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課程名稱:數(shù)字圖像處理
1 設(shè)計目的:通過本課程設(shè)計,使學(xué)生鞏固和加強數(shù)字圖象處理的理論知識,使學(xué)生獲得設(shè)計方法的基本訓(xùn)練,提高其綜合運用知識的能力和實踐能力。
1.1 通過專業(yè)方向課程設(shè)計,學(xué)習、體會、熟悉與本專業(yè)密切相關(guān)的項目研究開發(fā)的完整過程:課題的提出與論證、調(diào)研、文獻閱讀、方案比較與選擇、理論研究、計算機仿真、實驗研究、報告撰寫、課題答辯。
1.2 掌握綜合運用所學(xué)知識分析、解決實際問題的一般方法。
1.3 培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題、解決問題和獨立工作的能力。
1.4 通過課程設(shè)計及答辯全過程的訓(xùn)練,加強老師與學(xué)生之間、學(xué)生與學(xué)生之間知識的相互交流,互相滲透,培養(yǎng)勤奮、求實的良好學(xué)風。
2 設(shè)計題目:
題目1:圖像處理軟件設(shè)計編程
題目2:運動物體軌跡描述
題目3:特技摳像
題目4:醫(yī)學(xué)圖像增強
題目5:手勢識別
題目6:顏色識別機器人
題目7:寫字繪畫機器人
題目8:物品分揀系統(tǒng)
3 設(shè)計任務(wù)與工作內(nèi)容:
3.1 通過查閱文獻和閱讀:簡要了解所研究課題的國內(nèi)外現(xiàn)狀及歷史。
3.2 知識的學(xué)習和需要完成的內(nèi)容:
題目1圖像處理軟件設(shè)計編程:要有菜單和圖形化界面,盡可能包含所學(xué)到的知識。主要有(1)常見菜單功能;(2)圖像的灰度級變換,對比度增強;(3)各種濾波器的實現(xiàn);(4)圖像分割,有不同的方法;(5)幾何變換;(6)特技處理。等
題目2運動物體軌跡描述:(1)學(xué)習掌握圖像采集卡的操作使用;(2)采集序列圖像供后面使用;(3)對圖像進行必要的增強、二值化等;(4)求出每幅圖像中物體的質(zhì)心;(5)將質(zhì)心相連即得運動物體的軌跡。
題目3特技摳像:要求摳取圖像中某個特定區(qū)域內(nèi)的內(nèi)容。(1)對圖像進行必要的增強處理;(2)選用、比較不同的邊緣提取算法,選擇最優(yōu)的用于本課題;(3)學(xué)習掌握Hough變換算法,并用于對圓形區(qū)域的檢測;(4)采用蒙板、與運算或其他有效方法摳取最終所要內(nèi)容。
題目4醫(yī)學(xué)圖像增強:主要運用綜合增強方法,參照岡薩雷斯書,(1)用拉氏算子、sobel算子等提取邊緣圖像;(2)對其中的邊緣圖像做平滑處理以減少噪聲的影響;(3)原圖和高頻信息相加(融合);(4) 進行灰度增強,得增強后圖像。
其中要注意對負值的處理,不同的算子得到的結(jié)果可能相差較大,圖像的相加比例也很重要。
題目5手勢識別:這是一個難度較高的題目,部分內(nèi)容超出本課內(nèi)容,但通過認真學(xué)習是可以完成的。本課題分三個層次(1)靜態(tài)手勢的識別;(2)動態(tài)手勢的識別;(3)與計算機交互。 要完成(1)學(xué)習掌握圖像采集卡的操作使用;(2)采集序列圖像;(3)圖像增強、二值化、分割出手勢圖像;(4)對手勢圖像進行幾何矩的計算,在訓(xùn)練階段用于建庫,在分類階段用于識別;(5)用最近鄰法準則進行分類。
在動態(tài)識別上要完成實時的圖像采集和識別;在第三層次上要作一軟件,除了上面的識別功能外,還要實時地完成人與計算機出拳的勝負判斷和給出結(jié)果。
題目6顏色識別機器人:這是采用廣茂達能力風暴智能機器人AS-U為核心控制器,結(jié)合AS-EIM工程創(chuàng)新模塊來構(gòu)成一個生產(chǎn)流水線上的不同顏色物品的分揀系統(tǒng),具有挑戰(zhàn)性。
