時間：2022-03-17 16:46:58
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇圖像處理技術(shù)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
1常見處理技術(shù)
網(wǎng)頁中的圖像，按照存儲格式不同可以分為矢量圖和位圖，按照使用用途的不同，大致可以分為地址欄圖像，網(wǎng)站Logo，網(wǎng)頁內(nèi)容圖像等。地址欄圖像類似一個圖標(biāo)，顯示在地址欄網(wǎng)址前邊，一般經(jīng)過精心設(shè)計，能夠傳遞公司專業(yè)與精細(xì)的形象。內(nèi)容圖像是指嵌在網(wǎng)頁中或者作為網(wǎng)頁背景的圖像。伴隨網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和軟件技術(shù)的進(jìn)步，用于圖像處理設(shè)計的軟件有了很大的發(fā)展。網(wǎng)頁三劍客中的Dreamweaver在進(jìn)行網(wǎng)頁設(shè)計的同時，可以對一些圖片進(jìn)行簡單的變化處理，fireworks能滿足對網(wǎng)頁圖片處理的大部分功能要求。對于一些有特殊要求的圖像，可以使用Adobe公司的Photoshop軟件進(jìn)行處理；在進(jìn)行Logo等設(shè)計時，一般使用CorelDraw或Illustrator等軟件來完成。在進(jìn)行圖像的設(shè)計、選擇和處理中，掌握專業(yè)軟件的基本使用技巧是必需的，圖像在網(wǎng)頁設(shè)計中的功能主要可以分為視覺吸引、信息引導(dǎo)兩方面。要達(dá)到這樣的目的，需要對圖像進(jìn)行合理的處理。使用動畫圖片，以及適當(dāng)?shù)纳蕦Ρ龋纬砂媸降淖兓秊g覽者的注意，引導(dǎo)其對網(wǎng)站內(nèi)容的閱讀。根據(jù)公司對網(wǎng)站的功能定位，其所承載的任務(wù)與指向有所不同，對瀏覽者所作設(shè)定亦有差異。比如騰訊公司的騰訊網(wǎng)（）和騰訊（），一個作為門戶內(nèi)容網(wǎng)站，一個作為公司形象網(wǎng)站是兩個獨(dú)立的網(wǎng)站，設(shè)計風(fēng)格，內(nèi)容和要求差異很大。
2新技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)作為第四媒體，其顯示終端可能是計算機(jī)，平板，電視或智能手機(jī)，為了頁面兼容等原因，前端設(shè)計出現(xiàn)了很多新技術(shù)，如div+css技術(shù)，Javascript技術(shù)等，為了方便管理，一般采用對象的結(jié)構(gòu)、表現(xiàn)和行為分開。結(jié)構(gòu)是對象的內(nèi)容，表現(xiàn)是其外觀，而行為是與瀏覽者的交互，或者說是瀏覽者進(jìn)行鼠標(biāo)點擊或輸入內(nèi)容等操作時，頁面的反應(yīng)。在進(jìn)行網(wǎng)頁設(shè)計過程中，圖像對象也是如此，利用代碼可以對圖像進(jìn)行一些效果的處理，起到資源占用少，頁面維護(hù)容易等目的，還可以達(dá)到一些用基本圖像處理技術(shù)不易實現(xiàn)的效果。用div+css結(jié)合Javascript技術(shù)可以實現(xiàn)在網(wǎng)頁前端一些設(shè)計效果和邏輯處理功能，比如圖像輪播和驗證碼校驗功能。在一個存在后臺管理的網(wǎng)站中，網(wǎng)頁的很多內(nèi)容來自于后臺數(shù)據(jù)庫，一些圖片也不例外，內(nèi)容需要和后臺交互，根據(jù)數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容和頁面的特定邏輯，決定圖像的外觀。這是基本圖像處理技術(shù)無法實現(xiàn)的，需要設(shè)計者了解動態(tài)頁面設(shè)計技術(shù)，常見的技術(shù)有，php和jsp技術(shù)等。
3結(jié)論
