数字图像处理相关论文(2)

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数字图像处理论文

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摘要边缘检测技术对于处理数字图像非常重要,因为边缘是所要提取目标和背景的边界线,提取出边缘才能将目标和背景区分开来。

在图像中,边界所分开区域的内部特征或属性是一致的,而不同区域内部的特征或属性是一致的,而不同区域内部的特征或属性是不同的,边缘的检测正是利用物体和背景在某种图像差异来实现的,这些差异包括灰度、颜色或纹理特征。

边缘检测实际上就是检测图像特性发生变化的位置。

本文主要阐述基于Matlab的图像边缘检测技术。

论述以Matlab为开发平台和编程语言,设计出图像边缘检测软件。

首先设计了图形用户界面GUIDE,作为图像边缘检测软件的主界面,然后比较了各种图像边缘检测算子的特点,结合人像图,文字图,分形图来说明这些算子的定位性;结合加噪图片来说明各算子的稳定性。

在图形用户界面中添加了与各种算子相对应的处理程序,以及图形文件的获取、保存等功能,完成了图像边缘检测软件。

最终的图形界面可实现打开图片并对其进行边缘处理,并可将处理好的图片保存。

本论文的安排组织如下:第一章主要介绍图像边缘处理的意义。

第二章主要介绍本论文软件平台的选择。

第三章主要介绍一些常用边缘算子的原理。

第四章通过实例分析了各种算子的优缺点,借助Matlab中的GUI设计了图像边缘检测界面,并在GUI界面中完成了对各种算子的调用,最终完成了基于MATLAB的图形化图像边缘检测软件。

关键词:图像边缘处理 MATLAB GUI Log算子 Canny算子AbstractEdge detection technique for processing digital images is important because the edge is extracted by the target and the background to the boundary line, extract the edge of the target and background can be distinguished. In the image, separated by the border regions of the internal characteristics or attributes are the same, but different characteristics or attributes within the region are the same, but different characteristics within the region or property is different, edge detection is the use of object and background images in some kind of difference to achieve, these differences include grayscale, color or texture features. Detection of edge detection is actually the location of the image characteristics to change.This article discusses the Matlab-based image edge detection. Discussed in Matlab as the development platform and programming language, designed edge detection software. First, the design of the graphical user interface GUIDE, edge detection software as the main interface, then compare a variety of edge detection operator, combining the portrait maps, text maps, fractal images to illustrate the positioning of these operators; combined increase noise images to illustrate the stability of the operator. Add in the graphical user interface with a variety of operators corresponding to the processing procedures, and graphics files for the acquisition, preservation and other functions, the completion of the image edge detection software. The final graphical interface allows the edge to open the picture and its treatment, and may well save the picture processing.Arrangement of this paper is as follows: The first chapter introduces the significance of the image edge processing. The second chapter introduces the software platform of choice in this paper. The third chapter introduces some common principle of marginal operator. Chapter IV an example of the advantages and disadvantages of various operators, using Matlab's GUI interface is designed edge detection and GUI interface for all operators to complete calls, he finally completed the MATLAB-based graphical edge detection software.Keywords: Edge Treatment MATLAB GUI Canny operatorLog operator目录摘要 (I)Abstract (II)目录 .................................................................................................................................. I II 第一章绪论 (1)1.1 数字图像简介 (1)1.2 数字图像处理 (1)1.3 图像边缘处理的意义 (3)1.4 本章小结 (4)第二章软件选择 (5)2.1 软件平台选择 (5)2.2 Matlab简介 (5)2.3 本章小结 (7)第三章图像边缘处理算法 (8)3.1 边缘检测算子 (8)3.1.1 罗伯特(Roberts)边缘算子 (8)3.1.2 索贝尔(Sobel)边缘算子 (8)3.1.3 Prewitt边缘算子 (9)3.1.4 拉普拉斯(Laplacian)边缘算子 (10)3.1.5 坎尼(Canny)边缘算子 (11)3.2 各种算法的Matlab实现 (14)3.3本章小结 (18)第四章图像边缘处理的实现 (19)4.1算法之间的比较 (19)4.1.1算子的定位性 (19)4.1.2算子的稳定性 (24)4.2 GUI简介 (28)4.3 GUI界面的实现 (29)4.3.1 主要函数的介绍 (29)4.3.2 GUI的实现 (30)4.4本章小结 (40)结论 (41)参考文献 (42)致谢 (44)第一章绪论1.1 数字图像简介我们现在生活在数字图像的世界中,每个人都是满身的数字装备,MP3、MP4、PSP、PPC、手机、数码相机、笔记本电脑,这些设备的使用都离不开对数字图像相关知识的了解。

