数字图像处理论文

写论文没有思路的时候，经常查阅一些论文范文，小编为此精心准备了《数字图像处理论文(精选3篇)》相关资料，欢迎阅读！【摘要】数字图像处理技术就是把图像中的信号转化成数字信号，利用计算机进行处理的技术。在一定程度上，数字图像技术的发展可以说与计算机的发展同步，数字图像的应用领域也越来越越广泛，目前已经应用到了广告摄影创作、视听资料、地质勘探、公安领域、智能交通以及航空航天、医学等众多领域，在各领域军不断实现着突破。

第一篇：数字图像处理论文

数字图像处理课程教学模式研究

摘要：为进一步提高数字图像处理课程的教学质量，笔者提出一种理论课程教学模式，将翻转课堂和案例教学法结合使用，并以“灰度映射”内容为例，对课程教学过程进行具体阐述。研究目的是提高学生的自主学习能力和动手能力，提高教学水平和质量。

關键词：翻转课堂;案例教学法;教学模式

数字图像处理课程涉及的学科领域和理论知识非常广泛，学生一方面被数字图像处理技术具有的应用前景所吸引，另一方面又对课程的抽象理论和烦琐的公式感到苦恼。为了激发学生的学习兴趣，提高教学质量，教师采用的教学模式多倾向于项目驱动法、任务驱动法、实验案例驱动法等，但是不论哪一种课堂教学模式都存在局限性，仍然是以教师为主导，学生的参与度较低。本文探讨一种新的理论课程教学模式，将翻转式课堂和案例教学法相结合，让学生积极主动地参与课堂活动，进而引导学生更有目的性的学习。

一、翻转课堂简介

翻转课堂起源于美国科罗拉多州林地公园高中。之后，翻转课堂的理念逐渐在全世界各个高校中迅速推广和发展。翻转课堂和传统课堂区别如下。

传统课堂：教师是知识传授者、课堂管理者，学生是被动接受者;课前教师对学生没有了解，课堂中以教师为中心;教师单向讲授知识内容，学生被动接受知识;课后学生通过作业理解和消化所学知识;课堂技巧为内容展示;评价方式为纸质测试。

翻转课堂：教师是学习指导者、引导者，学生是主动研究者;课前学生通过微课或视频进行学习，教师通过课前作业了解学生的学习情况;课堂中以学生为中心，教师与学生互动，帮助学生理解和消化所学知识;课后学生通过复习视频巩固所学知识;课堂技巧为自主学习、交流反思;评价方式为多角度、多方式测试。

综上所示，翻转课堂主要具备以下特点：需要先进的信息技术作为支持;以学生为中心，充分调动学生的积极性;增加了师生互动。这种课堂教学模式很适合在案例教学法中应用。

二、数字图像处理课程教学模式的探索

数字图像处理课程的内容主要有数字图像的几何变换、空域增强、变换域增强、图像恢复、图像编码、图像分割等。教学目标是让学生较深入地理解数字图像处理的基本概念、基础理论以及解决问题的基本方法，掌握基本的处理技术，了解与各个处理技术相关的应用领域。除此以外，教师要激发学生学习数字图像处理的兴趣，培养其自主学习能力。翻转课堂和案例教学法在“空域增强”的“灰度映射”教学中的具体应用过程如下。

1.教师制作教学资源

“灰度映射”内容包含其定义、分类等知识。教师根据教学内容制作视频、PPT，并提供基于MATLAB的数字图像处理系统等教学资源。视频主要展示各种灰度映射曲线、不同映射曲线的应用方法和基于MATLAB的数字图像灰度映射前后变化等。为提高教学效果，教师可以添加旁白，并将教学资源上传到学习平台中供学生下载学习。

2.课前学生自主学习

学生在课前要从学习平台上下载教学资源，结合教学资源完成学习任务。学习任务主要是图像处理，其内容是让学生在数字图像处理系统上使用不同的灰度映射将自选的图片素材进行处理，并观察图片效果。课前自主学习的时间控制在20分钟内，学生观看视频并完成图片处理，激发自身的学习兴趣和自主学习能力。

