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关于教学改革论文怎么写 与数字图像处理课程实践教学改革类研究生毕业论文范文

主题:教学改革论文写作 时间:2023-12-23

数字图像处理课程实践教学改革,本文是教学改革相关论文怎么撰写和数字图像处理和教学改革和实践相关论文怎么写.

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张芝华 徐丽萍 李美莲

(安徽三联学院电子电气工程学院 安徽 · 合肥 230601)

中图分类号: G642 文献标识码: A DOI: 10.16871/j.cnki.kjwha.2018.09.029

摘 要 数字图像处理是我校电子信息类专业一门重要的专业必修课,本文结合电子信息专业的人才培养目标和人才培养方案, 探索数字图像处理实践教学改革方法, 并运用到教学中.实践结果表明这种改革方法可以很好地提高学生的学习兴趣,也很好地培养了学生的实践能力和创新能力.

关键词 实践教学 教学改革 数字图像处理

1 引言

数字图像处理是电子信息类专业的必修课,是前面所学课程的应用, 又是后续进一步深造课程的基础.近年来随着互联网技术和信息行业的飞速发展,数字图像处理技术不仅在理论研究方面取得了巨大的进步,在实践应用方面也取得了飞速发展.

该课程的教学目标是: 让学生掌握图像处理基础知识,并能够运用这些知识进行简单的图像处理,在今后从事相关行业可以进行二次开发, 也为今后进一步深入、 从事图像处理相关专业的研究打下基础 [1] . 本文笔者针对在教学过程中生存在的问题及之前在企业中工作的经验对教学的实践教学环节进行探索和实践.

2“数字图像处理” 课程特点

数字图像处理具有较强的综合性、较深的理论性和较强的应用性, 并且发展十分迅速, 具体特点如下:

(1) 多学科交叉.数字图像这门课是前面多门课程的综合应用, 涉及线性代数 (二维矩阵运算) 、 信号与系统 (傅里叶变换等) 、 数字信号处理 (离散傅里叶变换及特征) 、 信息论与编码 (信息编码技术) 和 matlab 仿真 (图像仿真乳尖)等.众多学科之间的相互交叉与渗透, 老师想教好这门课,学生想学好这门课都不容易 [2] .

(2) 内容多、 涉及面广.数字图像处理这门课涉及图像获取与数字化 (模拟图像转化成数字图像) 、 图像增强 (去噪、 平滑与锐化等) 、 图像编码与压缩 (霍夫曼编码等) 和图像识别等知识 [3] . 这里每一个知识面都可以作为一个单独的研究课题, 比如图像识别中就有人脸识别、 字符识别等.图像处理涉及知识点太多、 辐射面又特别广, 要想把所有知识点讲完讲透彻是几乎不可能完成的工作 [4] .

(3) 理论与实践结合.数字图像处理具有很强的基础性,但是在我们的日常生活中又随处可见数字图像处理的应用.因此在教学过程中, 理论和实践教学都要进行, 将两者相结合是该课程的教学关键, 理论教学中要结合实践应用,在实践应用过程中也要重视理论知识的讲解 [5] .

(4) 发展飞速.数字图像处理近年来发展迅速, 已经融入到我们生活的方方面面,比如手机中的美图软件、 HDR 及现在的扫码付款等, 相应的理论知识也取得了快速发展.

3 教学目标及教学内容的设计

我校电子信息专业主要是培养面向各类电子设备和信息系统设计、 制造、 应用和开发等领域、 服务地方经济发展的四年制高级工程技术应用型本科人才 [1] . 而图像处理这门课主要是让学生掌握数字图像处理的基础知识,可以进行图像处理软件的二次开发, 并为进一步深入打下理论基础 [6] .

针对上述培养目标,图像处理课程我校理论教学安排32 学时, 实践教学安排 32 学时, 其中实验学时 12, 课程设计 20, 可见我们对实践应用的重视. 在理论教学方面由于数字图像处理特点, 我们不是对所有知识进行讲解, 仅对重点知识进行讲解如图像增强、 直方图等, 然后留部分知识点给学生自学.

在实践教学方面,我们选择了图像处理最重要的几个技术: 图像四则运算、 图像变换、 图像增强和图像边缘检测作为实验内容, 一方面可以加深学生对理论知识的理解, 另一方面也培养了学生的动手能力和创新能力.

4 教学方法改进与优化

4.1 现代教学与传统教学相结合

数字图像处理这门课我们采用多媒体教学和板书相结合的方式,多媒体教学可以直观地显示图像处理前后的效果, 而且还可以方便我们利用 matlab 来进行处理, 把抽象的内容, 以图像的形式直观地表示, 引起学生的兴趣, 提高学习的积极性.比如我们在介绍均值滤波时,采用的方式是: 先介绍均值滤波的几个模板, 然后介绍如何用模板来进行均值滤波,最后利用 matlab 软件来显示处理前后的效果.Matlab 程序为:

I 等于 imread(´eight.tif´); % 读 入 原始图像

imshow(I,[]);

f 等于 imnoise(I,´salt & pepper´,0.04); % 加 椒 盐噪声, 噪声强度为 0.04

figure, imshow(f);

h 等于 1/9.*[1 1 1 1 1 1 1 1 1]; % 定义平滑模板

g 等于 filter2(h,f); %用模板进行滤波处理

figure,imshow(g,[]); % 显 示 平滑处理结果

其处理结果为:

但是该课程又有较强的理论,授课过程中不可避免的要进行一些公式推导及证明,所以我们在教学过程中也要进行传统的板书,比如在讲解傅里叶变换的相关知识的时候. 总之在实际教学过程中, 要结合实际应用实例, 通过 PPT和 matlab 程序相结合的形式提高学生兴趣, 涉及公式推导时候就利用板书.

4.2 理论联系实际

数字图像处理已经渗透到我们生活中的方方面面, 比如手机中的美图软件、 指纹识别、 人脸识别, 还有我们现在比较流行的支付宝付款和微信付款,所以学生对这门课程的兴趣还是挺高的.因此我们在介绍理论知识的时候要还和这些应用结合来讲, 这样可提高学生的积极性, 而不至于被深厚的理论知识所吓倒.

由于本人有过企业经历, 有一定的实践应用经验, 在教学过程中常把一些项目经历带到教学中.如我们在讲解理论时候, 经常会提到车牌识别系统, 因为该系统利用了数字图像处理的一整套流程: 图像采集、 图像预处理、 边缘检测、图像分割、 图像识别等, 还让感兴趣的同学进行车牌识别系统的开发.在讲述图像增强时候, 针对夜视图像和有雾图像给学生一些资料并给予相应指导, 让学生完成相应开发, 这些都大大提高了学生的兴趣.

4.3 利用网络教学工具

学校有自己的网络教学平台,每个老师都有自己的*, 我们会在对应的课程上传一些资源, 比如: 教学大纲、 课程进度表、 上课的 PPT、 作业的解答、 实验的讲解, 并会提供一些有价值的参考书和参考文献方便学生查阅.学生也可以在上面留言提问分享自己设计的小程序,并会给予一定的奖励, 这个可以很好地提高学生的兴趣.

5 总结

本文先从数字图像处理的课程特点入手,结合数字图像处理的教学目标和教学内容并从三个方面给出了教学改革方案,实践结果表明该改革方案符合我们的教学培养目标,效果较好.但数字图像处理随着信息发展也在快速发展, 我们的教学方法不能一成不变, 只有不断地改善教学方法, 才能更好地培养出社会需要的专业人才.

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