数字图像处理课堂小论文

数字图像处理课堂小论文

电视信号中的频谱向量原理NTSC 制式,又简称为N 制,是1952年12月由美国国家电视标准委员会(National Television System Committee ,缩写为NTSC )制定的彩色电视广播标准,两大主要分支是NTSC-J 与NTSC-US (又名NTSC-U/C )。

它属于同时制,每秒60/1.001场,扫描线为525,隔行扫描,水平分辨率相当于330,画面比例为4:3。

这种制式的色度信号调制包括了平衡调制和正交调制两种,解决了彩色黑白电视广播兼容问题,但存在相位容易失真、色彩不太稳定的缺点。

接下来针对如下四个方面从傅立叶变换、正交调制、电视信号及间置原理四点来解释说明:1.γ、u 、v 信号的组成;2.γ、u 、v 信号的频谱分布特点;3.u 、v 信号的正交调制;4.u 、v 正交信号的频谱搬移与γ信号重合。

一、傅立叶变换一维:单变量连续函数f (x )的傅立叶变换F (u )定义为等式⎰∞∞--=dx ex f u F uxj π2)()(其中j=1- 。

相反,给定F (u ),通过傅立叶反变换可以获得f (x ),即⎰∞∞-=duu F x f euxj π2)()(则二维中,两个变量u 、v⎰⎰∞∞-∞∞-+-=dxdy e y x f v u F vy ux j )(2),(),(π类似的,反变换⎰⎰∞∞-∞∞-+=dudv e v u F y x f vy ux j )(2),(),(π若输入变为离散的,则(*M,N 分别为整数)一维中:...3,2,1,0,)(1)(/21==--=∑u ex f Mu F Mux j M x π又θθθsin cos j e j +=∑-=-=1]/2sin /2)[cos (1)(M x M ux j M ux x f Mu F ππ即)()(u u F u F ∆∆ xM u ∆=∆1二维中:∑∑-=-=+-=101)//(2),(1),(M x N y N vy M ux j ey x f Mv u F π),(),(*v u F v u F --=空间域及频域抽样点 xM u ∆=∆1 yN v ∆=∆1二、正交调制正交幅度调制(QAM ,Quadrature Amplitude Modulation )是一种在两个正交载波上进行幅度调制的调制方式。

数字图像处理结课论文...docx

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利用拉普拉斯算法对模糊图像进行锐化处理学院:电气信息工程学院专业:通信工程姓名:田鸿龙学号:20110107 摘要:本文描述了拉普拉斯高斯边缘检测算法结合算法在DelphiG编程环境下对BMP格式的灰度图像进行了边缘检测处理,从而体现其优越性。

彩色图像增强过程中,对图像进行锐化处理是一个重要环节。

介绍了图像锐化处理的槪念和拉普拉斯算子的算法原理。

关键词:边缘检测,图像处理,拉普拉斯高斯算法,Sobel算子。

图像锐化(image sharpening)就是补偿图像的,增强图像的边缘及灰度跳变的部分,使图像变得淸晰,亦分空域处理和频域处理两类。

数字图像的边缘检测是图像分割、区域识别和特征提取等图像分析领域的重要基础。

图像的边缘是图像的最基本的特征,是指图像局部亮度变化最显著的地方,通常与图像亮度或图像亮度的一阶导数的不连续性有关。

对于数字图像灰度值的显著变化可以用梯度来表示,边缘检测很大程度上来说就是求梯度。

边缘检测的好坏直接影响到图像理解和识别的质虽,选择什么样的边缘检测算法就很关键。

本文引入拉普拉斯高斯算法,讨论其工作原理,利用Delphi结合拉普拉斯髙斯算法对BMP格式的灰度图像进行了边缘检测处理并对比其它算法给出了拉普拉斯高斯算子的优越性。