傳統(tǒng)網(wǎng)頁設(shè)計技術(shù)一般分為前臺和后臺技術(shù)，前臺主要負(fù)責(zé)頁面的版式和效果設(shè)計，在設(shè)計過程中，需要對圖像處理有較好的理解，隨著技術(shù)的進(jìn)步和觀念的變化，一般認(rèn)為，網(wǎng)站的功能是第一位的，在此基礎(chǔ)上，需要有良好的顯示效果。技術(shù)是手段，是媒介，不能一味追求技術(shù)的先進(jìn)與絢麗，設(shè)計要同公司網(wǎng)站的定位緊密相關(guān)，綜合運(yùn)用多種技術(shù)實現(xiàn)。網(wǎng)站的視覺吸引、信息引導(dǎo)兩方面的功能并沒有變，但是如何達(dá)到這一目的，是設(shè)計者關(guān)注并努力的方向。在功能完成的基礎(chǔ)上，使瀏覽者獲得良好的體驗，簡潔明快的設(shè)計往往會給用戶留下較深的印象。頁面圖像設(shè)計者要對相關(guān)技術(shù)有較好的理解，頁面前臺效果不是孤立的，任務(wù)進(jìn)行過程中，美工需要和后臺設(shè)計人員進(jìn)行溝通，反復(fù)修改，共同完成設(shè)計。
作者：智立甫 王春寫 單位：石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣與電子工程系 石家莊市市容環(huán)衛(wèi)服務(wù)中心
關(guān)鍵詞：數(shù)字圖像處理；教學(xué)改革；課程建設(shè)；研究性教學(xué)
作者簡介：寧紀(jì)鋒（1975-），男，陜西韓城人，西北農(nóng)林科技大學(xué)信息工程學(xué)院，副教授。（陜西 楊凌 712100）
基金項目：本文系西北農(nóng)林科技大學(xué)教學(xué)改革研究項目（項目編號：JY1102077）、西北農(nóng)林科技大學(xué)本科優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)項目的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）34-0122-02
“數(shù)字圖像處理”是西北農(nóng)林科技大學(xué)（以下簡稱“我校”）信息工程學(xué)院為計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、信息與計算科學(xué)等多個理工科專業(yè)所開設(shè)的一門專業(yè)必修課。該課程涵蓋數(shù)學(xué)、物理、信號處理、心理學(xué)、計算機(jī)科學(xué)等多個領(lǐng)域的知識，與本科階段的高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論、面向?qū)ο缶幊獭?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析等多門課程密切相關(guān)，對后續(xù)的特征提取和圖像理解等高級計算機(jī)視覺處理課程具有重要的基礎(chǔ)作用。同時，它在“模式識別”、“人工智能”和“機(jī)器學(xué)習(xí)”等專業(yè)課程體系中起著重要的作用。[1-3]
一、課程改革的必要性
由于圖像處理理論性強(qiáng)，內(nèi)容抽象，算法較多，涉及的理論和方法既包含時域（空域）、變換域（頻域為主）、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)、地理學(xué)（如分水嶺算法），還涉及到模式識別理論的一些知識，學(xué)生理解起來有一定難度，在解決實際問題時，面臨著無從下手的困難。同時，圖像處理技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，隨著數(shù)字成像設(shè)備的廣泛使用和智能手機(jī)的普及，社會對圖像處理人才的需求也日益增加，這些都對課程教學(xué)提出了更高的要求。在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)“數(shù)字圖像處理”的傳統(tǒng)教學(xué)模式中，在課程定位、教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容上存在一些問題。
