数字图像处理课程设计课程教学大纲

数字图像处理课程设计课程教学大纲（精选9篇）

篇1：数字图像处理课程设计课程教学大纲

《数字图像处理课程设计》课程教学大纲

Digital Imaging Processing Course Design

课程代码：  课程性质：设计（论文）适用专业：电子信息工程 开课学期：6 总学时数：16 执 笔：何家峰

一、课程的性质和目的

本课程是电子信息工程专业的课程设计。本课程的学习目的在于：针对给定的图像处理任务，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，并培养学生的自学能力和实践能力（设计能力与编程实现能力）。

总学分数：1 编写年月：2006.9 修订年月：2007.7

二、课程教学内容及学时分配

课程设计最好是一个典型的数字图像处理任务，即包括图像增强、图像分割、图像表达与描述。学生可以选取下面的任一图像处理任务作为课程设计的目标：

1、手写数字识别；

2、掌纹识别；

3、虹膜识别；

4、其他的典型图像处理任务。

三、课程教学的基本要求

本课程是电子信息工程专业的设计（论文）课程，实践性较强。要求能查阅相关文献资料，具备制定相应技术路线的能力，以及应用MATLAB语言或VC语言进行数字图像处理编程与调试的能力。

1、课程设计报告应包含的内容：课程设计目的介绍；技术路线及制定依据；软件清单；实验结果；结果分析与改进措施等。

2、考试与成绩评定：可采用面试与审阅设计报告结合的形式。总评成绩：课程设计期间 的表现占30%；面试占70%。

四、本课程与其它课程的联系与分工

先修课程：数字图像处理。后续课程：无。

五、建议教材及教学参考书

［1］Rafael C.Gonzalez, Richard E.Woods 著，《数字图像处理（第二版）》，电子工业出版社，2006年出版

［2］Rafael C.Gonzalez, Richard E.Woods, Steven L.Eddins 著，《数字图像处理（MATLAB版）》，电子工业出版社，2006年出版

［3］李弼程，彭天强，彭波 等编著，《智能图像处理技术》，电子工业出版社，2004年出版

［4］何东健，耿楠，张义宽 等编，《数字图像处理》，西安电子科技大学出版社，2005年出版

注：

1、“课程代码”由教务处教研科统一填写；

2、“课程性质”按培养方案的“课程性质”及“必/选修”两栏填写；

3、“适用专业”按招生简章填写；

4、“开课学期”指1～8（10）中的数字，例如“大学英语”课程的开课学期为1、2、3、4；

篇2：数字图像处理课程设计课程教学大纲

课程设计编码：1213261 周数：1 学分：1 适用专业：通信工程、电子信息工程

一、课程设计的性质与任务

1.课程性质：

《数字信号处理》是电子信息工程专业本科学生的集中实践教学环节之一。主要在掌握数字信号基本概念、性质以及数字信号处理的基本方法的基础上，利用自己在数字信号处理课程中所学的知识进行数字滤波器的综合设计。2.课程设计的目的

通过对常用数字滤波器的设计和实现，掌握数字信号处理的工作原理及设计方法；掌握利用数字滤波器对信号进行滤波的方法。并能够对设计结果加以分析。3.课程任务：

通过对本门课程设计的学习，使学生深刻掌握数字信号处理的基本原理和基本实现方法；要让学生能够通过动手设计掌握数字信号处理基本实现方法，能够作到举一反三，触类旁通，并为将来的毕业设计作准备。

二、课程设计的内容及其要求

课程设计的主要内容：

1、设计一个数字滤波器（低通、高通、带通、带阻均可）。

2、将待处理信号送入数字滤波器。

3、观察滤波结果。

4、将滤波结果与预期结果比较。

5、分析结果与预期有差异的原因并提出解决方法。本次课程设计的具体求为：

1、根据具体任务确定自己要设计的数字滤波器的类别；

2、根据具体任务确定所设计的数字滤波器的具体参数指标；

3、根据拟定的滤波器类别和指标设计数字滤波器；

4、利用所设计的数字滤波器对滤波对象进行滤波并检验滤波结果；

设计时可以根据课题需要，要求学生独立完成或分组完成设计任务，至少完成上述内容中的前四项的数字滤波器设计、调试。要求数字滤波器必需能够对待处理信号进行相应的处理，其整个处理过程要能够正确演示，并提交包括下述内容的课程设计总结报告：

1、用户手册：说明如何设计的数字滤波器；

2、数字滤波器设计及工作过程、结果分析总结（需指出所遇到问题，可行的解决途径）。

三、课程设计的时间安排

日期 内容安排

星期一 课程设计动员，按照设计要求分析设计参数和基本思路 星期二 滤波器设计的理论部分

星期三 滤波器设计的实现（编程调试等）星期四 滤波器设计结果分析，撰写课程设计说明书 星期五 最后定稿，上交设计结果和说明书

四、主要参考文献

《数字信号处理——基于计算机的方法》电子工业出版社.Sanjit K.Mitral 《数字信号处理——原理与实践》清华大学出版社.方勇 《数字信号处理教程》清华大学出版社.程佩青

五、课程设计的成绩评定

成绩考核时，根据学生在设计中的表现和设计结果（包括演示和设计报告），综合考核，成绩分为5级分制，优、良、中、及格、不及格。

六、有关说明

本门课程的先修课程主要包括：高等数学、工程数学、模拟电子、数字电子、信号与系统、数字信号处理等。

篇3：数字图像处理课程设计课程教学大纲

“数字信号处理”课程是国内外许多大学电子信息类专业的必修专业基础课程,在专业教学中具有举足轻重的作用。然而,由于传统的课堂教学方式固有时间、空间范围的局限性,使本学科的教学效果难以达到理想的状态。借助Web开发技术以及宽带互联网技术的迅速发展,设计并开发出了一套以JSP技术为基础的网络教学平台。网络教学平台是依托互联网的优势设计和开发的,通过此平台,学生可以不受时间、空间、地域的限制,实现网上浏览教学内容、参加测试、发表评论等功能,教师也可借助此平台,发布公告信息,发布试题,实现课件上传,组织讨论答疑,进行师生信息管理等功能。

1 系统体系结构

数字信号处理网络教学平台基于浏览器/服务器(B/S)模式,以JSP技术为基础,采用典型的模型、视图、控制器(MVC)三层架构中的Struts开源方案进行设计与开发,对应于浏览器-Web服务器-数据库服务器三层体系机构。此模式支持多种标准的协议,适用于绝大多数硬件环境和软件平台[1]。

系统以典型的Web Server作为部署和运行服务器,将前台JSP页面、Servlet控制器与数据库服务器有机地集合起来,形成了一套以Web开发技术为基础的网络平台。此种体系结构有数种实现方案可供选择。由于采用了Struts 1.2开源架构,Servlet控制器即为其中的Action与ActionForm。典型的Web Server主要包括IBM的WebSphere、BEA的WebLogic、Apache的Tomcat及Allaire的Jrun等。其中WebSphere与Weblogic适用于大型的企业级开发,与Jrun同时支持WEB应用程序部署与企业级JavaBean(EJB)部署。本教学平台的应用范围主要面向全校师生,用户数量在数万人左右,因此,Tomcat服务器完全能够满足需求,而且Tomcat是开源服务器,降低了开发成本。至于数据库服务器,可选方案包括微软的SqlServer、甲骨文的Oracle、IBM的DB 2以及MySQL AB公司的MySQL。基于与Web服务器方案选择相同的原因,系统最终以开源数据库MySQL存储后台数据信息。

