課教學(xué)改革與實踐[J].實驗室研究與探索,2008,27(9):102-104.

  數(shù)字圖像處理相關(guān)論文篇二

  試談現(xiàn)代數(shù)字信號處理課程的教學(xué)改革與實踐

  摘要:針對現(xiàn)代數(shù)字信號處理的課程特點,開展課程的教學(xué)改革與實踐,建立基于MATLAB實現(xiàn)的教學(xué)示例,并應(yīng)用于課堂與實踐教學(xué),有助于提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)學(xué)生的研究能力和創(chuàng)新能力,且促進課程由傳統(tǒng)課堂教學(xué)向研究型教學(xué)轉(zhuǎn)化。

  關(guān)鍵詞:現(xiàn)代數(shù)字信號處理;教學(xué);MATLAB;教學(xué)示例

  隨著計算機和微處理器技術(shù)的迅速發(fā)展,學(xué)科間的交叉與融合,數(shù)字信號處理技術(shù)得到了飛速發(fā)展,出現(xiàn)了以現(xiàn)代濾波器技術(shù)、現(xiàn)代譜分析理論、智能信息處理方法等為標志的現(xiàn)代數(shù)字信號處理理論及技術(shù),并廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代通信、新型雷達、精確遙測、醫(yī)療等眾多領(lǐng)域。目前,現(xiàn)代數(shù)字信號處理課程主要面向研究生層次學(xué)生開設(shè)。由于該課程的理論性和實踐性都很強,且其基本原理和方法已廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域,因此教師教好和學(xué)生學(xué)好該課程都很重要。

  一、課程特點及傳統(tǒng)教學(xué)中存在的困難

  現(xiàn)代數(shù)字信號處理課程具有數(shù)學(xué)理論推導(dǎo)較多、內(nèi)容廣泛、概念抽象等特點。由于工科研究生的數(shù)學(xué)理論水平普遍不高,同時課程的學(xué)時有限,若教學(xué)方法不當(dāng),學(xué)生一方面在學(xué)習(xí)過程中常感到枯燥乏味,難以理解和掌握;另一方面易造成學(xué)生畏懼學(xué)習(xí)的心理,失去學(xué)習(xí)興趣?,F(xiàn)代數(shù)字信號處理同時是一門以算法為核心,實踐性很強的課程,其算法的應(yīng)用實現(xiàn)主要基于計算機的數(shù)值計算。如果教師采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式,主要講授基礎(chǔ)理論和算法的推導(dǎo),學(xué)生則主要利用大量的公式、算法及推導(dǎo)進行學(xué)習(xí)和解題,而忽視讓學(xué)生采用計算機動手設(shè)計、調(diào)試和分析課程中大量的、應(yīng)用性較強的內(nèi)容,會使得學(xué)生感覺該課程是一門數(shù)學(xué)理論課,不利于他們深層次理解數(shù)學(xué)概念中所蘊含的物理和工程意義,從而造成課后實踐受到很大限制,不利于學(xué)生以后從事有關(guān)信號處理領(lǐng)域的研究工作。因此,如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主動性,增強他們對知識的理解和掌握,培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題的實踐能力是本課程教學(xué)所要解決的關(guān)鍵問題。

  二、課程的教學(xué)改革與實踐

  我校的控制理論與控制工程專業(yè)(以下簡稱雙控專業(yè))碩士研究生開設(shè)了現(xiàn)代數(shù)字信號處理課程,該課程是學(xué)位專業(yè)課,共32個學(xué)時。目前,針對該門課程教學(xué)中所遇到的問題,我們以提高教學(xué)質(zhì)量為目的,加強課程建設(shè),從課堂教學(xué)和實踐環(huán)節(jié)入手,精選和強化與學(xué)科方向有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容,建設(shè)MATLAB實現(xiàn)的教學(xué)示例,并將教學(xué)示例引入到課堂教學(xué)和實踐教學(xué)當(dāng)中,改進教學(xué)方法,積極開展教學(xué)探索與實踐;在教學(xué)過程中注重學(xué)生“知識-能力-素質(zhì)”的全面發(fā)展,以及注重培養(yǎng)學(xué)生的研究能力與創(chuàng)新能力,通過近兩年的教學(xué)改革與嘗試,取得了一定成效。