1.課程定位不明確
“數(shù)字圖像處理”在本科教學(xué)過程中有著兩種比較沖突的定位，導(dǎo)致課程教學(xué)過程存在兩種傾向。一是不顧本科學(xué)生實際情況向研究生課程看齊，將重點放在數(shù)字圖像處理理論內(nèi)容。但這些內(nèi)容與實際應(yīng)用聯(lián)系并不緊密，忽視它的應(yīng)用性和實踐性強(qiáng)的特點，從而導(dǎo)致理論與實踐脫節(jié)，造成學(xué)生在編程能力上的欠缺。二是過分強(qiáng)調(diào)應(yīng)用技能，把數(shù)字圖像處理等同于講授Photoshop等應(yīng)用軟件的使用，或以講授MATLAB和Open CV圖像處理函數(shù)為主，不重視原理和算法，忽略了對本科生科學(xué)素質(zhì)和研究能力的培養(yǎng)。
2.傳統(tǒng)教學(xué)模式與授課對象差異性的矛盾
“數(shù)字圖像處理”通常要求先研修“高等數(shù)學(xué)”、“線性代數(shù)”、“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”和“數(shù)字信號處理”等課程，但是一些本科專業(yè)并沒有完整開設(shè)這些課程。例如，我校計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)習(xí)“數(shù)字信號處理”課程，但軟件工程和信息與計算科學(xué)專業(yè)未開設(shè)該類課程。此外，在實驗環(huán)節(jié)中，教師根據(jù)教學(xué)大綱設(shè)置的實驗內(nèi)容通常比較固定，而未考慮學(xué)生專業(yè)和背景知識的差異、統(tǒng)一的實驗環(huán)境模式，使得有的專業(yè)學(xué)生因為知識儲備不足，學(xué)習(xí)起來有一定困難；而有的專業(yè)學(xué)生則感覺學(xué)習(xí)內(nèi)容簡單、缺乏挑戰(zhàn)性，使得教師講授時在調(diào)動學(xué)生積極性、提高學(xué)生實踐能力方面難以協(xié)調(diào)。
3.教材與學(xué)科發(fā)展不一致
數(shù)字圖像處理內(nèi)容涉及到矩陣運(yùn)算、信號處理、概率論與數(shù)理統(tǒng)計等多個內(nèi)容交叉學(xué)科，與新興學(xué)科的發(fā)展密切相關(guān)。當(dāng)前，在人工智能、模式識別和機(jī)器學(xué)習(xí)等新興學(xué)科的推動下，數(shù)字圖像處理技術(shù)發(fā)展越來越快。傳統(tǒng)的教材或過于偏重推導(dǎo)理論，與應(yīng)用實踐偏離，或成為圖像處理軟件或函數(shù)（如 Photoshop、MATLAB或Open CV）的使用說明書，使得學(xué)生難以深入學(xué)習(xí)圖像處理知識，影響對該門課程的掌握。
二、課程改革方法
根據(jù)授課專業(yè)對象的實際情況，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、完善實驗教學(xué)和考核等方面對該門課程進(jìn)行一系列改革，充分利用圖像處理實踐性強(qiáng)的特點，依托我校在數(shù)字圖像處理方面長期積累的理論和研究資源，將理論方法與實踐應(yīng)用有機(jī)結(jié)合，構(gòu)建了全面系統(tǒng)的數(shù)字圖像處理教學(xué)體系。多年教學(xué)效果表明，該教學(xué)模式有效克服傳統(tǒng)數(shù)字圖像處理教學(xué)存在的局限，極大增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新素養(yǎng)。
1.完善課程內(nèi)容體系，適應(yīng)圖像處理發(fā)展