一、图像锐化图像模糊的主要原因是图像中的高频成分低于低频成分,它对图像量的影响体现在两个不同灰度区域的边界部分。

图像锐化处理的目的是加强图像中景物的边缘和轮廓,使模糊的图像变得更淸晰。

它是一种使图像原有信息变换为有利于人眼观察的质蚩:、消除模糊、好的视觉效果、图像边缘轮解分明。

图像的模糊实质就是图像受到平均或积分运算造成的,因此可以对图像进行逆运算如微分运算来使图像清晰化。

从频谱角度来分析,图像模糊的实质是其高频分量被衰减,因而可以通过高通滤波操作来淸晰图像。

但要注意,能够进行锐化处理的图像必须有较高的性噪比,否则锐化后图像性噪比反而更低,从而使得噪声增加的比信号还要多,因此一般是先去除或减轻噪声后再进行锐化处理。

数字图像处理结课论文

数字图像处理结课论文

郑州航空工业管理学院结课设计(论文)2008 级专业班级课程数字图像处理姓名学号指导教师职称讲师二О一一年十月三十号彩色图像特效处理技术研究与设计摘要数字图像处理是指用计算机对图像进行处理,它广泛用于几乎所有与成像有关的领域。

本文介绍用Visual Basic语言编程的数字图像处理环境,设计并实现了一个彩色图像的特效处理系统,展示如何通过编程实现对图形图像的各种处理。

论述了利用编写的程序实现图像文件(bmp、jpg、gif等)逆反处理、平滑处理、霓虹处理、边缘锐化、浮雕处理、镶嵌处理、曝光处理、扩散处理等功能操作。

关键字:数字图像处理、Visual Basic语言编程、特效处理、逆反处理、平滑处理、霓虹处理、边缘锐化、浮雕处理、镶嵌处理、曝光处理、扩散处理1、简介彩色图像的特效处理是对一幅彩色图像的各像素值的R、G、B分量按一定的算法进行变换,并将变换后的新图像值重新显示出来,则可实现不同效果图像的显示。

逆反处理的目的是使整幅图像的颜色产生逆反效果;平滑处理的目的是将图像的边界变得平缓,使整幅图像变得更柔和,更模糊,具有朦胧感;霓虹处理的目的是为了突出图像的边界,淡化图像内部的颜色,使图像产生夜晚霓虹灯的效果;边缘锐化是为了图像边界,并保留图像内部的颜色,使图像变得更清晰;浮雕处理的目的也是为了突出边界,使图像具有凹凸效果;镶嵌处理的目的是使图像的分辨率降低,具有马赛克效果;曝光处理是使图像整体变亮,产生类似胶片曝光的效果;扩散处理是使图像具有油画效果。

2、系统总体分析本系统实现了对图像(bmp、jpg、gif等)进行选择、读取、退出操作、图像的逆反处理、平滑处理、霓虹处理、边缘锐化、浮雕处理、镶嵌处理、曝光处理、扩散处理(油画处理)的功能操作,以及特效处理后确定、恢复、保存操作,整个界面如图1所示:图1,系统界面2.1、文件读取本部分用Visual Basic语言编程读取图像信息并显示在Picture控件中,图片框用于显示图像,命令按钮“选择文件”用于选择指定图形文件,命令按钮“读图像”用于读入图像数据并存入数组,并且将图像显示在图片框中。

数字图像处理论文---基于灰度图像的阈值分割改进方法

数字图像处理论文---基于灰度图像的阈值分割改进方法

基于灰度图像的阈值分割改进方法摘要通常人们只对图像的某个部位感兴趣,为了能够把感兴趣的部分提取出来,就得对图像进行分割。

图像分割就是把图像分成一些具有不同特征而有意义的区域,以便进一步的图像分析和理解。

图像增强就是突出人们感兴趣有用的部分,或者是改善图像的质量,使它尽可能的逼近原图像。

本论文分析了传统的灰度阈值图像分割,即双峰法、迭代法和最大类间方差法在细节部分分割上的缺点,然后,结合图像增强中的微分梯度,对原有图像的细节进行锐化增强,然后再使用这三种方法进行分割,得到的分割结果和传统的分割方法得到的结果进行比较,该方法确实达到了改善分割后图像细节的效果。

该方法在matlab环境下进行了实现,实验结果表明,与传统的阈值分割方法相比,本文的方法不仅克服了传统阈值分割方法的不足,而且还对复杂灰度图像的细节部分具有较好的分割效果,为图像分割方法的改进提供了技术支持。