3.教师进行案例补充教学

在课前20分钟自主学习的基础上，教师首先对班级学生进行分组，让其讨论不同灰度映射下的图像处理效果，由小组代表向教师汇报结果。教师在了解学生薄弱之处的基础上，一方面，针对学生讨论的结果进行灰度映射的分类、算法等知识讲解，另一方面，结合案例讲解教学资源中未涉及的知识点、难点、重点等。案例教学法在整个教学过程中不仅可以活跃课堂气氛，提高学生分析问题、解决问题的能力，还可以提高学生的理论分析水平。

4.学生完成拓展任务

在自主学习过程中，学生可能会遇到图像处理效果不明显等困难。教师课堂上的补充教学，帮助学生解疑，在此基础上，学生一方面继续完成课前任务，另一方面完成教师布置的拓展任务。整个教学过程前后呼应，进一步激发学生的学习兴趣。

三、结语

数字图像处理对学生有较高的技能要求，将翻转课堂应用到数字图像处理的教学当中，为课程的理论教学注入了全新的活力。学生在课堂学习中，不仅能学到数字图像处理技术理论知识，还能提高自主学习能力和实际动手能力。

参考文献：

[1]宋朝霞，俞启定.基于翻转课堂的项目式教学模式研究[J].远程教育杂志，2014(1)：96.

[2]彭利红，刘海燕.翻转课堂教学法在《医学图像处理》课程教学中的应用[J].中国培训，2017(4)：19.

作者：何朝霞

第二篇：对数字图像处理技术的浅析

【摘 要】数字图像处理技术就是把图像中的信号转化成数字信号，利用计算机进行处理的技术。在一定程度上，数字图像技术的发展可以说与计算机的发展同步，数字图像的应用领域也越来越越广泛，目前已经应用到了广告摄影创作、视听资料、地质勘探、公安领域、智能交通以及航空航天、医学等众多领域，在各领域军不断实现着突破。文章从数字处理技术的内容和特点出发，对其在广告摄影创作、视听资料、公安领域及智能交通等领域的应用进行研究，并对其发展进行展望。

【关键词】数字图像处理;内容;特点;关键技术;应用;展望

1.数字图像处理技术的内容及特点

1.1 研究内容

不管应用到哪个领域的图像处理图像数据都要输入、加工和输出图像，其研究内容：

(1)获取、表示和表现图像——把图像信号转化为计算机可以识别的形式，并把数字图像显示和表现出来。

(2)图像复原——已知图像发生退化的缘由时，对图像进行修复，关键是建立退化模型。复原是以模型和数据的图像恢复为基础，消除退化的影响。

(3)图像增强——对图像质量的常规改善。当不知道图像退化原因时，还可用此技术比较主观的改善图像。

(4)图像分割——人类视觉系统可以轻松地将观察到的对象区分开来，但计算机却很难。分割的基本问题目前是将各种方法融合使用，以此提高处理的质量。

(5)图像分析——检测和测量图像中的目标，获取其客观信息，是从图像到数据的过程。

(6)图像重建——指从数据到图像的处理。

(7)图像压缩编码——为减少数据容量、降低数据率、压缩信息量，在不影响其效果的前提下减少图像的数据量。

1.2 数字图像处理技术的特点

(1)图像再现性好——不会因为对图像的变换操作而影响到图像质量;

(2)图像处理精度高——可以将图像数字处理为任意大小的数组;