數(shù)字圖像處理是一門發(fā)展中的課程，每年都有許多新的研究理論和方法不斷涌現(xiàn)，需對課程不斷進(jìn)行完善，以適應(yīng)圖像處理學(xué)科的發(fā)展。在保持圖像處理課程核心內(nèi)容的基礎(chǔ)上，注重將最近的該學(xué)科具有代表性的成果納入教學(xué)。精簡和更新一些陳舊的和目前圖像處理實際中很少使用的一些方法。其次，將一些現(xiàn)代經(jīng)典的科研論文，以補(bǔ)充教材的形式，作為教學(xué)內(nèi)容。將一些理論性較強(qiáng)，對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求較高的內(nèi)容，如主動輪廓分割模型和目標(biāo)跟蹤方法等作為選學(xué)內(nèi)容，供有興趣的學(xué)生學(xué)習(xí)。
考慮到OpenCV和MATLAB的廣泛使用，圖像文件的讀寫已非常簡單，因此，減少對圖像文件格式的講解；在圖像分割與邊緣檢測中，刪掉投影法與差影法內(nèi)容，因為該方面內(nèi)容在實際中已很少使用；在頻域處理中，淡化對傅里葉變換理論和算法的講解，重點放在其思想和應(yīng)用上。
2.應(yīng)用全方位教學(xué)手段，構(gòu)建立體化教學(xué)資源
針對“數(shù)字圖像處理”課程理論性和實踐性較強(qiáng)、可視化程度較高的特點，綜合利用圖像、視頻信息、可視化編程軟件和網(wǎng)絡(luò)資源等現(xiàn)代化教育技術(shù)，從課堂、實驗、應(yīng)用實踐等諸多環(huán)節(jié)探索立體化教學(xué)資源。結(jié)合不同專業(yè)需求，運(yùn)用MATLAB、Open CV等軟件工具包開發(fā)圖像處理實驗平臺，建立網(wǎng)絡(luò)化輔助教學(xué)系統(tǒng)，使抽象概念和算法形象化，激發(fā)學(xué)生思維。例如，建立圖像處理標(biāo)準(zhǔn)測試庫，包括了圖像去噪、圖像分割、圖像變換和特征提取與識別等核心內(nèi)容涉及到的測試數(shù)據(jù)；在參考教材方面，提供了國內(nèi)外知名大學(xué)出版的數(shù)字圖像處理和計算機(jī)視覺教材及計算機(jī)視域的專著；在多媒體課件方面，提供多年從國內(nèi)外知名大學(xué)網(wǎng)站上搜集到多個數(shù)字圖像處理和計算機(jī)視覺的電子課件，供學(xué)生學(xué)習(xí)；在代碼方面，提供了數(shù)字圖像處理方面的經(jīng)典和最新的一些科研成果的源代碼或可執(zhí)行軟件，學(xué)生自己運(yùn)行代碼并分析實驗結(jié)果，加深對圖像處理課程的認(rèn)識。
3.以學(xué)生發(fā)展為本，建立多元化的考核評價標(biāo)準(zhǔn)
在傳統(tǒng)方式下，教師常以期末考試和出勤率來評價學(xué)習(xí)效果，忽略了對學(xué)生參與學(xué)習(xí)活動和學(xué)習(xí)過程的評價。大部分學(xué)生往往在考試前突擊學(xué)習(xí)，沒有真正掌握扎實的知識。因此，本教學(xué)改革以過程控制為中心，以能力提高為目標(biāo)，對考核方式進(jìn)行改革，實行常規(guī)考核與過程性考核相結(jié)合的方式，準(zhǔn)確把握學(xué)生的真實成績，全面衡量和控制教學(xué)質(zhì)量，既要考學(xué)生的基本理論，更要考他們運(yùn)用知識和方法設(shè)計圖像處理方案、完成圖像處理實際任務(wù)的能力。在授課過程中，注重課堂考察環(huán)節(jié)，加強(qiáng)師生交互，動態(tài)掌握學(xué)生對授課內(nèi)容的理解。開展專題討論課程，讓學(xué)生大膽提問，鍛煉學(xué)生創(chuàng)新思維能力，對表現(xiàn)突出的學(xué)生增加平時分。
4.開展研究性課堂教學(xué)探索
在教學(xué)改革中，精選了若干圖像處理經(jīng)典和前沿專題討論，包括論文、程序源代碼和輔助材料。在課程一開始就布置任務(wù)給學(xué)生課下自學(xué)，并安排學(xué)生上臺講授，其他學(xué)生提問，教師給予點評，并組織學(xué)生一起討論，加深對圖像處理課程的認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力，提高創(chuàng)新素養(yǎng)。