  (一)精選教學(xué)內(nèi)容

  目前經(jīng)典的數(shù)字信號處理具有比較完善的課程體系,而現(xiàn)代信號處理的課程體系呈多樣化特點,不同的教材在主體內(nèi)容上相差很大。在選擇教學(xué)內(nèi)容時,結(jié)合控制科學(xué)與工程學(xué)科的實際需求,并考慮我校雙控專業(yè)生源大都來自地方性院校,學(xué)生的專業(yè)背景,知識結(jié)構(gòu)、理論基礎(chǔ)、理解能力、實踐能力等方面存在較大差異。選擇的課程內(nèi)容一方面?zhèn)戎鼗A(chǔ)性、完整性、系統(tǒng)性和應(yīng)用性,另一方面體現(xiàn)雙控專業(yè)研究生的培養(yǎng)目標,具有確保后續(xù)課程(如《系統(tǒng)辨識》、《數(shù)字圖像處理》、《DSP技術(shù)原理及開發(fā)應(yīng)用》)學(xué)習(xí)所具備的理論知識基礎(chǔ)。因此,本課程選擇的教學(xué)內(nèi)容包括基礎(chǔ)知識簡介、最佳線性濾波理論(維納濾波和卡爾曼濾波)、自適應(yīng)信號處理和現(xiàn)代譜估計理論等部分。

  (二)選擇恰當(dāng)?shù)慕滩?/p>

  教材是一門課程的基礎(chǔ),我們根據(jù)教學(xué)需求,通過調(diào)研及教材對比,并結(jié)合雙控專業(yè)學(xué)生的使用效果反饋,主要采用姚天任教授主編的《現(xiàn)代數(shù)字信號處理》作為課程教材。該教材一直是華中科技大學(xué)、武漢理工大學(xué)等重點高校碩士或博士研究生教材用書,教材的系統(tǒng)性、知識性特點適于雙控專業(yè)研究生教學(xué)。在教學(xué)過程中推薦張賢達教授的《現(xiàn)代信號處理(第二版)》、高西全等著的《數(shù)字信號處理——原理實現(xiàn)及應(yīng)用》、郭仕劍等編著的《MATLAB7.X數(shù)字信號處理》作為知識補充和利用MATLAB開展實踐學(xué)習(xí)的參考用書。

  (三)建設(shè)MALAB實現(xiàn)的教學(xué)示例用于課堂教學(xué)

  現(xiàn)代數(shù)字信號處理課程內(nèi)容抽象、較難理解,同時作業(yè)也具有較多計算量,單純的筆算較為繁瑣,因此仿真教學(xué)環(huán)節(jié)非常重要。同時,該課程的實踐性強,因此將實際工程問題以教學(xué)示例的形式引入到授課過程也很有必要。MATLAB軟件具有強大的計算分析和繪圖能力,可以將繁瑣的推導(dǎo)過程形象化,用仿真手段直接得出重要結(jié)論,可大幅度降低理解問題的難度,提高學(xué)習(xí)效率。因此,筆者把知識內(nèi)容進行學(xué)科方向強化,將理論知識與具體工程問題相結(jié)合,建立了“信號有效記錄長度對信號頻譜分析的影響”、“維納濾波器對檢測信號的降噪應(yīng)用”、“卡爾曼濾波器在直流伺服電機系統(tǒng)位置控制中的應(yīng)用”、“卡爾曼濾波器在雷達目標跟蹤中的應(yīng)用”、“IP電話回聲自適應(yīng)抵消器的設(shè)計”、“自適應(yīng)工頻陷波器的設(shè)計”,“現(xiàn)代譜分析理論在系統(tǒng)辨識中的應(yīng)用”等十余個教學(xué)示例。示例的知識點較為全面,涵蓋教學(xué)大綱的所有教學(xué)內(nèi)容部分。在教學(xué)中結(jié)合專業(yè)特點,選擇恰當(dāng)?shù)墓こ虇栴}建立教學(xué)示例,并在課堂中講授工程問題的解決過程和演示MATLAB仿真結(jié)果,有助于學(xué)生理解數(shù)學(xué)概念中的物理及工程意義,使得復(fù)雜問題簡單化,抽象問題可視化、生動化,讓學(xué)生理解和掌握知識更為直觀和輕松,從而達到提高課堂教學(xué)質(zhì)量,擴展學(xué)生知識面,培養(yǎng)起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的目的。同時,教學(xué)示例的引入有助于促使學(xué)生初步掌握科研實踐規(guī)律,增加理解知識的深度和廣度,增強學(xué)生的工程實踐意識,從而達到“為我所學(xué)”和“學(xué)以致用”的目的。