关键词:图像分割;图像增强;阈值;梯度;matlab目录1.引言 (1)1.1图像分割概述 (1)1.2图像分割的特征 (1)1.3图像分割的发展及现状 (2)1.4研究背景与意义 (2)2.1数字图像处理常用的方法 (3)2.2数字图像处理的目的 (4)2.3数字图像处理的主要内容 (5)2.4数字图像处理应用的工具 (6)3.图像分割的主要方法 (7)3.1基于区域的分割方法 (7)3.2基于边缘的分割方法 (7)3.3基于聚类分析的图像分割方法 (8)3.4基于小波变换的分割方法 (8)3.5基于神经网络的分割方法 (9)3.6 基于模糊集理论的分割方法 (9)4.基于灰度图像的阈值分割方法 (10)4.1.设计流程图 (10)4.2双峰法图像分割 (10)4.3 迭代法 (13)4.4最大类间方差法图像分割 (14)4.5小结 (16)5. 基于图像增强的分割改进算法 (16)5.1具体算法 (16)5.2 双峰法分割 (17)5.3 迭代法分割 (18)5.4最大类间方差法分割 (18)5.5 重复实验步骤 (19)5.6小结 (20)结论 (21)1.引言1.1图像分割概述图像分割就是将图像按照人们的意愿分成许多个区域,使这些区域具有不重叠的特性或者该区域具有实际意义或是几个区域的图像特征相差不大。

数字图像处理论文

数字图像处理论文

江苏科技大学数字图像处理本科生课程论文论文题目:图像增强方法综述与matlab实现完成时间:___2016年6月2日________ 所在专业:____软件工程____________ ____ 所在年级:____13419042___________ __图像增强方法综述与matlab实现软件工程专业 1341904222 陆建伟摘要:本文介绍图像增强的内容,并就内部几种方法进行更深一步的探索,利用matlab 使得算法实现并对比。

关键词:图像增强;数字图像处理;灰度变换;直方图;matlab;一、研究背景1.1研究目的经过图像的传送和转换,如成像、复制、扫描、传输和显示等,经常会造成图像质量的下降。

光学系统的失真、相对运动、大气流动等都会使图像模糊,传输过程中会引入各种类型的噪声。

总之输入的图像在视觉效果和识别方便性等方面可能存在诸多问题。

通过本课题的研究能够使图像有更好的视觉感受效果,更能够满足社会生活和生产的需要是本文的最终目的。

1.2研究现状计算机图像处理的发展历史并不长,但是引起了人们的足够重视。

总体来说,图像处理技术的发展大致经历了初创期、发展期、普及期和实用化期4 个阶段。

随着对图像技术研究的不断深入和发展,新的图像增强方法不断出现。

图像作为自然界景物的客观反映是人类感知世界的视觉基础也是人类获取信息、表达信息和传递信息的重要手段。

二、主要理论概况图像增强是指根据特定的需要突出图像中的重要信息同时减弱或去除不需要的信息。

从不同的途径获取的图像通过进行适当的增强处理可以将原本模糊不清甚至根本无法分辨的原始图像处理成清晰的富含大量有用信息的可使用图像有效地去除图像中的噪声、增强图像中的边缘或其他感兴趣的区域从而更加容易对图像中感兴趣的目标进行检测和测量。

处理后的图像是否保持原状已经是无关紧要的了不会因为考虑到图像的一些理想形式而去有意识的努力重现图像的真实度。

图像增强的目的是增强图像的视觉效果将原图像转换成一种更适合于人眼观察和计算机分析处理的形式。

数字图像处理论文--图像分割

数字图像处理论文--图像分割

数字图像处理论文题目:图像分割学院:专业班级:学号:姓名:日期: 2014年 6 月成绩:任课教师:目录一.摘要 (2)二.正文内容 (2)2.1图像和数字图像 (2)2.2图像分割的研究意义 (2)2.3图像分割的发展现状及趋势 (3)2.4分割方法与比较 (4)三.总结及展望 (10)四.参考文献 (10)图像分割一.摘要:图像分割是进行图像理解的基础,是图像工程技术中的一个重要问题。