例如，在圖像分割專題討論中，以經(jīng)典Mean Shift分割為主要內(nèi)容，Graph Cut和交互式分割兩個方向作為補(bǔ)充內(nèi)容，開展專題討論。因為這些廣泛使用的算法涉及到高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法設(shè)計等多門所學(xué)課程。通過自學(xué)、上課討論和教師點評，學(xué)生對以前所學(xué)基礎(chǔ)和專業(yè)知識有了更深層次的理解。同時，這些算法都面向彩色圖像，克服了教材中以灰度圖像為主要分割對象的不足。
5.開展研究性實踐教學(xué)
傳統(tǒng)“數(shù)字圖像處理”課程實踐教學(xué)強(qiáng)調(diào)基本算法的實現(xiàn)，未強(qiáng)調(diào)算法之間的邏輯聯(lián)系，忽略了數(shù)字圖像處理基本算法的綜合訓(xùn)練。在改革中，保留圖像處理基本核心算法，將科研項目融入教學(xué)實踐中，通過設(shè)計研究性綜合實踐項目，注重學(xué)生對所學(xué)知識的綜合理解和提升。例如，“圖像去霧”綜合訓(xùn)練實踐，以如何有效果去除圖像中的霧增強(qiáng)圖像質(zhì)量為目標(biāo)。該任務(wù)以2009年國際計算機(jī)視覺和模式識別會議（CVPR）的最佳論文《基于暗通道通先驗的單幅圖像去霧》[4]為主要內(nèi)容，涉及到圖像處理的多個基本算法，同時也包含了物理學(xué)和光學(xué)的一些知識。通過將新的實踐教學(xué)手段應(yīng)用到教學(xué)中，突出對學(xué)生思維能力、科研能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
三、結(jié)論
通過分析數(shù)字圖像處理目前存在的課程定位模糊、傳統(tǒng)的教學(xué)模式與授課對象差異性的矛盾和教材內(nèi)容與學(xué)科發(fā)展脫節(jié)等問題，筆者根據(jù)學(xué)科專業(yè)特點，結(jié)合授課教師的科研項目，從完善課程內(nèi)容體系、構(gòu)建立體化教學(xué)資源、多元化考核評價標(biāo)準(zhǔn)和開展研究性教學(xué)探索等五個方面進(jìn)行開展數(shù)字圖像處理教學(xué)改革。多年教學(xué)效果表明，該教學(xué)方法克服傳統(tǒng)教學(xué)方法所存在的弊端，極大地提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。學(xué)生較好地掌握數(shù)字圖像處理的核心內(nèi)容，了解當(dāng)代圖像處理的代表性成果和前沿趨勢，綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新素養(yǎng)明顯增強(qiáng)，為培養(yǎng)具有較強(qiáng)適應(yīng)能力的應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才打下堅實的基礎(chǔ)，適應(yīng)了新世紀(jì)對信息技術(shù)人才的培養(yǎng)要求。
參考文獻(xiàn)：
[1]何東健.數(shù)字圖像處理[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2008.
[2]杜云明，郝兵，劉文科.“數(shù)字圖像處理”課程任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式的實踐[J].中國電力教育，2013，（10）：113-114.
（1. 武警工程大學(xué) 信息工程系，陜西 西安 710086；2. 武警工程大學(xué) 電子技術(shù)系，陜西 西安 710086）
摘 要：針對數(shù)字圖像處理課程基礎(chǔ)理論抽象、實用性強(qiáng)的特點，分析和探討該課程教學(xué)中存在的若干問題及原因，從師資力量建設(shè)、課程標(biāo)準(zhǔn)制定、教學(xué)方法與設(shè)計、考核方法4個方面闡述數(shù)字圖像處理課程的教學(xué)優(yōu)化改革方案。
關(guān)鍵詞 ：數(shù)字圖像處理；教學(xué)優(yōu)化改革；師資力量；課程標(biāo)準(zhǔn)