  (四)改進教學(xué)方法和手段

  《現(xiàn)代信號處理》內(nèi)容抽象,數(shù)學(xué)含量較大且學(xué)時較少。我們在教學(xué)中充分利用板書教學(xué)和幻燈片教學(xué)的各自優(yōu)勢。板書教學(xué)用于相對簡單、邏輯嚴密的推導(dǎo)證明過程,可以給學(xué)生相對充足的思考時間?;脽羝虒W(xué)主要用于非重點內(nèi)容、拓展知識部分或直接展示部分,它利用形象思維方式提高授課效率。這兩種教學(xué)方法相互補充,有效地解決了學(xué)時不多的問題,提高了教師教與學(xué)生學(xué)的效率。在教學(xué)過程中,將教學(xué)課件、習(xí)題集及解答、教學(xué)實例的設(shè)計過程和MATLAB實現(xiàn)的程序源代碼與學(xué)生共享,這不僅便于學(xué)生課后的教學(xué)內(nèi)容重現(xiàn),提高學(xué)習(xí)效率,又可為科研工作擴展思路。

  (五)精心設(shè)計基于MATLAB實現(xiàn)的課程作業(yè),實施實踐教學(xué)

  基于掌握重點、突破難點、解決疑點、結(jié)合實際的原則設(shè)計MATLAB實現(xiàn)的課程作業(yè)。作業(yè)題涵蓋常用數(shù)字濾波器、維納濾波器、卡爾曼濾波器、自適應(yīng)信號處理和現(xiàn)代譜估計等內(nèi)容。布置的作業(yè)均給出具體任務(wù)要求,學(xué)生通過查閱相關(guān)參考文獻,并利用MATLAB編程語言實現(xiàn)。實驗性的課程作業(yè)已在2009~2010級雙控專業(yè)學(xué)生中,以小組合作學(xué)習(xí)方式實施。為了檢查學(xué)生的實踐性作業(yè)的完成情況,我們在課程教學(xué)的結(jié)束階段,各小組選出代表,進行求解過程講解、程序演示和問題答辯,小組的參與所有成員均參與答辯環(huán)節(jié)。這種實踐教學(xué)方式作為學(xué)生成績的考核依據(jù)之一。從實踐效果看,設(shè)計性的課程作業(yè)不僅可以彌補課程內(nèi)容概念抽象、難以理解的不足,充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性,使學(xué)生得到良好訓(xùn)練的同時,理論知識得以深化和鞏固,提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力,而且培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識,以及嚴謹、有序、科學(xué)的工作作風(fēng),團結(jié)協(xié)作的科研精神,為學(xué)生進入研究階段的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

  提高教學(xué)質(zhì)量是高校教育教學(xué)改革的永恒主題。結(jié)合現(xiàn)代數(shù)字信號處理的課程特點和學(xué)生的專業(yè)特點,精選教學(xué)內(nèi)容和教材,建立與實際工程問題相關(guān)的、MATLAB程序?qū)崿F(xiàn)的教學(xué)示例,并將示例用于課堂教學(xué),同時開展設(shè)計性課程作業(yè)的實踐教學(xué),這不僅起到了克服傳統(tǒng)教學(xué)困難、豐富教學(xué)內(nèi)容、提高教學(xué)效果的作用,另一方面有助于充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性,使學(xué)生的理論知識得到深化和鞏固,實踐能力、創(chuàng)新意識得以培養(yǎng)和提高。

  參考文獻:

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  [3]高西全,丁玉美,闊永紅.數(shù)字信號處理——原理、實現(xiàn)及應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2009.

  [4]郭仕劍,等.MATLAB7.X數(shù)字信號處理[M].北京:人民郵電出版社,2006.

  數(shù)字圖像處理相關(guān)論文篇三

  淺談數(shù)字圖像處理技術(shù)

  摘要:本文針對目前廣泛應(yīng)用數(shù)字圖像識別處理技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行了分析,闡述了數(shù)字圖像處理技術(shù)的應(yīng)用前景。

  關(guān)鍵詞:數(shù)字圖像 圖像處理 數(shù)字技術(shù) 應(yīng)用

  一、數(shù)字圖像處理綜述

  數(shù)字圖像處理(Digital Image Processing)又稱為計算機圖像處理,它是指將圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并利用計算機對其進行處理的過程。

  數(shù)字圖像處理最早出現(xiàn)于20世紀50年代,當(dāng)時的電子計算機已經(jīng)發(fā)展到一定水平,人們開始利用計算機來處理圖形和圖像信息,數(shù)字圖像處理作為一門學(xué)科大約形成于20世紀60年代初期,早期的圖像處理的目的是改善圖像的質(zhì)量,它以人為對象,以改善人的視覺效果為目的。圖像處理中,輸入的是質(zhì)量低的圖像,輸出的是改善質(zhì)量后的圖像,常用的圖像處理方法有圖像增強、復(fù)原、編碼、壓縮等。