近年来,人们越来越重视图像的分割算法,并期望寻求一种实时性、鲁棒性较好的算法。

图像分割技术在当今信息社会中具有极其广泛的用途,特别是在医学图像诊断、卫星遥感图像识别、交通车牌信息识别等等方面尤其有现实意义。

目前机器学习技术正越来越多地引领图像分割领域的研究发展,支持向量机正是其中一种较为先进的研究方法。

二.正文内容:2.1图像和数字图像:图像是能为人类视觉所感知的信息形式或人们心目中的有形想象。

据统计,在人类接受的信息中,视觉信息约占80%,俗语“百闻不如一见”就反映了图像在信息感知中的独到之处。

目前,图像处理技术发展迅速,应用领域也越来越广。

图像可以通过各种各样的形式存在,例如:静止图像于运动图像;灰度图像和彩色图像;平面图像与立体图像等等,但是就其本质而言,我们可将图像分为连续图像和离散图像。

对于图像信号,为了描述的方便和不失一般性,假定图像的指标空间为时间(t)和几何空间(x,y,z)构成,其值空间为U,其元素u={uR,uG,uB}。

如果指标空间D中的所有元素d=(d1,d2,.....dn)=(x,y,z,t)均可取连续值,则称此信号为连续图像。

相反的,如果d只能取离散值的图像为离散图像。

习惯上,把空间连续(或离散)的图像称为连续(或离散)图像。

数字图像指幅度和空间同时离散(或同时连续的图像)。

与模拟图像相比,数字图像具有以下显著特点:1)精度高:目前的计算机技术可以将一幅模拟图像化为任意的二维数组,即数字图像可以由无限个像素组成,每个像素的亮度可以量化为12位(即4096个灰度级),这样的精度使数字图像与彩色图像的效果相差无几;2)处理方便:由于数字图像本质上是一组数据,所以可以使用计算机对它进行任意方式的修改,例如,放大、缩小、改变颜色、幅值和删除某一部分等;3)重复性好:模拟图像(例如,照片)即便使用非常好的底片和相纸,也会随着时间的流逝而褪色、发黄,而数字图像可以储存在光盘中,上百年后再用计算机重现也不会有丝毫的改变。

数字图像计算机处理技术论文范文

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数字图像计算机处理技术论文范文推荐文章无人机应用技术论文优秀范文热度:物联网传感知识技术论文范文热度:维修电工技术论文范文大全热度:无人驾驶技术原理论文优秀范文热度:现代教育技术论文范文热度:数字图像处理技术是研究采用计算机和其他数字化技术对图像信息进行处理的新技术。

小编整理了数字图像处理技术论文,欢迎阅读! 数字图像处理技术论文篇一浅谈数字图像处理技术摘要:本文针对目前广泛应用数字图像识别处理技术国内外研究现状进行了分析,阐述了数字图像处理技术的应用前景。

关键词:数字图像图像处理数字技术应用一、数字图像处理综述数字图像处理(Digital Image Processing)又称为计算机图像处理,它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。

数字图像处理最早出现于20世纪50年代,当时的电子计算机已经发展到一定水平,人们开始利用计算机来处理图形和图像信息,数字图像处理作为一门学科大约形成于20世纪60年代初期,早期的图像处理的目的是改善图像的质量,它以人为对象,以改善人的视觉效果为目的。

图像处理中,输入的是质量低的图像,输出的是改善质量后的图像,常用的图像处理方法有图像增强、复原、编码、压缩等。

首次获得实际成功应用的是美国喷气推进实验室(JPL),他们对航天探测器徘徊者7号在1964年发回的几千张月球照片使用了图像处理技术,如几何校正、灰度变换、去除噪声等方法进行处理,并考虑了太阳位置和月球环境的影响,由计算机成功地绘制出月球表面地图,获得了巨大的成功。

随后又对探测飞船发回的近十万张照片进行更为复杂的图像处理,以致获得了月球的地形图、彩色图及全景镶嵌图,获得了非凡的成果,为人类登月创举奠定了坚实的基础,也推动了数字图像处理这门学科的诞生。

在以后的宇航空间技术,医学技术中数字图像处理技术都发挥了巨大的作用。

从70年代中期开始,随着计算机技术和人工智能、思维科学研究的迅速发展,数字图像处理向更高、更深层次发展,人们已开始研究如何用计算机系统解释图像,实现类似人类视觉系统理解外部世界,这被称为图像理解或计算机视觉。

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数字图像处理相关论文(2)
数字图像处理相关论文篇二
《现代数字信号处理课程的教学改革与实践》
摘要:针对现代数字信号处理的课程特点,开展课程的教学改革与实践,建立基于MATLAB实现的教学示例,并应用于课堂与实践教学,有助于提高教学质量,培养学生的研究能力和创新能力,且促进课程由传统课堂教学向研究型教学转化。