基金項目：全軍學(xué)位與研究生教育研討會研究課題“軍隊院校研究生教育中的導(dǎo)師與研究生關(guān)系研究”（YJZX14C14）。
第一作者簡介：孔韋韋，男，講師，研究方向為圖像處理，kwwking@163.com。
0 引 言
數(shù)字圖像處理[1-2]是信息處理領(lǐng)域的重要分支，通過該課程我們可以完成圖像的幾何變換、算術(shù)處理、圖像增強(qiáng)、圖像復(fù)原、圖像重建、圖像編碼、模式識別、圖像理解等多個方面的工作。目前，隨著計算機(jī)軟硬件處理能力的不斷提升，數(shù)字圖像處理技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)檢測、反恐處突、彈道導(dǎo)彈精確制導(dǎo)等多個軍（民）用領(lǐng)域。由于該門課程的特殊地位和廣泛應(yīng)用，國內(nèi)外幾乎所有信息類專業(yè)都開設(shè)了該課程，許多專家、學(xué)者也針對課程的教學(xué)方式提出了自己的觀點[3-8]。
軍隊院校作為高等院校中的一類特殊群體，無論在課程設(shè)置還是人才培養(yǎng)需求上均與地方高等院校有很大的不同。軍隊院校自身的特殊屬性要求培養(yǎng)出的人才不僅要有扎實的理論基礎(chǔ)和科研能力，還能運(yùn)用這些知識對作戰(zhàn)以及日常訓(xùn)練中出現(xiàn)的問題加以解決，因此，軍隊院校對人才的理論與實踐結(jié)合能力提出了更高也更為嚴(yán)格的要求。
武警部隊負(fù)責(zé)維護(hù)國家安全和社會穩(wěn)定，有效打擊國內(nèi)外各種恐怖勢力，保障人民安居樂業(yè)。當(dāng)前，世界各國都將“反恐”作為維護(hù)國家穩(wěn)定和保衛(wèi)人民生命財產(chǎn)安全的一項重要任務(wù)。反恐圖像目標(biāo)的識別和監(jiān)視能力更體現(xiàn)了一個國家的反恐技術(shù)力量和能力水平，其關(guān)鍵在于反恐圖像目標(biāo)的識別。因此，有效地將數(shù)字圖像處理技術(shù)應(yīng)用于反恐處突領(lǐng)域，不僅有助于提升針對恐怖勢力的打擊力度，還可以有效減少傷亡，最大限度地保障國家和人民的生命財產(chǎn)安全。
1 數(shù)字圖像處理課程的特點
數(shù)字圖像處理課程主要有以下幾個特點：①理論基礎(chǔ)要求高，涉及高等數(shù)學(xué)、信號與信息系統(tǒng)、信息論、計算機(jī)編碼等多個領(lǐng)域的知識；②數(shù)字圖像處理課程覆蓋的內(nèi)容廣泛，知識點繁雜零碎；③新興理論的不斷出現(xiàn)要求廣大學(xué)者能夠敏銳把握數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展前沿；④數(shù)字圖像處理技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，處理方法也更為復(fù)雜。
2 軍隊院校數(shù)字圖像處理課程教學(xué)中存在的問題
2.1 課程設(shè)置不靈活
相比地方高等院校，軍隊院校的課程設(shè)置自由度十分受限，具體體現(xiàn)為課程的教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時安排、課堂組織形式甚至是開課時間均有嚴(yán)格的規(guī)定和限制，不能根據(jù)學(xué)生理論基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力的實際情況做自適應(yīng)的調(diào)整。
盡管研究生有自己的導(dǎo)師和研究方向，且很多研究生日后學(xué)位論文的研究方向可能與數(shù)字圖像處理領(lǐng)域并無關(guān)聯(lián)，然而，由于許多信息類專業(yè)院校的研究生培養(yǎng)方案均嚴(yán)格限定該課程為學(xué)位必修課，導(dǎo)致一些研究生為了學(xué)分和學(xué)位只得選擇一門與自己研究領(lǐng)域完全無關(guān)的課程，無形中造成了教學(xué)資源的浪費(fèi)。
2.2 課時少內(nèi)容多