  首次獲得實際成功應(yīng)用的是美國噴氣推進實驗室(JPL),他們對航天探測器徘徊者7號在1964年發(fā)回的幾千張月球照片使用了圖像處理技術(shù),如幾何校正、灰度變換、去除噪聲等方法進行處理,并考慮了太陽位置和月球環(huán)境的影響,由計算機成功地繪制出月球表面地圖,獲得了巨大的成功。隨后又對探測飛船發(fā)回的近十萬張照片進行更為復(fù)雜的圖像處理,以致獲得了月球的地形圖、彩色圖及全景鑲嵌圖,獲得了非凡的成果,為人類登月創(chuàng)舉奠定了堅實的基礎(chǔ),也推動了數(shù)字圖像處理這門學(xué)科的誕生。在以后的宇航空間技術(shù),醫(yī)學(xué)技術(shù)中數(shù)字圖像處理技術(shù)都發(fā)揮了巨大的作用。

  從70年代中期開始,隨著計算機技術(shù)和人工智能、思維科學(xué)研究的迅速發(fā)展,數(shù)字圖像處理向更高、更深層次發(fā)展,人們已開始研究如何用計算機系統(tǒng)解釋圖像,實現(xiàn)類似人類視覺系統(tǒng)理解外部世界,這被稱為圖像理解或計算機視覺。很多國家,特別是發(fā)達國家投入更多的人力、物力到這項研究,取得了不少重要的研究成果。其中代表性的成果是70年代末MIT的Marr提出的視覺計算理論,這個理論成為計算機視覺領(lǐng)域其后十多年的主導(dǎo)思想。圖像理解雖然在理論方法研究上已取得不小的進展,但它本身是一個比較難的研究領(lǐng)域,存在不少困難,因人類本身對自己的視覺過程還了解甚少,因此計算機視覺是一個有待人們進一步探索的新領(lǐng)域。

  二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

  目前,國內(nèi)圖像識別的算法研究多是關(guān)于數(shù)字、文字、人臉、以及醫(yī)用病理方面的較多,對產(chǎn)品內(nèi)表圖像進行分析識別、分類的還很少。國內(nèi)已研制出了具有先進水平的高精度內(nèi)表檢測系統(tǒng)和裝置,如何對產(chǎn)品零部件的外形,尺寸進行較高精度測量的激光在線檢測系統(tǒng)等,但迄今為止,尚無能對生產(chǎn)出的產(chǎn)品內(nèi)表面進行自動檢測和識別的系統(tǒng)。應(yīng)用CCD、電子、計算機技術(shù)檢測內(nèi)表面的實時自動檢測技術(shù)在國內(nèi)正處于剛剛起步的階段,對內(nèi)表面圖像進行分析識別、分類的軟件系統(tǒng)還沒有十分完善,現(xiàn)在的識別算法對圖像中的疵病部分定位不是很準確,對疵病的范圍、大小、方位不能做定量分析,只能作定性分析,精度低,采用的傳統(tǒng)的最小距離等分類器在圖像復(fù)雜且類別多時,很難表示和提取特征,進行圖像識別十分困難。

  國外關(guān)于圖像識別中的圖像分割,特征信號提取,邊緣檢測,紋理識別等的算法已經(jīng)取得了一定的成果,提出了一些新方法,如利用直線分割來識別三維人臉,通過子圖匹配法在相鄰區(qū)域間識別不同目標,用雙值微波仿射不變函數(shù)識別二維形形狀等等,近年來,國外基于圖像識別與分類技術(shù)的圖像檢索,人臉識別,字體識別發(fā)展十分迅速。

  在國外,為提高自動目標識別能力而開發(fā)的算法現(xiàn)在正被引入許多偵測和成像系統(tǒng)之中,圖像分割、特征信號探測和析取、靜止目標的模式識別等方面已取得了很大進步,這一自動目標識別能力大大減輕了操作人員的工作負擔(dān)。如美國正在加緊自動檢測能力與自動目標識別的研究工作,并在硬件能力的基礎(chǔ)上開發(fā)多種用于信號圖像處理的算法和開展各種算法軟件的研制,包括相關(guān)法(匹配濾波器技術(shù))、自適應(yīng)多維處理法、基于模型的方法等。

  三、數(shù)字圖像處理的應(yīng)用

  圖像是人類獲取和交換信息的主要來源,因此,圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域必然涉及到人類生活和工作的方方面面,隨著人類活動范圍的不斷擴大,圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域也將隨之不斷擴大。