(3)适用面宽——来自不同信息源的图像被变换为数字编码形式后，都可以用数组来体现灰度图像。

(4)灵活性高——图像处理可完成线性及非线性处理。

2.应用领域

数字图像处理技术被应用到越来越多的领域中，如医疗保健、航空航天、交通通信、军事、工业、农业、林业等。下面选取几方面进行分析：

(1)试听资料证据——视听资料证据是重要的诉讼证据，在司法诉讼活动中发挥着越来越重要的作用，数字图像处理技术是视听资料证据中图像证据资料技术性司法鉴定的常用手段，是图片原始性、真伪性、相关性认定的基本方法，如名捕监控录像模糊图像处理系统，该系统是手印、足迹、枪弹痕迹、工具痕迹、印章检验、文件检验以及录像带处理等痕检、文检、视频图像处理工作的必备工具;以及实时视频降噪仪，能够实时处理现场录像流，增强视频的清晰度，该在录像安全系统中加强监视录像的清晰度，或者在警方实地调查拍摄录像后回到警署再进行降噪。

(2)电子商务——当前的电子商务中，图像处理技术也大有可为，如身份认证、产品防伪和水印技术等。

(3)军事公安领域——军事的目标是侦察、制导和警戒系统和自动灭火器的控制及反伪装;公安部门的现场照片、指纹、手迹、印章和人像等的处理和辨识;历史文字和图片档案的修复和管理等。而数字图像处理技术将数码摄影和图像处理技术结合起来以其独特的优势在公安领域中逐步开始担当重任，在刑事摄影、档案管理、痕迹检验、文件检验、法医、物证提取以及公安教学或宣传中发挥着巨大作用，为广大的公安人员开阔了视野、拓展了思维空间，为执法的公正性提供了有力保证，应用提高了工作效率，减少了人、财、物的消耗，大大提高了工作效率。

(4)智能交通——图像处理具有算法柔性大、适应能力强等特点，在智能交通系统中取得了广泛的应用价值，例如车牌识别(车牌定位、车牌倾抖校正与字符分割、车牌字符识别变换等)和车辆检测与跟踪系统(包括感兴趣区域提取、车辆检测、车辆跟踪等)，智能车辆导航、车型识别、交通控制等。

(5)航空航天通信——包括图像传输、电视电话和视会议等，主要是进行图像压缩甚至理解基础上的压缩。

(6)遥感技术——航空航天和卫星摇撼图像获取中和获取后都要用图像处理技术进行加工处理，提取出有利用价值的信息。主要用来对地形地质、矿藏资源搜索以及农业、水利、森林和海洋等资源调查研究，对自然灾害进行预测预报、检测环境污染、处理气象卫星云图以及识别地面军事目标。

(7)生物医学领域——图像处理在医学界的应用非常广泛，图像处理首先应用于细胞分类、染色体分类和放射图像等，临床诊断和病理研究中都大量接住了图像处理技术。它的直观、安全方便、无创伤的优点受到医生和患者的青睐。

(8)工业生产中的应用——在生产线中对产品及部件进行无损检测

(9)机器人视觉——机器视觉相当于智能机器人的重要感觉器官，可以对三维景物进行理解，医院、工厂、邮政以及家庭中的智能机器人，识别和定位装配线工件，太空机器人的自动操作。

(10)视频及多媒体系统——目前，电视制作系统中广泛使用图像处理、变换和合成技术，使电视效果更佳。在多煤体系统中广泛使用静止图像和动态图像的采集、处理、存储、传输和压缩，以达到使用者的目的。

(11)科学可视化——图像处理和计算机图形学的紧密结合，使科学研究得各个领域有了更为新颖的研究工具。

(12)宇宙探测——由于探索太空的需要和太空技术的快速发展，需要用数字处理技术来处理从外太空获取的大量星体照片。

(13)地质勘探——近年来发展起来的以数字图像处理技术为基础、综合多门学科知识的地学信息处理新技术的多源地学信息综合图像处理，使用一些特定的图像处理方法，实现了多源地学信息综合图像处理，用来辅助地质填图，构造地质研究，进行寸产资源的预测和评估，成为当前地质工作者正在研究和探讨的一个问题。