數(shù)字圖像處理課程是國內(nèi)外幾乎所有信息類專業(yè)的必修課。地方高等院校通常會開設(shè)50個學(xué)時，而軍隊院校大多只開設(shè)40學(xué)時，有的學(xué)校甚至只將其作為學(xué)位選修課開設(shè)20學(xué)時。眾所周知，該課程涉及的教學(xué)內(nèi)容非常繁雜且對相關(guān)課程的理論基礎(chǔ)提出了較高要求，這類課程即使安排50學(xué)時也很難將重點內(nèi)容講授完畢，軍隊院校課程課時不足無疑對該課程的教學(xué)質(zhì)量造成重大影響。
2.3 教學(xué)形式單一
軍隊院校的特殊屬性在一定程度上約束了課堂多種教學(xué)形式的存在與發(fā)展，傳統(tǒng)的教師主體式教學(xué)法是主流。這種過于單一和機(jī)械的教學(xué)形式將對研究生的學(xué)習(xí)積極性造成不利影響。另外，軍隊中上下等級關(guān)系往往扼殺了研究生質(zhì)疑教師的勇氣和可能，使研究生不敢對教師的見解有所質(zhì)疑，不敢擅自踏入教師未首肯的領(lǐng)域中積極主動地發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，導(dǎo)致研究生的學(xué)習(xí)完全處于被動境地。
3 教學(xué)優(yōu)化改革
3.1 師資力量建設(shè)
數(shù)字圖像處理課程專業(yè)性強(qiáng)、理論難度大，涉及的基礎(chǔ)學(xué)科門類較多，因此，在條件允許的情況下應(yīng)盡可能安排科研方向或理論研究方向?qū)儆趫D像處理領(lǐng)域的教師擔(dān)任任課老師。一方面，長期從事該領(lǐng)域的教師對課程的基本內(nèi)容和理論了如指掌，基本功非常扎實，授課更為流暢、自然；另一方面，教材中介紹的只是圖像處理領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論和經(jīng)典模型，長期從事該領(lǐng)域研究的老師在研究過程中往往對課程中的概念及理論模型有更深刻的理解，在授課過程中必然會附帶介紹本人在該領(lǐng)域內(nèi)的研究現(xiàn)狀和最新進(jìn)展，有利于開闊研究生視野，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高授課質(zhì)量。
3.2 課程標(biāo)準(zhǔn)的制定
結(jié)合軍隊院校課時不足的教學(xué)實際以及人才培養(yǎng)類型的定位需求，我們完全有必要重新制定數(shù)字圖像處理課程的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，在保證理論系統(tǒng)性完整的基礎(chǔ)上，側(cè)重實踐能力以及解決實際問題能力的培養(yǎng)和提升。具體措施如下：①教學(xué)對象精確定位，扭轉(zhuǎn)以往研究生課程頻頻出現(xiàn)的“被選課”現(xiàn)象，切實保障“選修權(quán)”，允許研究生按照自己學(xué)位論文的研究需求選課；②由于學(xué)時有限，在制定課程標(biāo)準(zhǔn)時必須全面分析和研究教學(xué)內(nèi)容，梳理與課程內(nèi)容相關(guān)的知識目標(biāo)、技能目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)，適當(dāng)?shù)貏h減一些非重點內(nèi)容，重新劃分各章節(jié)的學(xué)時；③數(shù)字圖像處理雖然是一門理論性很強(qiáng)的課程，但學(xué)習(xí)的最終目的還是應(yīng)用，因此，在制定課程標(biāo)準(zhǔn)時必須為研究生學(xué)員留有一定的實踐操作以及課堂研討課時；④要反映部隊特色，在授課過程中重點介紹能夠直接應(yīng)用于部隊實際的模型和方法，譬如模式識別、圖像理解版塊，并要求研究生動手實踐；⑤緊跟發(fā)展前沿，保持知識的先進(jìn)性，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，以完善的學(xué)習(xí)資料、豐富的課程資源、真實的實踐環(huán)境作為課程的基礎(chǔ)和支撐。