  1、航天和航空技術(shù)方面的應(yīng)用

  數(shù)字圖像處理技術(shù)在航天和航空技術(shù)方面的應(yīng)用,除了JPL對月球、火星照片的處理之外,另一方面的應(yīng)用是在飛機遙感和衛(wèi)星遙感技術(shù)中?,F(xiàn)在世界各國都在利用陸地衛(wèi)星所獲取的圖像進行資源調(diào)查,災(zāi)害檢測,資源勘察,農(nóng)業(yè)規(guī)劃,城市規(guī)劃,我國也陸續(xù)開展了以上諸方面的一些實際應(yīng)用,并獲得了良好的效果。在氣象預(yù)報和對太空其它星球研究方面,數(shù)字圖像處理技術(shù)也發(fā)揮了相當(dāng)大的作用。

  2、生物醫(yī)學(xué)工程方面的應(yīng)用

  數(shù)字圖像處理在生物醫(yī)學(xué)工程方面的應(yīng)用十分廣泛,而且很有成效。除了一般的CT技術(shù)之外,還有一類是對醫(yī)用顯微圖像的處理分析,如紅細胞、白細胞分類,染色體分析,癌細胞識別等,此外,在X光肺部圖像增晰、超聲波圖像處理、心電圖分析、立體定向放射治療等醫(yī)學(xué)診斷方面都廣泛地應(yīng)用圖像處理技術(shù)。

  3、通信工程方面的應(yīng)用

  當(dāng)前通信的主要發(fā)展方向是聲音、文字、圖像和數(shù)據(jù)結(jié)合的多媒體通信。具體地講是將電話、電視和計算機以三網(wǎng)合一的方式在數(shù)字通信網(wǎng)上傳輸。其中以圖像通信最為復(fù)雜和困難,因圖像的數(shù)據(jù)量十分巨大,如傳送彩色電視信號的速率達100Mbit/s以上,要將這樣高速率的數(shù)據(jù)實時傳送出去,必須采用編碼技術(shù)來壓縮信息的比特量。在一定意義上講,編碼壓縮是這些技術(shù)成敗的關(guān)鍵。除了已應(yīng)用較廣泛的熵編碼、DPCM編碼、變換編碼外,目前國內(nèi)外正在大力開發(fā)研究新的編碼方法,如分行編碼、自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)編碼、小波變換圖像壓縮編碼等。

  4、工業(yè)和工程方面的應(yīng)用

  在工業(yè)和工程領(lǐng)域中圖像處理技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用,如自動裝配線中檢測零件的質(zhì)量、并對零件進行分類,印刷電路板疵病檢查,彈性力學(xué)照片的應(yīng)力分析,流體力學(xué)圖片的阻力和升力分析,郵政信件的自動分揀,在一些有毒、放射性環(huán)境內(nèi)識別工件及物體的形狀和排列狀態(tài),先進的設(shè)計和制造技術(shù)中采用工業(yè)視覺等等。其中值得一提的是研制具備視覺、聽覺和觸覺功能的智能機器人,將會給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來新的激勵,目前已在工業(yè)生產(chǎn)中的噴漆、焊接、裝配中得到有效的利用。

  5、軍事公安方面的應(yīng)用

  在軍事方面圖像處理和識別主要用于導(dǎo)彈的精確末制導(dǎo),各種偵察照片的判讀,具有圖像傳輸、存儲和顯示的軍事自動化指揮系統(tǒng),飛機、坦克和軍艦?zāi)M訓(xùn)練系統(tǒng)等;公安業(yè)務(wù)圖片的判讀分析,指紋識別,人臉鑒別,不完整圖片的復(fù)原,以及交通監(jiān)控、事故分析等。目前已投入運行的高速公路不停車自動收費系統(tǒng)中的車輛和車牌的自動識別都是圖像處理技術(shù)成功應(yīng)用的例子。

  6、文化藝術(shù)方面的應(yīng)用

  目前這類應(yīng)用有電視畫面的數(shù)字編輯,動畫的制作,電子圖像游戲,紡織工藝品設(shè)計,服裝設(shè)計與制作,發(fā)型設(shè)計,文物資料照片的復(fù)制和修復(fù),運動員動作分析和評分等等,現(xiàn)在已逐漸形成一門新的藝術(shù)——計算機美術(shù)。


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數(shù)字圖像處理是一門利用計算機解決圖像處理的學(xué)科。并且,現(xiàn)代多媒體計算機中又廣泛采用了數(shù)字圖像處理技術(shù)。下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家推薦的數(shù)字圖像處理相關(guān)論文,希望大家喜歡! 數(shù)字圖像處理相關(guān)論文篇一 淺談數(shù)字圖像處理課程教學(xué)改革
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