《数字图像处理》实践教学体系

建立以培养学生的创新意识、实践能力和创业精神为目标的创新人才培养框架。建立科学的实践教学体系，提高学生的实践能力。构建多层次的实践教学体系，提高学生的实践能力。

1) 课堂达到理论与实践并举的教学内容

采用“理论分析、理论验证、流程设计、编程实现” 四环节的教学模式与相应的教学内容，突破传统的理论灌输为主的教学方式，提高学生的理解力，通过课下模仿，缩短了学生探索图像处理技术所需的时间，提高学生的实践能力。

2) 成立专题项目兴趣小组，增加专题项目研究的课外作业

成立兴趣小组，组织学生课下自主学习，提出设计方案，习题课上进行分组汇报和讨论。教师指导学生遇到的问题。

专题项目研讨

将专题项目转化为实验题目，开放性实验，按照专题进行研究，如

[1]人脸识别

[2]指纹识别

[3]汽车牌照识别

[4]视频监控

[5]文字识别

3) 将基础性实验和专题项目开发实践结合起来

开设基本实验、综合设计性实验和开放性实验，构成多层次的实验教学体系。基本实验、综合设计性实验占用实验学时，由课下完成，课上考核。

本课程实践性教学的创新点主要在于将基础性实验、综合性实验和专题项目开发实践结合起来，使学生的基本知识与技能在基础性实验中逐步积累，使学生的综合性设计与开发能力在专题项目开发实践中获得提升，进一步加深对图像处理技术的理解，提高软件开发能力。

4) 将教师的科研转化为教学及实践内容

如将水表度数自动识别、齿轮检测识别等纳入实验开放性课题；并指导学生在课余时间参与相关领域的科研工作。

5) 开展大学生课外科技活动和科技竞赛 积极开展大学生课外科技活动和科技竞赛，培养学生的实践能力和创新精神。

(1)增加面向提高和创新型的实验课目；

(2)鼓励学生自主立项；

(3)参与教授的研究计划；

(4)参与课外兴趣小组和各种竞赛活动。

例如带领本科学生参加三届机器人足球大赛，而机器人足球大赛最核心的任务是图像处理编程。

[1]2002年参加哈尔滨工业大学举办的全国机器人足球大赛。

[2]2004年参加“武汉杯“全国机器人足球大赛，进入全国八强。

[3]2006年参加”华煤杯“全国机器人足球大赛，获得5：5一等奖和3：3二等奖。

6）将学生专题项目实践成绩纳入学分管理体制

为保证学生项目实践的效果，本课程将学生专题项目实践成绩纳入学分管理体制。这种教学方式有效地弥补了传统课堂教学因限于教学时间与教学精力所造成的学生知识学习的空白点和实践能力差的缺陷，大大提升积极性，使学生的能力与素质得到全面的发展。

通过该体系的实施，学院学生的综合能力有了明显提高，几年来有百余人参加科技创新活动，突破传统的教学方式，缩短了学生接触实际和研究课题所需的提高编程能力的时间，提高学生的实践能力。

《数字图像处理》实践教学体系

建立以培养学生的创新意识、实践能力和创业精神为目标的创新人才培养框架。建立科学的实践教学体系，提高学生的实践能力。构建多层次的实践教学体系，提高学生的实践能力。

1) 课堂达到理论与实践并举的教学内容

采用“理论分析、理论验证、流程设计、编程实现” 四环节的教学模式与相应的教学内容，突破传统的理论灌输为主的教学方式，提高学生的理解力，通过课下模仿，缩短了学生探索图像处理技术所需的时间，提高学生的实践能力。

2) 成立专题项目兴趣小组，增加专题项目研究的课外作业

成立兴趣小组，组织学生课下自主学习，提出设计方案，习题课上进行分组汇报和讨论。教师指导学生遇到的问题。

专题项目研讨

将专题项目转化为实验题目，开放性实验，按照专题进行研究，如

[1]人脸识别

[2]指纹识别

[3]汽车牌照识别

[4]视频监控

[5]文字识别

3) 将基础性实验和专题项目开发实践结合起来

开设基本实验、综合设计性实验和开放性实验，构成多层次的实验教学体系。基本实验、综合设计性实验占用实验学时，由课下完成，课上考核。

本课程实践性教学的创新点主要在于将基础性实验、综合性实验和专题项目开发实践结合起来，使学生的基本知识与技能在基础性实验中逐步积累，使学生的综合性设计与开发能力在专题项目开发实践中获得提升，进一步加深对图像处理技术的理解，提高软件开发能力。

4) 将教师的科研转化为教学及实践内容

如将水表度数自动识别、齿轮检测识别等纳入实验开放性课题；并指导学生在课余时间参与相关领域的科研工作。

5) 开展大学生课外科技活动和科技竞赛 

积极开展大学生课外科技活动和科技竞赛，培养学生的实践能力和创新精神。

(1)增加面向提高和创新型的实验课目；

(2)鼓励学生自主立项；

(3)参与教授的研究计划；

(4)参与课外兴趣小组和各种竞赛活动。

6）将学生专题项目实践成绩纳入学分管理体制

为保证学生项目实践的效果，本课程将学生专题项目实践成绩纳入学分管理体制。这种教学方式有效地弥补了传统课堂教学因限于教学时间与教学精力所造成的学生知识学习的空白点和实践能力差的缺陷，大大提升积极性，使学生的能力与素质得到全面的发展。

通过该体系的实施，学生的综合能力有了明显提高，几年来有百余人参加科技创新活动，突破传统的教学方式，缩短了学生接触实际和研究课题所需的提高编程能力的时间，提高学生的实践能力。