系统将JSP与MySQL紧密结合,利用后者作为后台数据存储服务器,以Struts中的Action及ActionForm作为后台与前台的控制程序,接受从前台JSP程序传递的用户的输入(请求)信息并反馈给数据库端,之后将从数据库得到的数据信息再传递给JSP程序。这个过程实质上就是JSP/Servlet连接在客户端与数据库服务器端传输数据,而且JSP/Servlet的功能是借助于其容器—J2EE Web服务器来实现的。体系结构如图1所示。

2 系统功能分析

本教学平台由师生信息管理、网络课堂模块、BBS课程讨论答疑及网上交流三大模块组成,如图2所示。这三大模块之间相互联系、紧密耦合,有机地构成了一个完整的网络教学系统。

2.1 师生信息管理模块

师生信息管理模块主要实现教师与学生相关信息的查询、新增、修改、删除功能,网络平台管理员可以应用此模块全部功能,其中新增、修改、删除仅管理员可以操作,而信息管理数据库中的教师可以查询学生和其他教师的信息,学生只能查询相关教师的信息。此模块同时实现了网络平台用户注册与注销功能,在推广期,开放注册功能,注册成员具备使用者的所有权限。基于此本模块可看作是网络教学平台权限管理的一部分。本课程的授课老师与受教学生是平台使用的主要对象,其他的师生信息亦可录入到此信息系统中。原则上,只有在师生信息数据库内的成员可以登入教学平台,这也是系统权限管理的目标之一。

2.2 网络课堂模块

此模块是本网络教学平台的核心部分。主要由课程总体概况子模块、授课内容子模块、课件及作业上传下载子模块及在线教学视频收看等子模块构成。课程总体概况主要包括数字信号处理课程的教学大纲、教学日历、教学目标等内容,便于学生从宏观上把握本课程。授课内容是本课程需要掌握的具体知识点,形式上是图文并茂,以提高学生的学习效果为宗旨。课件及作业上传下载子模块实现由教师上传下载本课程课件、批改后的作业,学生下载相应课件文件及上传下载作业的功能,管理员可删除任何课件、作业文件。在线教学视频子模块实现由教师上传教学视频文件,学生在线收看相应部分视频教学的功能。由于视频文件较大,考虑到服务器的负荷,暂不提供视频文件的下载功能。

2.3 讨论答疑及网上交流模块

此模块中的讨论答疑以BBS的形式实现,采用异步的方式。学生可将学习本课程过程中及教师批改的作业中存在的疑问发布到相应的版块中,由教师或其他学生进行答疑。教师也可发布讨论的课题,引导学生进行学术讨论。网上交流以网络聊天室的形式实现,教师与学生之间、学生相互之间可以进行实时的网络交流,网络讨论。快速、便捷地解决学生在学习过程中的疑问。只有信息存储在数据库中师生及注册人员可以使用该模块,并且管理员有权删除任何讨论话题并禁止任何成员实时发言。

3 软件开发技术

系统以HTML技术、JSP技术、MySQL数据库技术、ODBC-JDBC桥接口为主体,采用流行的Web开源框架Struts1.2进行开发。数据转向流程由Struts-config.xml配置文件进行控制,此配置文件融合了扩展标记语言(XML)技术。整个教学平台采用B/S架构,并辅以流媒体技术。

3.1 HTML技术

HTML(Hyper Text Markup Language 超文本标记语言)是一种用来制作超文本文档的简单标记语言。用HTML编写的超文本文档称为HTML文档,它能独立于各种操作系统平台(如Unix,Windows等)。自1990年以来HTML就一直被用作World Wide Web上的信息表示语言,用于描述Homepage的格式设计和它与WWW上其它Homepage的连结信息。HTML技术是JSP、ASP、PHP等动态网站开发技术的基础。

HTML语言是通过利用各种标记(tags)来标识文档的结构以及标识超链(Hyperlink)的信息。虽然HTML语言描述了文档的结构格式,但并不能精确地定义文档信息必须如何显示和排列,而只是建议Web浏览器(如Mosiac、Netscape等)应该如何显示和排列这些信息,最终在用户面前的显示结果取决于Web浏览器本身的显示风格及其对标记的解释能力。这就是为什么同一文档在不同的浏览器中展示的效果会不一样。

3.2 XML技术

XML是Xtensible Markup Language的缩写,意为可扩展的标记语言,是由World Wide Web联盟组织(W3C)定义的元语言。XML是标准通用标记语言(SGML)一个子集,与超文本标记语言HTML也有相类似的地方,但实际上它是针对SGML和HTML的局限性而创立的。简单地说,XML是一组规则和准则的集合,用于以无格式文本来描述数据。技术上,它是一种语言,用于创建其他基于插入标记的语言以帮助描述数据。然而,XML实际上不只是标记。XML是标记和内容的组合,其中的标记将含义添加给内容。XML突破了HTML的固定标记集合的约束,用户可以根据需要定义任何一种标签来描述文档中的数据元素。它的基本思想是利用数据标识表示数据的含义,利用简单的嵌套和引用来实现数据元素之间的关系。本系统中的Web配置文件(Web.xml)与Struts配置文件便是基于此技术生成的。

3.3 JSP技术

JSP即为Java Server Page(Java服务器页面),是由Sun Microsystems公司倡导,多家公司参与一起建立的一种动态网页技术标准,主要用于开发动态网页。JSP继承了Java语言的特点,允许Web开发人员开发和维护与平台无关、信息丰富、动态的Web页面。它与JavaEnterprise API(Java企业应用编程接口)紧密结合能使Web开发人员轻易搭建网络平台,建立起功能强大的Web应用程序。它将内容的生成和显示进行分离,使Web开发人员能专注于应用逻辑的处理;利用可重用的组件JavaBeans,加快了总体开发速度,并提高了系统质量,采用标识简化页面编程,降低了开发人员的难度[2]。

3.4 Struts 技术

Struts技术是MVC模式的具体实现。MVC设计模式是在20世纪80年代由Xerox PARC首先提出的,它的英文缩写为Model-View-Controller。它代表了三层模型:Model(模型)、View(视图)和Controller(控制器)。MVC至今已被广泛地应用于软件架构的设计中,是Sun公司J2EE采用的关键模式之一,它推动着软件开发设计不断地前进发展。MVC的模式框架如图3所示。