由图像处理技术在以上几个领域中的应用可以看出，图像处理技术在各领域中的重要程度：计算机图像生成技术在航空航海中可以充当仿真训练系统，还可以应用到广告和动画制作，跟友人将其应用到网游中;图像传输与通信还可在多媒体教学、网络视频领域得到广泛应用;在医学上，医学图像处理和材料分析也日益重要，如超声成像、X光成像、Y光成像以及核磁共振成像，对医生工作产生了巨大的辅助;图像跟踪和光学制导在战略技术武器中发挥了重要作用。

3.发展方向

随着计算机的发展，图像处理技术将越来越成熟，对各领域的影响也越来越大，总的来说，图像处理技术的发展有以下几个趋势：

(1) 在目前的基础上，图像处理速度越来越快，分辨率越来越高，多媒体应用光来月广泛，标准化、立体化程度越来越高，并产生智能化的趋势;

(2) 在目前二维基础上将出现多维成像的趋势;

(3) 芯片广泛运用到图像处理技术中，使用起来更加方便;

(4) 将出现新的算法与理论。

图像处理技术在各个领域的应用与发展，大大降低了相应领域的工作难度，效率更高，质量也无可挑剔，使人类受益匪浅。日后图像处理技术将进一步根据人类需求，在相关科研人员的努力奋斗下而实现新的突破，在更为广阔的领域造福人类事业。

参考文献

[1] 李红俊，韩冀皖.数字图像处理技术及其应用. 计算机测量与控制，2009.

[2]W.K.Pratt.DIGITAL IMAGE PROCESSING.Johnwiley & Sons，inc， 2008.

[3]杨枝灵，王开.Visual C++数字图像获取、处理及实践应用.人民邮电出版社，2003

[4] 聂颖，刘榴娣. 数字信号处理器在可视电话中的应用.光电工程， 1997.24(3)：67～70

[5] 侯遵泽，杨文采. 小波分析应用研究.物探化探计算技术，1995. 17(3)：1 ～9

[6] 李道远，常敏，袁春风.基于小波变换的数字水印综述. 计算机应用与工程，2003.23(10)：65～67

作者：胡晓川

第三篇：数字图像处理教学改革浅谈

摘要：针对中国人民公安大学视频侦查专业的特点，结合数字图像处理教学中的经验，该文探讨了如何通过改革教学内容、丰富课堂教学方法和突出学生动手实践来改善数字图像处理课程的教学效果，进而培养学生的动手能力和解决实际问题的能力。

关键词：数字图像处理;视频侦查;教学方法;实践;教学改革

Key words： digital image processing; video investigation; teaching method; practice; teaching reformation

1 引言

图像蕴含丰富的信息，是人们感知世界的重要来源。数字图像处理主要通过计算机对图像信息进行处理，包括分割、增强、复原、去噪、特征提取和分析理解等[1]。目前，数字图像处理技术在很多领域得到了广泛的应用，例如军事、工业生产、医学和公安等等。而这些应用需求的增长推动了数字图像处理技术的快速发展。由于数字图像处理技术的重要性，很多大学在计算机信息类专业开设了数字图像处理的课程。学生通过该课程的学习，应能掌握数字图像处理技术的基本概念、原理和经典算法，并能了解如何将其运用于实际生活。

数字图像处理技术是一门理论性较强的课程，需要较强的数学基础知识，例如线性代数和信号处理等，因此在教学中很容易出现枯燥的算法讲解和数学推导，学生也可能因为教学过于理论和抽象而失去兴趣，或因为感觉太难而产生畏惧心理。数字图像处理技术也是一门实践性较强的课程，很多典型算法是从应用需求逐渐发展来的，脱离应用只讲理论，学生会不知所云，不知道算法理论的具体用处和如何使用。为了改善课堂教学和提升学生动手能力，教师有必要从学生专业需求出发，针对课程特点，精心设计课程，探索如何将理论教学与实践教学完美结合，使学生最终既能掌握足够的基础知识，又能对实际应用有足够的了解。本文将结合实际教学经验和体会，探讨如何改善数字图像处理课程的教学过程，提升最终的教学效果。