关键词:现代数字信号处理;教学;MATLAB;教学示例
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)06-0093-02
随着计算机和微处理器技术的迅速发展,学科间的交叉与融合,数字信号处理技术得到了飞速发展,出现了以现代滤波器技术、现代谱分析理论、智能信息处理方法等为标志的现代数字信号处理理论及技术,并广泛应用于现代通信、新型雷达、精确遥测、医疗等众多领域。

目前,现代数字信号处理课程主要面向研究生层次学生开设。

由于该课程的理论性和实践性都很强,且其基本原理和方法已广泛应用于各领域,因此教师教好和学生学好该课程都很重要。

一、课程特点及传统教学中存在的困难
现代数字信号处理课程具有数学理论推导较多、内容广泛、概念抽象等特点。

由于工科研究生的数学理论水平普遍不高,同时课程的学时有限,若教学方法不当,学生一方面在学习过程中常感到枯燥乏味,难以理解和掌握;另一方面易造成学生畏惧学习的心理,失去学习兴趣。

现代数字信号处理同时是一门以算法为核心,实践性很强的课程,其算法的应用实现主要基于计算机的数值计算。

如果教师采用传统的教学方式,主要讲授基础理论和算法的推导,学生则主要利用大量的公式、算法及推导进行学习和解题,而忽视让学生采用计算机动手设计、调试和分析课程中大量的、应用性较强的内容,会使得学生感觉该课程是一门数学理论课,不利于他们深层次理解数学概念中所蕴含的物理和工程意义,从而造成课后实践受到很大限制,不利于学
生以后从事有关信号处理领域的研究工作。

因此,如何提高学生学习的兴趣和主动性,增强他们对知识的理解和掌握,培养学生综合应用所学知识解决实际问题的实践能力是本课程教学所要解决的关键问题。

二、课程的教学改革与实践
我校的控制理论与控制工程专业(以下简称双控专业)硕士研究生开设了现代数字信号处理课程,该课程是学位专业课,共32个学时。

目前,针对该门课程教学中所遇到的问题,我们以提高教学质量为目的,加强课程建设,从课堂教学和实践环节入手,精选和强化与学科方向有关的教学内容,建设MATLAB实现的教学示例,并将教学示例引入到课堂教学和实践教学当中,改进教学方法,积极开展教学探索与实践;在教学过程中注重学生“知识-能力-素质”的全面发展,以及注重培养学生的研究能力与创新能力,通过近两年的教学改革与尝试,取得了一定成效。

(一)精选教学内容
目前经典的数字信号处理具有比较完善的课程体系,而现代信号处理的课程体系呈多样化特点,不同的教材在主体内容上相差很大。

在选择教学内容时,结合控制科学与工程学科的实际需求,并考虑我校双控专业生源大都来自地方性院校,学生的专业背景,知识结构、理论基础、理解能力、实践能力等方面存在较大差异。

选择的课程内容一方面侧重基础性、完整性、系统性和应用性,另一方面体现双控专业研究生的培养目标,具有确保后续课程(如《系统辨识》、《数字图像处理》、《DSP技术原理及开发应用》)学习所具备的理论知识基础。

因此,本课程选择的教学内容包括基础知识简介、最佳线性滤波理论(维纳滤波和卡尔曼滤波)、自适应信号处理和现代谱估计理论等部分。

(二)选择恰当的教材
教材是一门课程的基础,我们根据教学需求,通过调研及教材对比,并结合双控专业学生的使用效果反馈,主要采用姚天任教授主编的《现代数字信号处理》作为课程教材。

该教材一直是华中科技大学、武汉理工大学等重点高校硕士或博士研究生教材用书,教材的系统性、
知识性特点适于双控专业研究生教学。

在教学过程中推荐张贤达教授的《现代信号处理(第二版)》、高西全等著的《数字信号处理——原理实现及应用》、郭仕剑等编著的《MATLAB7.X数字信号处理》作为知识补充和利用MATLAB开展实践学习的参考用书。