作为MVC框架模式的一个具体实现,Struts不仅很好地将核心的三大组件分别应用到了基于MVC模式下开发的Web应用中去,而且在各层之中,Struts还整合了一些优秀的Java技术。在逻辑表示层中,Struts整合了JSP,Velocity Templates,XSL等优秀的技术。在逻辑业务层中,Struts又与JDBC、OR映射以及EJB等数据库访问技术相结合。在逻辑控制层中,Struts有着自己强大的控制器组件,它们位于Struts的视图组件和模型组件之间,发挥着强大的协调作用。这样一来,Struts也解决了在Web中一直难于解决的关于业务逻辑和表示逻辑耦合度太高的问题,提高了Web系统的可维护性、可扩展性、可移植性和组件的可复用性。Struts的工作原理如图4所示。

3.5 MySQL数据库

MySQL是最受欢迎的开源SQL数据库管理系统,它由MySQL AB开发、发布和支持。MySQL AB是一家基于MySQL开发人员的商业公司,它是一家使用了一种成功的商业模式来结合开源价值和方法论的第二代开源公司。MySQL是MySQL AB的注册商标。

MySQL是一个快速的、多线程、多用户和健壮的SQL数据库服务器。MySQL服务器支持关键任务、重负载生产系统的使用,也可以将它嵌入到一个大配置(mass-deployed)的软件中去。

3.6 JDBC—ODBC桥技术

JDBC(Java Data Base Connectivity,Java数据库连接)是一种用于执行SQL语句的Java API,可以为多种关系数据库提供统一访问,它由一组用Java语言编写的类和接口组成。JDBC为工具/数据库开发人员提供了一个标准的API,据此可以构建更高级的工具和接口,使数据库开发人员能够用纯 Java API 编写数据库应用程序。JDBC-ODBC桥是一个JDBC驱动程序,它通过将JDBC操作转换为ODBC操作来实现JDBC操作。对ODBC,它像是通常的应用程序,桥为所有对ODBC可用的数据库实现JDBC。它作为sun.jdbc.odbc包实现,其中包含一个用来访问ODBC的本地库。桥是由Intersolv和Java Soft联合开发的。由于ODBC被广泛地使用,该桥的优点是让JDBC能够访问几乎所有的数据库。桥支持ODBC 2.x,这是当前大多数据ODBC驱动程序支持的版本。桥作为包sun.jdbc.odbc与JDK一起自动安装,无需特殊配置。

3.7 客户机/服务器技术

联入校园网的计算机从功能上来说,可以分成服务器和客户机两种,不论哪种服务器,如文件服务器、FTP服务器、数据服务器、邮件服务器、数据服务器、代理服务器等都全天候运行,为全校师生提供各种服务。

4 结束语

相对于封闭的传统课堂教学模式而言,数字信号处理网络教学平台做到了信息渠道的畅通无阻,它突破了时空的限制,体现了以学生为本,因材施教的思想,促进了学生创新意识和创新能力的培养,能够充分调动学生学习的积极性和主动性;学生能够自主选择符合自己知识水平和理解能力的学习内容,教师也可根据不同学生的水平提出不同档次的要求,体现了因材施教的教育原则;具有较强的开放性,可以把课堂延伸到每一个学生的桌面,符合全民教育、终身教育的原则;可以比较方便的利用Internet网上丰富的教育教学资源,有利于教学目标的完成。

经过系统测试表明,本网络教学平台运行稳定,实现了预期的全部教学功能。本教学系统是数字信号处理课程教学方法、教学方式改革与创新的一大成果。

摘要：针对数字信号处理学科传统集中教学方式存在的不足,借助于互联网技术和Web应用技术的迅速发展,设计了一套基于本学科的面向教师与学生的网络教学平台。该平台应用JSP+MySql技术进行开发,采用模型-视图-控制器结构中的Struts框架。对该平台的体系机构、功能进行了详细的分析,介绍了设计中所应用的的关键技术。平台经过测试,运行稳定,能够实现规定的教学功能。

关键词：网络教学平台,MySQL,JSP,Struts

参考文献

[1]薛充,等.基于MVC和Struts技术的校园网用户管理系统[J].仪器仪表用户,2009,1(16):137-139.

篇4：数字图像处理课程设计课程教学大纲

摘 要：根据目前数字图像处理技术发展和数字图像处理课程的教学情况，为增强学生对理论知识的理解，本文介绍了基于VC++软件平台的数字图像处理课程教学辅助软件的设计和实现。该软件主要包括图像文件操作、图像变换、图像增强与复原、图像分割和数学形态学等理论知识，并提供一个良好的交互式平台，可以自由调整各种算法的参数，使学生在较短的时间内熟悉并掌握数字图像处理课程中讲述的各种算法和技术。

关键词：数字图像处理；教学软件；VC++

中图分类号：TP391.41-4 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2013） 09-0000-02

1 引言

数字图像处理是指将利用计算机对二维图像信号进行采集、处理和分析的过程。数字图像处理课程是计算机视觉、模式识别和人工智能等专业的一门重要专业课程，涉及面广、实用性强。数字图像处理技术涉及的环节较多，主要包括图像采集、图像变换、图像增强与复原、图像分割等，每个图像处理环节的方法也多种多样，而且数字图像处理技术的基础理论和算法比较抽象，对于学生来说，在课内时间掌握数字图像处理课程的主要内容有一定难度。现在有大量的图像处理应用软件，如Photoshop，但这些软件多是面向广告设计、图像修饰处理的应用软件，不适合数字图像处理技术的基本知识和案例教学。

本文设计并实现了基于VC++开发环境下的数字图像处理课程的教学辅助软件，可以提供数字图像处理系统各处理环节相关算法实现过程的演示，形象生动地完成该课程的各教学单元的授课内容，较好地帮助学生熟悉并消化数字图像处理技术涉及的理论和技术方法。

2 教学辅助软件设计

VC++是在Windows平台下的专业软件开发平台，广泛用于各种软件的开发。MFC是Microsoft公司提供的一套类库，以C++类的形式封装了Windows的API，是一套面向对象的函数库，方便用户编程。MFC是Win API和C++的结合，提供了MFC AppWizard自动生成框架，利用MFC中提供的各种类，可以简单地构建一个应用程序框架。OpenCV是一个基于C/C++语言的开源图像处理函数库，包含实现图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法[1]，其代码具有很好的移植性。在安装好VC++的Windows系统下安装好OpenCV库，并对软件进行配置，在工程中配置好所需要包含的库文件的路径等，即可方便的调用OpenCV库中的函数。

2.1 软件设计总体结构

本文所设计的软件主要围绕数字图像处理课程的基本知识和图像处理技术涉及的各种方法进行架构的。软件基于MFC的AppWizard多文档应用程序框架，并结合OpenCV库中的一些图像处理函数和设备无关位图DIB的一些操作函数实现了多种图像处理功能，如图1所示。

2.2 软件功能设计与实现

数字图像处理技术包含很多环节，根据软件的总体架构，本软件主要设计了文件操作、图像变换、图像增强与复原、图像分割和数学形态学模块，每个模块还设计了不同功能块。各模块的图像处理功能均可以对读入的图像进行连续处理，本节展示了部分功能块的处理过程。

2.2.1 文件操作

文件操作模块能够实现对图像等文件的常规操作，如打开、保存、另存为、打印等功能。本软件主要处理BMP位图格式的灰度图像，通过此模块可将待处理的图像读入到内存，以供其他模块调用，用于进一步图像处理。对于图像处理的每个步骤所得的结果图像均可以单独显示，并可进行保存等操作。