2 数字图像处理课程改革的出发点

数字图像处理是一门综合性的技术，集成了计算机、光学、电子技术和信号处理等多学科的知识，涵盖的内容非常广，从底层的图像增强、复原和编码到中高层的特征提取、分割和图像理解，在有限的课时里教师不可能详细讲解所有内容。因此，教师在授课前就需要对授课对象的专业有所了解，从学生今后工作的需求出发，精心选择授课内容。笔者授课对象是我校新成立的视频图像侦查专业学生，该专业学生毕业后主要在公共安全部门从事视频图像侦查的相关工作，通过搜集整理分析大量的视频资料，缩小排查范围，锁定嫌疑人并找到相关证据，提升破案效率。在视频侦查过程中，对模糊图像的增强或复原是学生必备的技能。因此，笔者在授课时除了讲解重要的基础知识，将本门课程的侧重点放在图像的增强与复原上，而学生对这部分的内容也非常感兴趣，学习的主动性和热情都非常高，这样教师的授课效果也大大提高了。

3 理论授课内容与教学方式的改革

在理论授课内容上，结合我校专业特点做了精心的修订，即加强基础理论知识的讲解，突出专业特色与实用性，强调图像处理算法的具体应用和如何编程实现，注意结合实际案例进行讲解分析，做到理论和实际完美结合[2]。

我校数字图像处理处理课程为54课时，理论授课为45课时，主要讲解图像处理的基本原理与运算、图像的空间和频域增强、图像复原、图像压缩、图像分割和图像的表示与描述等。由于课时有限，因此在讲解图像分割、图像压缩和图像的表示与描述等内容时只是简单的介绍，而且图像视频侦查专业在后续课程安排上也有这些内容的更深入的讲解。我们在授课时主要把精力放在了对图像处理的基本原理与运算、图像的空间与频域增强和图像复原这些内容的讲解上。

为了满足我校专业特点和授课内容改革要求，我校自己编写了数字图像处理的教材，具有理论性、系统性和实用性等多个优点。另外，我们还选择了由田纳西大学的冈萨雷斯教授编写和北京交通大学阮秋琦翻译的数字图像处理中文教材作为补充，该书是一本非常经典的数字图像处理书籍，讲解非常详细，内容很全面，案例也非常多，还有配套的Matlab版本书籍，方便学生自学探索。

在教学方式上，我们探索使用多种现代化的工具丰富课堂教学。传统的教学方式主要基于黑板和粉笔，比较单一，不利于展现图像处理的丰富细节，效果很难令人满意。数字图像处理课程主要讲解的是如何处理图像，即展现的是图像或图形[3]。为了保证课程的可视性效果，我们基于多媒体技术开发了丰富多彩的课件，通过PPT和投影仪给学生更形象生动的展示。为了提高学生上课的兴趣，我们采用了更多的互动式教学，转变只有老师在讲台上讲解的现状，通过引导式的提问，逐步引导学生理解问题、分析问题和解决问题，并积极鼓励学生上课提问和讨论。另外，由于数字图像处理的一些理论和算法比较抽象[4]，数学公式比较多，我们在上课前编写了一些小程序，在课堂上通过运行这些小程序演示效果，给学生更直观的感受，并且通过讲解程序的每一步的设计，让学生结合理论和算法分析，更深刻的理解理论和算法的内涵以及如何使用，大部分学生对这种直观演示也更感兴趣。