該系統(tǒng)分硬件搭建和軟件編程兩大部分。(1)硬件部分有AS-EIM工程創(chuàng)新模塊來模擬搭建,制作機器手,存放物體的倉庫等;(2)軟件編程使用流程圖,完成對所有硬件的控制以及計算、識別等功能;(3)使用不同顏色的物體來模擬生產(chǎn)線上的物品,利用傳感器來區(qū)分不同顏色的物體并把它們分別放到不同的位置。
題目7寫字繪畫機器人:這是采用廣茂達能力風暴智能機器人AS-UII為核心控制器,結(jié)合AS-EIM工程創(chuàng)新模塊來實現(xiàn)一個平面關(guān)節(jié)型操作機器人,可以實現(xiàn)寫字(如“王”字)、繪畫等動作演示。
該系統(tǒng)分硬件搭建和軟件編程兩大部分。(1)硬件部分由AS-EIM工程創(chuàng)新模塊來模擬搭建,制作機器手、平臺等;(2)應(yīng)用AS-UII核心機器人及AS-Lasy擴展卡將AS-UII與AS-EIM相結(jié)合;(3)軟件編程使用能力風暴智能機器人VJC1.6開發(fā)版,應(yīng)用流程圖或C語言;(4)編寫軟件實現(xiàn)簡單文字或圖形的生成、繪制等功能。
3.3 編程軟件和工具的進一步學(xué)習和熟悉:對編程中要用到的新的函數(shù)、功能等進一步學(xué)習掌握。
3.4 方案設(shè)計:確定要實現(xiàn)的內(nèi)容,方法、步驟等,制定實施方案。
3.5 計算機編程實現(xiàn):編程實現(xiàn)以上內(nèi)容。
3.6 總結(jié)、準備答辯:寫課程設(shè)計報告,準備答辯材料。
4 要求:
4.1 要求同學(xué)們以滿腔的熱情、科學(xué)的態(tài)度,嚴謹?shù)淖黠L、高度的責任感從事課程設(shè)計工作;不得敷衍了事、馬馬虎虎、得過且過;提倡周密思考、大膽創(chuàng)新,反對生搬硬套、墨守陳規(guī);提倡共同研究,反對相互抄襲。
4.2 要求遵守作息時間,遵守學(xué)校的各項規(guī)章制度,確保設(shè)計順利、高質(zhì)量地完成。
5 時間安排:本學(xué)期畢業(yè)設(shè)計共2周,10個工作日,并利用周末時間,具體安排如下:
19周一至三:理論知識的鞏固學(xué)習、資料查詢、閱讀, Matlab編程語言的再學(xué)習等。
19周四至五:確定設(shè)計方案、編寫程序。
20周一至三:編寫程序。
20周四至五:撰寫設(shè)計報告,準備答辯。
20周五至六:答辯。
6 分組安排:
6.1 共48人,每組2-3人,分為18-20個組。按照先民主后集中、好壞搭配的原則進行。
6.2 每個組的同學(xué)可通過協(xié)商,從給定5個題目中自由選擇一個題目。
6.3 每個組各同學(xué)要有分工,自己進行協(xié)商分工辦法。
6.4 每個組固定使用實驗室的某臺計算機,同時負有保管職責。
7 設(shè)計報告的撰寫:
7.1 報告內(nèi)容完整,包括摘要、目錄、正文、結(jié)論、參考文獻等部分。
7.2 原理闡述正確、層次分明、文筆流暢,專業(yè)術(shù)語使用規(guī)范,數(shù)據(jù)準確。
7.3 本次要求手寫稿,要求字跡規(guī)范、不得潦草,圖紙清晰、整潔,內(nèi)容完整。
8 成績考核評定:
課程設(shè)計的最終成績是對學(xué)生在設(shè)計期間的態(tài)度、表現(xiàn)、水平、投入、答辯,以及設(shè)計報告的全面考核與衡量,而不是簡單的只根據(jù)設(shè)計報告給成績。因為目前不可能做到一人一題,故只根據(jù)報告給成績是偏妥的。成績按優(yōu)、良、中、及格、不及格五級制給分。
9 主要參考資料
[1]章毓晉,圖像處理和分析,清華大學(xué)出版社,1999;
[2]Rafael C. Gonzalez,digital image processing(Matlab版),電子工業(yè)出版社,2004;
[3]劉衛(wèi)國,MATLAB程序設(shè)計教程,水利水電出版社,2005.
[4]郝文化,MATLAB圖形圖像處理應(yīng)用教程,水利水電出版社,2004
學(xué)習文檔 http://xjuit.com/wenku/