2.2.2 图像变换

图像变换模块可以实现位图的几何变换和图像的点运算，如图像平移，水平镜像，垂直镜像，图像缩放，图像旋转，分段线性拉伸，图像反色，二值化，阈值变换，窗口变换等功能。图像变换过程中需要设定的参数可以通过弹出对话框的方式进行设定，完成人机交互。

图2为利用图像反色和图像阈值变换处理图像的效果展示，其中左侧图为原始lena图像，中间的图为对原始lena图像进行反色后得到的图像，右侧图为对原始lena图像进行阈值（参数值设为200）变换后的图像。

图1 数字图像处理教学辅助软件总体结构图

图2 图像变换处理示意图

2.2.3 图像增强与复原

图像增强与复原模块可以实现图像滤波、图像对比度增强、图像恢复等功能，如对图像添加噪声、图像平滑、直方图均衡化、图像锐化处理、傅里叶变换、低通滤波、高通滤波、小波变换等处理。在添加噪声可以选择高斯噪声或椒盐噪声，图像平滑可以选择3*3、5*5、7*7等不同大小的模板进行邻域平均处理和中值滤波处理。图像直方图均衡化可以将直方图分布不均的图像进行调整，使整幅图像视觉效果更好。图像锐化可以实现梯度锐化和拉普拉斯锐化，能够提高图像的对比度。低通滤波可实现理想低通滤波和巴特沃斯低通滤波，高通滤波可实现理想高通滤波和巴特沃斯高通滤波。傅里叶变换可以实现图像从空间域到频率域的变换，可以对图像进行一些频域处理后再进行反变换。小波变换可以将图像分解成一个低频概貌子图像和一系列高频细节子图像，在变换域对这些子图像进行处理后进行反变换可实现对原图的修改。

图3为利用噪声添加和邻域平均法的效果展示图，首先，读取原始lena图像（左侧图像），然后对原始lena图像添加高斯噪声（中间图像），最后利用邻域平均法（ 窗口）对含噪图像进行平滑处理（右侧图像）。

图3 图像平滑处理示意图

图4为对图像进行傅里叶变换和低通滤波处理的效果展示图，左侧图像为一幅黑色正方形图像，中间图像为其傅里叶变换频谱图，右侧图像为进行理想低通滤波后的结果图。

图4 图像滤波处理示意图

2.2.4 图像分割

图像分割模块可以实现图像目标分割功能，如图像边缘检测和区域分割等处理。在图像边缘检测处理中，可以选择Roberts、Sobel、Prewitt、Laplacian和Canny算子进行边缘检测。区域分割处理中可以采用直方图阈值分割、自适应阈值分割和区域增长的方法，其中直方图阈值分割的阈值可以通过弹出对话框进行参数选择。除了上述功能外，此模块还可以完成边界跟踪、Hough直线检测等功能。边界跟踪模块可以实现对白色背景的二值图像中黑色目标的边界跟踪，对轮廓进行提取。Hough直线检测根据Hough变换点-线对偶性原理，利用OpenCV中Hough线变换函数，可实现标准Hough变换和累计统计概率Hough变换，将检测出的直线进行标注。

图5为图像边缘检测和直线检测示意图，其中左上图为原始图像，右上图为利用Roberts算子进行的边缘检测结果图，左下图为利用Canny算子进行的边缘检测结果图，右下图为利用Hough变换检测直线的结果图，检测出的直线标注成红色。

2.2.5 数学形态学

数学形态学模块可以对图像进行腐蚀、膨胀、开运算、闭运算，这四个运算是数学形态学的四个基本运算。数学形态学的基本思想是用具有一定形态的结构元素去度量和提取图像中的对应形状以达到对图像分析和识别的目的[1]。利用这些运算并结合图像分割模块可以实现图像的边缘检测与分割、特征提取、图像形状识别与修改等处理。此外，该模块还包含击中击不中和细化处理，利用击中击不中变换可以进行目标检测与定位。

图6为一个利用数学形态学进行膨胀的示意图。首先读入原始图像（左侧图像），然后对其进行二值化处理（中间图像），最后对二值化处理后的图像进行膨胀处理（右侧图像）。

图5 图像边缘检测及直线检测示意图

图6 数学形态学膨胀处理示意图

3 结束语

本文所介绍的数字图像处理课程教学辅助软件可以实现对图像的文件操作、图像变换、图像增强与复原、图像分割和数学形态学功能。本软件的开发可有效地展示数字图像处理课程中各种基本算法的实现过程和处理结果，有利于加深学生对该课程理论知识和实现技术的理解与掌握，能够提高该课程的教学效果。

参考文献：

[1]陈胜勇，刘胜等.基于opencv的计算机视觉技术实现[M].北京：科学出版社，2008.

[2]印月.基于VC++6.0的数字图像处理综合性设计实验[J].实验科学与技术，2011，Vol.9（3）：10-11.

[3]黎宁，徐晓波，牛征.MATLAB平台下图像处理实验教学软件的实现[J].电气电子教学学报，2001，Vol.23（5）：55-58.

[4]张华，展晓凯.基于VC++的数字图像处理系统的设计与实现[J].潍坊学院学报，2011，Vol.11（2）：15-21.

[5]秦志远，张占睦，莫华.计算机图像处理可视化软件设计与实现[J].测绘学院学报，2001，Vol.18（1）：33-35.

篇5：DSP数字图像取反课程设计

2012级专业综合实践”

报 告

报告题目 ：DSP数字图像取反课程设计 学 院 ：电气信息学院 作 者 ：曾翔

联系方式 ：*** 辅导老师 ：曹玉英

完成日期 ： 2016年 01月 12日1

“通信工程

目录

目录....................................................................................................................错误！未定义书签。

设计目的..............................................................................................................................................2

设计要求..............................................................................................................................................2

设计方案描述......................................................................................................................................2

设计原理..............................................................................................................................................2

实验步骤..............................................................................................................................................3

硬件原理图..........................................................................................................................................4

程序流程图..........................................................................................................................................5

源程序..................................................................................................................................................5

运行结果..............................................................................................................................................6

心得体会..............................................................................................................................................6

参考文献..............................................................................................................................................7