对于理论学习的考核，我们主要采用课堂教学提问、布置作业和最终闭卷考试等多种方式，平时成绩占20%，最终闭卷考试成绩占70%，另外10%是实验成绩。

4 实践教学的改革

传统的实验教学一般集中在固定的时间和使用固定的仪器设备。首先由老师讲解原理，然后现场演示如何操作，最后学生按照实验手册逐步进行试验[5]。这种方式比较单一，不利于调动学生的积极性，学生可能只是生搬硬套的做完试验，但是没有更深入的分析为什么这么做以及如何改进试验，做完试验可能很快也就忘了。另外，由于基于课堂的实验学时较少，我校数字图像处理实验课时仅有9课时，而实际上如果学生只在这9个课时里做实验的话，很显然是不够的，远远达不到强化实验教学、提高学生动手能力的目的[6]。因此，我们规定了5个学生必做的实验，主要是验证性的实验，一般在实验室课堂上完成。另外，我们还布置了3个开放性的实验题目，开放性的实验题目一般属于综合性的题目，需要学生综合运用学到的知识，发挥自己的想象力，独立编程调试，达到预期的实验效果，并且需要对实验数据进行分析，提出自己的见解。由于开放性的实验题目要求较高，难度较大，为了避免学生抄袭，使学生真正动手实现而不是走过场，学生交的实验报告需要附上自己编写的程序源代码、注释以及具体的实验步骤和分析内容。

在具体的开放性实验题目选择上，为了突出本专业的特点以及考虑学生毕业后的需求，我们主要选择了图像的增强和复原，例如夜晚图像的增强和复原、噪声污染图像的复原以及人脸车牌图像的增强与复原等。另外，我们设置的题目并没有固定实验内容，即学生可以自己选择具体的实验内容和实验数据。学生可以自己拍摄图像并对图像进行处理，这样可以进一步调动学生的积极性和探索问题的能力。

在实验编程软件的选择上，推荐学生使用Matlab软件[7]，因为Matlab集数值计算、符号计算和图形可视化三大基本功能于一体，功能强大、操作简单，是国际公认的优秀数学应用软件之一。但我们也鼓励学生尝试使用C或C++等编程软件，这样更能锻炼学生的编程能力。我们也给学生推荐了一些图像处理开源软件的库，帮助学生借鉴优秀的算法实现，但是需要避免学生直接抄袭。

对于实验教学的考核，主要通过学生实验室课堂表现、完成实验报告和开放实验题目情况综合判断，强调考核学生的动手能力和分析问题解决问题的能力。

总之，在实验教学的过程中，一切坚持以教师来引导、学生为动手主体、训练为中心、能力为最终目标[8]。

5 结语

本文结合我校视频图像侦查专业的特点，从学生工作需求出发，探讨了通过改革教学内容，通过对授课内容和教学方式的改革，丰富课堂教学方法和突出学生动手实践来改善数字图像处理课程的教学，帮助学生提高使用图像处理知识解决问题的能力，培养出社会真正需要的人才。当然，对于数字图像处理的教学改革与优化是一项长期的任务，还需要不断的探索和努力，只有这样才能满足社会对图像处理人才的需求。

参考文献：

[1] Rafael C. Gonzalez. 数字图像处理(第二版)[M]. 阮秋琦 译. 北京：电子工业出版社，2003. 1-24.

[2] 王丽杰，秦勇，周真. 测控专业“数字图像处理”课程体系优化研究[J]. 电气电子教学学报，2009， 31(3)：19-20.

[3] 曹玉东，王冬霞，周军. 数字图像处理课程教学改革与探索[J]. 辽宁工业大学学报(社会科学版)，2013， 15(2)：129-131.

[4] 杨铁军，黄琳.数字图像处理经验探讨[J]. 中国现代教育装备， 2010(9)： 91-92.

[5] 姜珊，双凯. “数字图像处理”课程的实验教学改革[J]. 实验室研究与探索， 2006， 25(5)：644-646.

[6] 范迪，孙农亮，曹茂永. 我校《数字图像处理》课程的实验设计[J]. 中国科技创新导刊，2009(2)：166-167.

[7] 秦襄培. Matlab图像处理与界面编程宝典[M]. 北京：电子工业出版社，2009.1-30.

[8] 吴道坚. 创新实践教学理念促进综合素质培养[J]. 实验室研究与探索，2005(9)：7-10.

作者：丁建伟　唐云祁　田华伟