图像处理课程

课程改革趋势

课程内容与发展趋势:

“数字图像处理”是高等学校信号与信息处理类专业的重要专业课程,是当今社会的热门需求和科学研究的热门方向。该课程的主要任务是通过对数字图像处理基本概念、理论和算法的学习,培养学生对数字图像的实践编程处理能力,为学生从事图像处理工程师工作奠定基础。

随着数字多媒体技术的不断发展, 数字图像处理技术被广泛应用于航空航天、通信、医学及工业生产等领域中。图像处理系统一般包括两个部分: 图像采集部分和图像处理部分。图像采集部分由专用的视频处理器、图像缓存和控制接口电路组成。图像处理部分可以是计算机, 也可以是专用图像处理器件, 或者是两者的结合。由于底层图像处理的数据量很大,要求处理速度快, 但运算结果相对比较简单, 以FPGA作为主要处理芯片的图像处理系统已经成为应用趋势,应当成为课程改革中不可或缺的一部分。

推荐的课程改革思路:

1)重视导课的必要性和科学性。引入图像处理的实际应用使导课内容生动有趣。例如,讲到图像超分辨问题时,可以先讲述我国目前航空航天领域取得的重大成绩,如“天宫一号”与“神舟八号”和“神州九号”的顺利交会对接,其中涉及到的影像处理和分析等问题就用到了图像超分辨技术。学生明确了各种图像处理算法的重要应用后,学习兴趣也就引发了,为进一步深入学习奠定了基础。此外,还可将授课内容与科学技术前沿有机结合起来,加强对课堂内容的重视。如讲到用图像处理技术实现电子沙盘时,可以介绍其中涉及的多种先进图像处理技术,如三维仿真、全息成像、虚拟现实、大屏幕仿真、互动触控等。这些先进技术不仅能使学生产生学习兴趣,而且能拓展学生知识面,开阔眼界,帮助学生认识图像处理技术的最新发展状况和应用前景。  

2)课堂教学的改进。采取“教师主讲重点难点,学生辅以泛读讲解”的教学模式,使学生从以往“被动的知识接受者”成为一个“主动的知识自主学习者”,培养学生的自主学习能力、归纳总结能力和实践表达能力。老师根据教学大纲,将重点、难点章节着重讲解,然后以布置大作业的形式让学生分组讨论一个具体内容,同时,为每组学生指明学习目标,并专门抽出一定时间让学生们站在讲台上分别讲解,鼓励学生自主学习,积极思考讨论,以培养学生的自主学习性,提高学习能力和交流能力。

3)选择合适的硬件处理平台配合图像采集前端设备,使学生能够在一个具体软硬件应用当中真枪实弹地实践前续学到的知识点并融会贯通。 结合业界使用的开发环境和工具链强化动手实践,联系理论与实现。

开课教师所面临的挑战:

该课程涉及内容宽泛,课程起点高,难度大,同时常常与学生的毕业设计课题直接相关,要求学生具备坚实的数学基础和信号与信息处理基础,并且熟练掌握一种编程工具。

图像处理算法更新快,如何教好这门课,使学生真正掌握数字图像处理的多种算法一直是专业课教师讨论的热点问题。

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