数字图像取反

一、设计目的

1、通过课程设计，使综合运用DSP技术课程和其他有关先修课程的理论和生产实际知识去分析和解决具体问题的能力得到提高，并使其所学知识得到进一步巩固、深化和发展

2、通过课程设计初步培养学生对工程设计的独立工作能力，学习设计的一般方法。通过课程设计树立正确的设计思想，提高分析问题、解决问题的能力

3、通过课程设计训练学生的设计基本技能，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准与规范等。

二、设计要求

1、通过本课程设计对CCS软件有更进一步的了解，充分掌握DSP的设计思想，加深对TMS320C55XDSP的理解与使用，熟悉DSP的编程语言。

2、编写程序，在TMS320C5509上实现，能从计算机上读取图片。

3、按时参加课程设计指导，定期汇报课程设计进展情况。

4、广泛收集相关技术资料, 按时完成课程设计任务，认真、正确地书写课程设计报告。

三、设计方案的描述

本系统的硬件组成框图如图1 所示.虚线框内是DSP信号处理实验板, 其余为外围输入输出设备.其中电源部分采用LT1767EMS8-5开关电源芯片产生5V 电压, 然后通过三个低功耗正向电压调节器分别产生系统内部需要的电压.复位电路保证当DSP 出现故障时, 产生复位信号使整个系统复位重新启动.本系统扩充1M Byte SRAM 和1M Byte FLASH 作为外部存储器, 其中SRAM 用于存储处理前后以及处理过程中的视频和音频数据, FLASH 用于存储系统的监控程序, 系统通电后, DSP从FLASH 中加载监控程序, 系统加载引导结束后, 由监控程序负责切换为SRAM 作为外部存储器.软件部分主要包括PC 端应用程序和图像处理实验程序.PC 端应用程序提供用户接口和程序的调试环境.用户在PC 端CCS开发环境下完成DSP程序的编辑、编译、链接、调试, 并通过JTAG 接口仿真器将out文件下载到实验箱的DSP芯片上执行.在PC 端和DSP图像处理实验箱之间定义了一系列的交互命令, 使得整个实验过程均通过PC 端进行控制, 如通信端口选择、参数配置、实验过程的管理等.DSP图像处理系统程序在系统的DSP芯片上运行, 其主要功能是完成图像数据采集、存储和处理, 并将处理好的图像数据传送到PC 端.每个处理模块项目对应一套独立的图像处理程序, 其中包括DSP图像处理实验板监控程序和对应的图像处理算法实验程序, 其中用户可对图像处理算法处理程序进行二次开发.四、设计原理

设输入图像为f(x, y),反色后的图像为g(x, y), 那么图像反色的方法为： g(x,y)255f(x,y)

五、实验步骤

1）打开CCS，选择 C5410 Device Simulator 环境。

2）打开工程：在 [Project] 菜单中选择 [Open] 选项，然后在打开的对话框中打开----fanse image912.pjt。

3）编译链接：;或在 [Project] 菜单中选择 [Rebuild All] 选项。

下面点击左边工具条中的图标在弹出的窗口中手动改变DROM原始“0”值

改为“1”(双击DROM行即可)如下图

4）载入程序：选择 [File] 菜单中的[Load Program] 选项，在打开的对话框中打开----fanse Debug imag912.out。

5）将待处理的位图文件（如lena.bmp）复制到文件夹----fanse Debug中。

6）运行程序：；根据output window中的提示在弹出的对话框中输入待处理的文件名（如 lena.bmp）；

然后会在output window 中出现 ”zz” 说明处理成功并自动结束运行。选择view->graph->image„。设置对话框中的参数:（注：按下图中数值改变）

7）点击“OK”查看结果;或打开----fanse Debug lena.bmp 位图文件，查看运行结果。

六、硬件原理图

七、程序流程图

八、源程序

主要程序

#include “stdio.h” extern unsigned char *i_img;extern unsigned char *o_img;extern unsigned char *shadow_buf;extern unsigned int palette_size;extern unsigned long img_row,img_col,line_size;main(){ char filename[40];printf(“Please input BMPimage filename[*.bmp]:n”);scanf(“%s”,filename);ReadBMPHeadInfo(filename);printf(“openedn”);

i_img =(unsigned char *)alloc_mem(img_row*line_size);load_data(filename,i_img);o_img =(unsigned char *)alloc_mem(img_row*line_size);FanSe(i_img,o_img,line_size,img_row);save_data(filename,o_img);free(i_img);free(o_img);printf(“zzn”);}

九、运行结果

下面左图为待处理的原图，右图为反色后的图像。

十、心得体会

本次DSP课程设计的题目是数字图像取反。通过本次课程设计，CCS有了更深的了解。本次设计所使用的CCS软件以前做实验的时候使用过，但是不是很熟悉。首先我将书本上的相关知识进行了了解，然后又查阅了一些相关的资料，从而确定了设计方案。有了设计方案后，还要使用仿真软件进行仿真。通过阅读老师给的软件帮助文件，逐渐了解软件的操作方法。然后再按照书上给的例子，自己使用软件进行模仿，熟悉软件的操作方法及各模块的作用。在课程设计的过程中也遇到很多的困难，如对CCS系统的不熟悉，实验系统参数设置合理等这些问题，自己查阅资料大部分都得到解决。通过这次课程设计对DSP课程的认识也得到了加深，通过学习能对生活中的一些软件的认识不再是停留在它的外观，而是有了科学的理解等等。在今后的学习中我们更应该注重理论与实践的结合，努力加强自己的综合素质培养。

通过这次的课程设计让我对DSP原理及应用这门课程的认识也得到了加深，初学课程是感觉摸不着头脑，面对陌生的名词感觉这就是非常难的课程，但随着学习的深入感觉到原来 7

这是一门都么有趣的课程，通过学习能对生活中的一些设备的认识不再是停留在它的外观，而是有了科学的理解。通过这次课设，我对以前学过的知识也进行了巩固，加深了理解，提高了应用的能力，而且也提高了我的发现、分析、解决问题的能力。我充分认识体会到学习理论知识固然重要,但在你学完了之后，你不在实践中运用你所学的知识，我想学是白学了，过一段时间后，你可能什么都记不起来了，或许在学的时候心里有一个概念，认为这个知识我曾经学得不错,我现在怎么想不起来了，一心想依赖课本和网络；如果我们用实践来学习知识，你会努力地去搜索你想要需要的东西，即使是过了一段时间后，你也会记得你曾经对这点不明白认真地查阅过,所以你不容易忘记。

最后，衷心地感谢老师帮我处理了一些解决不了的问题，还要感谢在我思维陷入困境时给予我指点的同学，谢谢大家。

十一、参考文献

篇6：数字图像处理课程设计课程教学大纲

英文名称：Digital Image Processing and Analysis 课程号：19139314

一、课程基本情况

1.学

分： 2

2.学

时： 32

3.课程类别：选修课

4.适用对象：电子与通信工程领域专业学位研究生 5.开课学期：第二学期

6.开课单位：通信与电子工程学院

二、课程教学目的与要求

1.教学目的：

该课程系统学习数字图像处理的中高级层次的内容。其主要任务是使学生在掌握数字图像处理常用技术的基础上，进一步学习图像解译的前沿方法和技术，并初步具备设计数字图像处理应用系统的能力。该课程主要内容包括概论、小波变换、图像分割、特征表述、对象识别、图像工程应用实例等。

2.教学要求：

使学生在具有数字图像处理常用技术的基础上，进一步掌握小波变换、图像分割、目标表达和描述技术、特征测量技术等图像处理与分析领域的前沿方法和技术，并初步具备设计数字图像处理应用系统的能力，为学生进一步进行科学研究奠定坚实的基础。