1.实践方式

根据本课程实践教学部分教学内容和目的的不同，相应地采用不同的组织形式：

1）课堂上，专题研讨方式以学生讲解为主，穿插教师的指导。

教师指定专题，学生成立兴趣小组；学生课下查阅、整理材料；课上讲解自己所感兴趣的专题项目在图像预处理方面的应用情况。要求学生对数字图像处理某一应用领域的开发过程有一个全面的认识。穿插教师讲解学生实践中遇到的图像处理现代理论知识。

2）实验课上，以学生基本实践为主，教师指导。

实验设备：PC机；实验分组：1人/组；提供软件开发平台。

在实验课之前，学生通过网站下载相关实验要求，准备实验内容，编程步骤，实验课上利用提供的软件开发平台，进行图像处理编程。

3）开放型实验室，以学生科技立项、专题项目为主，教师指导

实验设备：PC机+视频采集设备等。　

教师指导学生专题项目，包括设计与开发过程。例如薛彦兵老师指导大学生创新性实验计划项目“基于图像超分辨率的车牌识别系统研究”；杨淑莹老师指导机器人足球比赛等。

２.实践基地

本课程是理论含实践性质的课程，为保证实践教学，建立了普通计算机机房和“计算机视觉与系统”开放型实验室，以普通实验与学生专题项目实践、科技立项实践相结合为实践性教学的设计思想。

课程的前半部分主要在机房进行一般性上机实验，目的在于熟悉教学软件的开发环境和一般图像处理编程方法，在课程的后半部分是在教师指导下在“计算机视觉与系统”实验室进行开放性项目实践研究，使学生的图像处理能力有很大的提升。 同时，为保证学生项目实践的效果，将项目实践成绩纳入学分管理体制。这种教学方式有效地弥补了传统课堂教学因限于教学时间与教学精力所造成的学生知识学习的空白点和实践能力差的缺陷，积极性大大提升，使学生的能力与素质得到全面的发展。

3.实践内容

实验一、图像的特效显示 （2学时）验证性实验

　　（1）实现图像颜色修改处理。

　　（2）将图像中的红气球物体左右、上下、对称复制。

　　（3）实现图像渐隐显示。

　　（4）自行设计图像的特效显示。

实验二、图像的灰度变换（2学时）综合性实验

　　（1）实现彩色图像的灰度化处理。

　　（2）将给定图像中的目标物体提取，与背景分离，进行二值化。

实验三、目标物体的轮廓提取（2学时）综合性实验

　　（1）将给定图象的目标物体进行图像锐化处理，

　　（2）边缘检测，

　　（3）轮廓提取。

实验四、24位彩色图像处理（2学时）综合性实验+课外设计型实验

　　（1）总结8位图像各种处理的编程方法，将其综合应用到24位彩色图像处理中。

　　（2）课外设计型实验主要在“计算机视觉与系统”开放型实验室进行，学时不限。

主要内容：

　　　机器人足球比赛实践项目 教师科研项目的一部分 兴趣小组的专题项目

　　　专题项目：汽车牌照识别、人脸识别、指纹识别、视频监控、文字识别等。

4.实践考核

利用多种考核形式，建立了专题项目考核、笔试考核，实践考核等多种考核方式，促进学生对知识的有效掌握和应用能力的培养，实现本专业应用型人才培养的目标；同时能够客观地反映教学质量和教学效果。

全方位开展理论联系实际的教学活动，对学生的考核以实践能力考核为中心，在以下三个方面考核。

　　（1）专题项目报告，占10%；

　　（2）实验占30%，（验证性实验10%、综合性实验10%，开放性专题项目实验占20%。）

　　（3）笔试占60%。（期末考试。）

《数字图像处理》课程实验使学生将理论和实际结合起来，增强学生的动手编程能力。其目的使学生将所学内容灵活运用和掌握，提高学生的创新能力。

开设基本实验、综合设计性实验和开放性实验，构成多层次的实验教学体系。

1.基本实验

　　用于指导、考核学生的基本技能，占用实验课时。

　　要求：学生通过对图像处理某个算法修改, 培养和训练学生实验技能和实验研究能力，提高学生的实践能力。

2.综合设计性实验

　　用于指导、考核学生的综合技能，占用实验课时。

　　要求：通过对软件调整、组合、集成为更复杂的图像处理系统,实现综合实验技能和实验研究能力的系统培养和训练，提高学生的实践能力。

3.开放性实验

根据学生所参加的专题小组，开展专题研究与专题技术实现，目的培养学生解决实际问题的能力。不占用实验课时。

指导学生针对某一专题，由学生自行拟定实验方案，自行组合实验系统，进行自主性、研究性的图像系统实验,启迪、激发学生的创新思维、创新意识和创新能力。

《数字图像处理》实验指导书描述了数字图像处理的四次实验的实验目的和实验步骤、编程代码以及实验效果。学生可以从理论和实用的编程技巧两方面掌握该课程，提高动手实践能力，达到理论与实践相结合的教学目标。

实验一 图像的特效显示 

实验二 图像灰度变换处理 

实验三 目标物体的轮廓提取 

实验四 24位彩色图像处理 

成立专题项目兴趣小组，增加专题项目研究的课外作业

　　１.专题项目研讨

　　２.将专题项目转化为实验题目

每个同学选择一个专题兴趣小组，目的是为了使同学们了解课堂所学知识，在实际中的应用情况，从深度上扩展所学知识。目前所列专题如下：

　　人脸识别

　　指纹识别

　　汽车牌照识别

　　视频监控

　　文字识别

将基础性实验和专题项目开发实践结合起来

本课程实践性教学的创新点主要在于将基础性实验、综合性实验和专题项目开发实践结合起来，使学生的基本知识与技能在基础性实验中逐步积累，使学生的综 合性设计与开发能力在专题项目开发实践中获得提升，进一步加深对图像处理技术的理解，提高软件开发能力。