(三)建设MALAB实现的教学示例用于课堂教学
现代数字信号处理课程内容抽象、较难理解,同时作业也具有较多计算量,单纯的笔算较为繁琐,因此仿真教学环节非常重要。

同时,该课程的实践性强,因此将实际工程问题以教学示例的形式引入到授课过程也很有必要。

MATLAB软件具有强大的计算分析和绘图能力,可以将繁琐的推导过程形象化,用仿真手段直接得出重要结论,可大幅度降低理解问题的难度,提高学习效率。

因此,笔者把知识内容进行学科方向强化,将理论知识与具体工程问题相结合,建立了“信号有效记录长度对信号频谱分析的影响”、“维纳滤波器对检测信号的降噪应用”、“卡尔曼滤波器在直流伺服电机系统位置控制中的应用”、“卡尔曼滤波器在雷达目标跟踪中的应用”、“IP电话回声自适应抵消器的设计”、“自适应工频陷波器的设计”,“现代谱分析理论在系统辨识中的应用”等十余个教学示例。

示例的知识点较为全面,涵盖教学大纲的所有教学内容部分。

在教学中结合专业特点,选择恰当的工程问题建立教学示例,并在课堂中讲授工程问题的解决过程和演示MATLAB仿真结果,有助于学生理解数学概念中的物理及工程意义,使得复杂问题简单化,抽象问题可视化、生动化,让学生理解和掌握知识更为直观和轻松,从而达到提高课堂教学质量,扩展学生知识面,培养起学生学习兴趣的目的。

同时,教学示例的引入有助于促使学生初步掌握科研实践规律,增加理解知识的深度和广度,增强学生的工程实践意识,从而达到“为我所学”和“学以致用”的目的。

(四)改进教学方法和手段
《现代信号处理》内容抽象,数学含量较大且学时较少。

我们在教学中充分利用板书教学和幻灯片教学的各自优势。

板书教学用于相对简单、逻辑严密的推导证明过程,可以给学生相对充足的思考时间。

幻灯片教学主要用于非重点内容、拓展知识部分或直接展示部分,它利用形象思维方式提高授课效率。

这两种教学方法相互补充,有效地解决了学时不多的问题,提高了教师教与学生学的效率。

在教学过程中,将教学课件、习题集及解答、教学实例的设计过程和MATLAB实现的程序源代码与学生共享,这不仅便于学生课后的教学内容重现,提高学习效率,又可为科研工作扩展思路。

(五)精心设计基于MATLAB实现的课程作业,实施实践教学
基于掌握重点、突破难点、解决疑点、结合实际的原则设计MATLAB实现的课程作业。

作业题涵盖常用数字滤波器、维纳滤波器、卡尔曼滤波器、自适应信号处理和现代谱估计等内容。

布置的作业均给出具体任务要求,学生通过查阅相关参考文献,并利用MATLAB编程语言实现。

实验性的课程作业已在2009~2010级双控专业学生中,以小组合作学习方式实施。

为了检查学生的实践性作业的完成情况,我们在课程教学的结束阶段,各小组选出代表,进行求解过程讲解、程序演示和问题答辩,小组的参与所有成员均参与答辩环节。

这种实践教学方式作为学生成绩的考核依据之一。

从实践效果看,设计性的课程作业不仅可以弥补课程内容概念抽象、难以理解的不足,充分发挥学生的主动性和创造性,使学生得到良好训练的同时,理论知识得以深化和巩固,提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,而且培养了学生的创新意识,以及严谨、有序、科学的工作作风,团结协作的科研精神,为学生进入研究阶段的学习打下基础。

提高教学质量是高校教育教学改革的永恒主题。

结合现代数字信号处理的课程特点和学生的专业特点,精选教学内容和教材,建立与实际工程问题相关的、MATLAB程序实现的教学示例,并将示例用于课堂教学,同时开展设计性课程作业的实践教学,这不仅起到了克服传统教学困难、丰富教学内容、提高教学效果的作用,另一方面有助于充分发挥学生的主动性和创造性,使学生的理论知识得到深化和巩固,实践能力、创新意识得以培养和提高。

参考文献:
[1]姚天任,孙洪.现代数字信号处理[M].武汉:华中科技大学出版
社,1999.
[2]张贤达.现代信号处理(第二版)[M].北京:清华大学出版社,2002.
[3]高西全,丁玉美,阔永红.数字信号处理——原理、实现及应用[M].北京:电子工业出版社,2009.
[4]郭仕剑,等.MATLAB7.X数字信号处理[M].北京:人民邮电出版社,2006.
基金项目:广西工学院研究生课程建设项目资助(201010594YKJ04)。

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