三、课堂教学内容及课时安排

第一章 图像处理基础

教学内容：

本章讲授数字图像处理的基本原理和一些必备的数学工具：掌握数字图像采集和获取的基本概念和方法、掌握数字图像的各类增加方法、恢复方法、彩色图像处理以及变化方法。

教学重点：数字图像采集和获取的基本概念和方法、数字图像的各类增加方法、恢复方法、彩色图像处理以及变化方法。

教学难点：彩色图像处理以及变化方法 课时分配：讲授2学时，讨论2学时 教学方法与手段：讲授法，案例教学法

第二章 小波变换

教学内容：

本章学习图像小波变换的基本的的基本概念、掌握连续小波变换、二进小波变换、Haar变换、离散小波变换、多分辨率分析、快速小波变换算法、离散小波变换的设计、二维离散小波变换、双正交小波变换、Gabor变换及其应用。

教学重点：多分辨率分析、快速小波变换算法、离散小波变换的设计、二维离散小波变换、双正交小波变换和应用。

教学难点：Gabor变换及其应用。课时分配：讲授2学时，讨论2学时 教学方法与手段：讲授法，案例教学法

第三章 图像分割

教学内容：

本章要求了解图像分割定义和方法分类，掌握边缘检测的基本原理和方法。掌握边界跟踪和图搜索、阈值分割、基于变换直方图选取阈值、空间聚类、区域生长、彩色图象分割及其应用。

教学重点：边界跟踪和图搜索、阈值分割、基于变换直方图选取阈值、空间聚类、区域生长、彩色图象分割及其应用。

教学难点：彩色图象分割及其应用 课时分配：讲授2学时，讨论2学时 教学方法与手段：讲授法，案例教学法

第四章 目标表达和描述技术

教学内容：

本章要求了解边界的链码表达，边界线段的近似表达，目标的层次表达，目标的骨架表达，运动的表达，目标轮廓的傅里叶描述，目标轮廓的小波描述及其应用。

教学重点：边界的链码表达，边界线段的近似表达，目标的层次表达，目标的骨架表达，运动的表达，目标轮廓的傅里叶描述，目标轮廓的小波描述及其应用。

教学难点：目标轮廓的小波描述及其应用 课时分配：讲授2学时，讨论4学时 教学方法与手段：讲授法，案例教学法

第五章 特征测量技术

教学内容：

本章要求了解特征测量技术的基本原理，掌握轮廓基本参数及测量、区域基本参数及测量、区域形状参数及测量、区域纹理参数及测量、轮廓矩和区域矩、特征测量的精确度分析与讨论。

教学重点：轮廓基本参数及测量、区域基本参数及测量、区域形状参数及测量、区域纹理参数及测量、轮廓矩和区域矩、特征测量的精确度分析与讨论。

教学难点：特征测量的精确度分析与讨论

课时分配：讲授2学时，讨论4学时，图像测量过程演示2学时 教学方法与手段：讲授法，案例教学法

第六章 图像工程应用

教学内容：

本章要求了解基于OpenCV的人脸检测应用，掌握Haar特征检测原理与Haar特征分类器的训练，掌握如何在OpenCV中使用Haar特征分类器来对图像中的人脸进行检测和识别，分析人脸识别示例代码，讨论人脸识别程序运行精度与改进方法。

教学重点：如何在OpenCV中使用Haar特征分类器来对图像中的人脸进行检测和识别，分析人脸识别示例代码，讨论人脸识别程序运行精度与改进方法。

教学难点：人脸识别程序运行精度与改进方法

课时分配：讲授2学时，讨论4学时，人脸识别示例代码演示2学时 教学方法与手段：讲授法，案例教学法

四、考核方法

1.考核方式：考查 2.考核形式：开卷 3.成绩评定方案：

平时成绩30%，期末考试成绩70%。

平时成绩包括：出勤5%，讨论表现10%，情景演示15%

五、选用教材和主要参考资料

《图像工程(第3版)》，章毓晋编著，清华大学出版社，2013年，第3版；

《图像处理和分析技术（第2版）》，章毓晋编著，高等教育出版社，2008年，第2版； 《图像处理与分析》，TonyF.Chan著，科学出版社，2011年，第1版；

撰写人：何鹏

审定人：姚仲敏 批准人：姚仲敏

篇7：数字图像处理课程设计课程教学大纲

“业精于勤而荒于嬉，行成于思而毁于随。”这是我的座右铭。我也一直用它来指导我学习《数字信号处理》这门课程课程。我是湖南涉外经济学院电气与信息工程学部通信工程0801班的谭星云。这学期在罗志年博士的讲授下，学习了《数字信号处理》这门课，采用的教材是程佩青教授主编清华大学出版社出版的《数字信号处理教程》（第三版）。通过这门课的学习，让我理解了信号分析和处理的基本原理、方法和技巧。数字信号可以通过对连续信号进行采样和量化（或离散数字化）后得到，再利用离散傅里叶变换（DFT）对其进行频谱分析。但是，离散傅里叶变 换（DFT）处理数字信号时，计算量太大，不便于实时计算，在计算时应采用快速傅里叶变换（FFT），快速傅里叶变换不是一种新的变换，而是离散傅里叶 变换的快速算法。学习的意义和重要性在于学习过程本身学习的意义和学习除了能掌握相关理论知识外，更重要的是我们在学习过程中我们的思考和得到的启示。

理论验证性实验的内容中应设置问题让学生思考。鼓励学生通过重新编写MATLAB程序验证个人答案。对于设计性实验，课程讲完之后要求学生根据课堂内容，编写相应的设计程序，当然对于用到的主要MATLAB函数要进行汇总和说明。设计工作完成后要编程验证设计的正确性。要引导学生学会利用MATLAB工具箱所提供的不同设计手段进行设计。比如FIR数字滤波器的设计，最常用的是窗函数设计法，学生可根据设计指标选择不同的窗函数和长度，在理想滤波器上加窗函数就可得到所需要的滤波器的单位脉冲响应，所设计的滤波器正确与否，要通过验证程序，有两种验证方法：求出所设计滤波器的频谱上的边界频率处的衰减；求时域信号通过滤波器时的响应。由于FIR滤波器的最大特点是实现线性相位特性，故还应检查滤波器对有效信号有无失真。通过该实验学会对FIR数字滤波器的设计方法及应用方法。从而为进一步的硬件设计打好基础。

罗老师将学生的需求、学生将来的发展方向等列为教学的首要目的，真正体现了以人为本的思想，这一点很多高校并没有做到，也值得很多高校借鉴和学习。现在很多高校或课程组为了自身的利益申请精品课程，指示从申报材料体现了自身的特点，但实际

中并没有做到这一点；很多高校为了数量上的要求，让能开双语教学的课程都开双语教学，根本不考虑老师自身的业务水平和学生的接受能力；很多老师为了自身的名誉或评职称的需要出书，根本没考虑书的质量；很多学校为了开设实验而开设实验，并没有考虑学生真正需要的是什么，最终搞的只不过是往上申报材料的一个砝码，学生并没有从实验中受益，甚至根本不知道目的何在。我觉得我们学校的数字信号处理课程教学的模式，从实际出发提高学生的能力，但有些还是需要不断地改进，不单单只是数字信号处理这个课程，不是为了形式上的需求而双语教学，真正做到了解学生所需，让学生有更多的机会学习前沿知识，参与到现实的数字信号处理过程中。当然要完成这一点并不是一个老师、一个课程组的努力就可以了，需要学校政策的支持、教学氛围的完善以及长期不懈的努力。

一直以来，我对信号课程的教学也是提倡概念的理解、分析方法的掌握，计算是次要的，如在滤波器设计部分，我让学生掌握设计的方法、过程和注意的要点。但是在实际教学中有时也很迷茫，因为考试的时候需要考计算，如果不通过计算学生是得不到练习，也没办法掌握方法。通过本学期《数字信号处理》和上学期《信号与系统》课程的学习，从罗老师和董老师得到很大的启发，通过淡化计算，注重概念的分析和理解以及该部分内容教学的目标，这样学生在学习过程中思路会更清楚，当然掌握的也更快、效果也更好。

篇8：数字图像处理课程设计课程教学大纲

一、《数字图像处理》课程教学现状

2000年以来, 我校开始鼓励高水平教师开设双语教学课程。电气学院信息系许多教师先后在《信号与系统分析》、《数字信号处理》和《现代通信技术概论》等课程在本科教学中利用了原版教材。尽管如此, 考虑到该课程目前在社会生活中应用广泛和发展迅速等特点, 我们在各级领导的支持下, 决定利用该课程进行原版教材教学研究与实践。这次双语教学课程改革旨在根据教育部四号文件精神以及当今国内外数字图像处理技术的发展现状, 在选用国外原版通用教材进行双语教学的基础上, 对课程教学内容、教学方法与手段、配套设施与课程管理等方面进行较全面深入地革新与建设, 建立和完善的适合本科生知识结构的课程教学体系。

二、双语课程实践的主要措施

1. 教材选择。

为了更好地反映数字图像处理技术发展的特点和汲取国内外同一课程的教学成果, 体现出高水准、高起点, 在教材选取上以Gonzalez的Digital Image Processing 2nd Edition英文版国际通用教材为主要教材[3], 保证了教学内容的权威性。该教材具有以下优点: (1) 内容先进丰富、结构合理; (2) 流畅、易懂, 适合本科生学习; (3) 配有丰富的例题和习题, 涵盖各知识点; (4) 配有MATLAB实验内容及习题, 加强理论联系实际的学习。另外, 在讲授过程中还参考了K.R.Castleman的Digital Image Processing和阮秋琦的数字图像处理学等经典教材, 使内容的消化与吸收更加容易[4,5]。

2. 教学辅助材料。

(1) 在广泛的调研的基础上, 基于原版教材修订了教学大纲, 制订了与新的课程体系相适应的教学实施计划。 (2) 根据数字图像处理技术的发展现状、现阶段本科生的知识结构情况、国内外相关教学和科研研究成果及与相关课程之间的关系, 编写了相应的电子英文讲稿一本。 (3) 在学校和学院的支持下, 购置了教学与教学研究用的一系列必要硬件设备与软件系统, 为进一步进行教学研究及多媒体制作打下了基础。

3. 教学方法。

(1) 我们在教学方法与手段上也进行了一系列改革与尝试。由于学生较多, 学生英文水平参差不齐, 本课程采用英文教材, 而讲授则采用中英文授课以中文为主的形式。在讲课内容上尽可能由浅入深、理论推导与应用实例相结合、典型教学案例与课后练习相结合。为此我们制作了大量图像多媒体素材, 通过演示使课程变得生动有趣。借助多媒体教学手段, 对学生在习题中遇到的问题及时地进行解答。为了检验学生的学习效果, 并编写了一系列的问答题供学生自测之用。 (2) 理论教学加实践教学的形式。MATLAB是一款纯英文版本软件, 利用MATLAB强大的工具箱函数编程, 不仅语句简短, 使学生可以有更多的时间利用所学基本原理和基本方法去学习新知识解决实际问题, 而且在使用函数的过程中, 通过帮助命令查找函数文件, 阅读文件中出现的关于函数功能、调用格式等的英文说明, 以及该应用领域中的专业术语, 一方面提高了同学们阅读外文资料的能力;同时与国内数字图像处理的知识比较, 其专业术语基本都是从国外的资料翻译过来的, 可以说英文的资料才是“原汁原味”的, 所以在教学过程中, 让学生查阅外文帮助资料的时候反复面对大量专业术语, 从陌生到熟悉, 从而促进双语教学的效果。 (3) 在对学生的学习要求上, 我们要求同学课前预习英文原版教材、上课做笔记、课后复习、及时总结。鼓励学生在完成老师布置的练习的基础上, 多做书上习题, 特别是MATLAB上机作业, 通过编制程序、选取参数、观察运行结果等环节培养学生学习的兴趣。

4. 考核方法。

由于《数字图像处理》课程采用双语的教学方法, 所以课程考核方法和普通课程有较大的区别。普通课程考核一般采用闭卷考试的方法, 考试成绩一般以期末考试成绩为主的方式。我们对《数字图像处理》双语课程考核方法进行了改革。采用平时成绩、实验考核、上机考核和期末考试相结合的考核方法, 而期末考试采用英文试卷的形式, 开卷的考试方法。这种灵活的考核方法克服了以往考试花费大量时间死记硬背的缺点, 而更强调学生运用所学知识解决实际问题的能力。特别是MATLAB上机考核提高了学生学习该课程的实用性。

三、学生反馈

为了提高教学效果, 加强与学生之间的沟通, 除了平时多听取学生对教学的意见外, 还召集学生代表召开了座谈会, 听取学生对双语教学的意见和建议。通过问卷调查我们收集了双语教学学生的反馈信息, 调查结果表明:能够较好理解课堂内容的学生比例为71%, 基本理解课堂内容的学生比例为25%, 不理解课堂内容的学生比例仅占4%。通过对比我们发现双语教学没有对学生接受教师的课堂教学产生明显的影响, 绝大多数同学认可数字图像处理双语教学。

四、心得体会

通过课程改革与建设, 教学内容得到了更新与充实, 现代化的教学设施得到了运用, 教学方法和手段更加先进。特别是多媒体课件的采用使表述更加方便省时, 大大增加了课程信息量, 使课程中的数学演算、系统仿真和学生练习更加简便。另一方面, 学生在学习上仍然不习惯使用英文教材, 对多媒体教学的大信息量也有些不适应, 其原因主要在于许多学生的英文阅读能力有待提高。针对出现的问题, 我们也采取了一些措施, 收到了一些效果, 但最终解决问题可能要依赖于整个课程教学体系的改革。我们将继续努力, 充分利用现有条件, 在课程建设与质量保证体系完善、教学研究等方面再做工作, 在教学质量上下工夫, 尽可能加快与国际接轨的步伐, 缩小与国外著名大学在该课程教学上的差别。

参考文献

[1]胡学龙, 宋鸣, 李志军.“数字图像处理”多媒体双语教学的探索[J].电气电子教学学报, 2002, 24 (5) :31-33.

[2]刘咏梅, 欧阳慧, 张国印.“数字图像处理”双语教学中的几点体会[J].计算机教育, 2009, (6) :32-33.

[3]Gonzalez.Digital Image Processing2nd Edition[M].New Jersey:Prentice Hall, 2002.

[4]K.R.Castleman Digital Image Processing[M].New Jersey:Prentice Hall, 1998.

篇9：数字图像处理课程设计课程教学大纲

关键词：平面设计；数字图像；安全；模块开发

一、引言

随着大数据时代的来临，数字图像已成为信息的重要表现形式。由于数字图像在互联网上使用的便捷性大大超过了传统模拟形式的信息内容，其应用的广度和深度还在不断增加。然而，数字图像在给人们生活和工作带来便利的同时，也面临着严重的安全威胁。这些威胁主要包括数字图像隐秘信息的非法传播，数字图像内容的非授权篡改和伪造，导致系统混乱，以至造成各种负面影响。因此如何保护图像内容安全已成为一个亟待解决的问题。

二、研究背景及意义

在数字技术飞速发展的今天，数字图像以其易于获取、处理与存储等优势，已成为人们传递信息、感知世界的重要方式，广泛应用于工业、医学、军事和航天航空等国民经济的各个领域，实现了信息存取、发布与传播的“数字化”与“网络化”。然而，科学技术自诞生之日起就是一把双刃剑，这种便利又使任何人都能轻而易举地复制、修改、传播有版权的数字图像内容，甚至非法用作商业或政治用途。例如，2010 年“人与水”国际摄影大赛参赛作品《千里寻水》就因剽窃兰州某报社摄影记者任世琛拍摄的《旱区的孩子》中的一幅而被取消获奖资格。类似种种，出现在报纸、期刊、杂志及网络上的侵权伪造图片屡见不鲜，这不仅给版权所有者带来巨大的经济损失，而且彻底颠覆了人们“眼见为实”的传统观念。因此，面对盗版侵权与内容篡改的巨大冲击，在高校平面设计课程中加入数字图像内容安全模块对于实现数字图像的版权保护与内容认证具有重要的理论意义与应用价值。

三、国内外研究现状

数字图像隐密技术（Steganography），是指将信息隐藏于数字图像之中并应用于保密通信等领域的技术。与密码术（Cryptography）不同，隐密技术将秘密信息经过伪装后混迹于海量的日常数据而不被察觉，为保密通信提供了一种新的安全范式，是信息隐藏领域的一个重要分支。自1997 年Barton设计了第一个无损信息隐藏方法以来，无损信息隐藏的研究引起了研究者们的浓厚兴趣。一种基于模256 加运算的嵌入方法率先被提了出来。随后，Fridrich提出等通过压缩位平面将水印嵌入到宿主图像中。Tian则提出了基于差值扩展的方法，该方法又被进一步改进以追求更高的图像质量和嵌入容量。上述方法都曾取得了较好的性能，但它们均是在假设传输环境理想即无噪声污染的情况下设计的，不能抵抗噪声和有损图像压缩的攻击，难以数字媒体日新月异发展的需要。目前。国外主要是根据水印嵌入模型的不同，现有方法可以分为两类：第一类是基于直方图旋转的方法。第二类是基于直方图分布约束的方法。

我国在无损信息隐藏方面的研究也紧跟国际步伐，取得了丰硕的研究成果。如哈尔滨工业大学的牛夏牧教授等将无损信息隐藏用于二维矢量图的内容保护；同济大学的宣国荣教授等提出了一种基于整数小波直方图间隙的方法，它通过在小波系数直方图中不断形成间隙的方式来进行水印嵌入。上海大学的王朔中教授与张新鹏教授等提出了基于差值平移的可见无损信息隐藏方法。华南理工大学的胡永健教授等利用稀疏位置图的思路来提高差值扩展方法的容量等。为高校平面设计课程开设数字图像安全模块奠定了坚实的基础。

四、平面设计课程中数字图像安全模块开发

（一）开发原则

1.科学性原则。遵循高校教育规律和学生认知规律，课程模块内容选择科学、方法运用合理，符合高校的培养目标，模块测试题库内容设计要涵盖所涉课程的基本技能，突出课程核心技能的考核。在深入调研的基础上，课程模块开发可以着重选取切入点来规划与设计。

2.发展性原则。课程模块设计能反映技术进步和经济社会发展趋势，体现职业岗位和高校教育的发展趋势，有利于平面设计专业与产业的有效对接。

3.可行性原则。课程模块设计要符合目前高校平面设计行业的相应技术和装备实际，符合高校相关专业实际，具有较强的可操作性。尤其要注意在教学模块设计中，所选案例、项目等必须来源于企业现场或生活中的真实项目。

4.规范性原则。课程模块设计涉及的技术要求和专业术语符合国家标准或技术规范，符合法律法规和有关文件要求。文字表达准确规范，层次清晰，逻辑严密，文本格式和内容符合规定的要求。

（二）开发内容

数字图像安全模块开发应根据现有条件，结合职业岗位的需求和高校教育的特点，将开发内容拟定为课基于直方图的图像安全检测教学子模块与基于运动模糊的图像取证教学子模块。

1.开发基于直方图的图像安全检测教学子模块

数字水印技术普遍被用来作为所有权证据，内容认证以及版权鉴定。而打印—扫描过程通常用于图像的复制和传播。由于安全问题的日益严重，护照、身份证、驾驶证等的文档认证变得越来越重要。经过处理后的图像通常会发生旋转、缩放、平移和剪切（RSTC）变化，而且它的像素值也发生了很大的改变。当前的多比特数据隐藏方案利用了数字半调过程的特性，但是对于抵抗打印扫描失真和裁剪缝纫联合攻击效果不是很好。所以数字图像安全模块很有必要开发基于直方图的图像安全检测教学子模块。

2.开发基于运动模糊的图像取证教学子模块

数字取证技术最近的进步已经引进了许多新技术用来检测图像的伪造。这些包括检测克隆的技术、拼接、重取样产品、颜色滤波器阵列相差、照相机传感器噪声模式干扰、色差、以及光源的不一致性。即使在一些情况下面有很好的效果，这些技术中的一些仅仅应用于有相对高质量的图像。然而，取证分析经常面对着在分辨率或压缩率上的低质量的图像。同样的，取证工具的需要是特别应用于检测低质量图像的篡改，由于低质量的图像经常摧毁了任何统计上的能够用来检测篡改的产物。目前，广泛利用的相片处理软件使得蓄意地处理图像非常的容易。图像拼接技术就是其中一种篡改方法。所以，数字图像安全模块有必要开发基于运动模糊的图像取证教学子模块。

五、结语

随着大数据时代的数字图像技术的飞速的发展，数字图像的安全问题也已成为日益严重的现实问题。近年来，无论官方还是民间机构，都对数字图像的安全存储、保密传输、真伪验证等问题高度重视。本文试论了在高校平面设计课程中开发数字图像安全教学模块，提出了开发基于直方图的图像安全检测教学子模块与运动模糊差的图像取证教学子模块必要性。希望能为高校课程教学改革提供一些有益的参考。