3.3 教學(xué)方法與設(shè)計
結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)，我們擬將整個教學(xué)過程分解為4個階段：①基本理論講授；②專題討論；③專題講座；④實踐操作。
3.3.1 基本理論講授
教師對教學(xué)內(nèi)容中的基本理論加以講解，旨在為研究生掃清基本理論障礙。該部分的講解并非只是對課本內(nèi)容的簡單復(fù)制和重申，而是在介紹基本理論的基礎(chǔ)上，對基本概念中涉及的各層次知識點和潛在疑問加以梳理和闡釋，為下一階段的專題討論做鋪墊。該階段以教師講授為主體，采取案例式教學(xué)和啟發(fā)式教學(xué)相結(jié)合的授課方式。
3.3.2 專題討論
所謂專題討論，就是基于教師先前講授的某一個或某一類基本理論，探討具體應(yīng)用效果以及可能影響最終圖像處理效果的若干因素。這一環(huán)節(jié)將徹底打破經(jīng)典教學(xué)模式中的“教師主體”模式，轉(zhuǎn)變?yōu)椤敖處煷_定討論范圍—研究生為討論主體—教師最后總結(jié)”的模式。在整個過程中，教師和研究生的角色完全轉(zhuǎn)換，由研究生基于自身掌握的知識充分發(fā)揮自己的想象，針對若干問題展開探討或者辯論。譬如，教師在探討前先介紹圖像去噪理論的相關(guān)知識，包括噪聲產(chǎn)生的原理、噪聲的種類、噪聲在圖像中的表現(xiàn)、幾類經(jīng)典圖像去噪方法等，上述部分內(nèi)容講授完畢后確定3個問題，即均值去噪和中值去噪方法的原理有何不同？各自的優(yōu)缺點何在？各自在去噪過程中可能影響最終效果的因素有哪些？下一次課教師可安排專題討論，并將研究生在討論中的表現(xiàn)作為課程成績的一項重要依據(jù)。
在該門課程課代表的組織下，研究生被分成若干小組，大家利用課余時間分別對兩種去噪方法展開了深入研究，并通過Matlab軟件仿真驗證，記錄諸如峰值信噪比PSNR等相關(guān)指標(biāo)值，初步得出可能會影響最終去噪效果的若干因素；幾位同學(xué)針對一些不太一致的觀點展開激烈的討論；最后，由教師進(jìn)行內(nèi)容總結(jié)和答疑解惑，一些研究生還對教師的某些結(jié)論提出質(zhì)疑。
專題討論完畢后，教師和研究生普遍感覺以往枯燥又不合時宜的教學(xué)方法得到了徹底改變，研究生內(nèi)心的求知熱情得到了極大的激發(fā)。此外，整個專題討論過程也鍛煉了他們的邏輯思維，為了說服“對手”，他們必須要找到支撐自己觀點的科學(xué)依據(jù)，包括權(quán)威論壇上的答疑解惑以及仿真軟件仿真出來的實際結(jié)果等。有了這些證據(jù)后，他們還要對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究、組織語言、理清思路，而在以往的教學(xué)模式下，研究生并不會主動花費(fèi)時間查找資料，教師由于課時的關(guān)系也不可能對每一種理論都進(jìn)行仿真演示。
3.3.3 專題講座
擔(dān)任數(shù)字圖像處理課程任務(wù)的教師必須從事圖像處理領(lǐng)域研究，因此，在教學(xué)過程中，適時安排1~2次專題講座，由任課教師將自己在本領(lǐng)域的研究成果或是研究體會以講座的形式向研究生進(jìn)行報告。在講座過程中，教師將從一個較高的層次，把一些新的內(nèi)容介紹給研究生，同研究生一起分享圖像處理領(lǐng)域最新的發(fā)展動態(tài)和研究成果，開拓研究生的視野，為研究生動態(tài)更新最新的前沿知識。另一方面，由于課程標(biāo)準(zhǔn)制定過程中教學(xué)對象已實現(xiàn)了精確定位，凡是選修數(shù)字圖像處理課程的研究生日后均要從事該領(lǐng)域的研究，因此專題講座的開展也在一定程度上為研究生日后的學(xué)位論文撰寫提供靈感和研究方向。顯然，專題講座是課程教學(xué)強(qiáng)大而又有益的補(bǔ)充。
3.3.4 實踐操作
由教師從教學(xué)內(nèi)容中選取若干重難點且與部隊作戰(zhàn)（訓(xùn)練）密切關(guān)聯(lián)的內(nèi)容，交由研究生自行仿真實現(xiàn)，記錄主客觀評價指標(biāo)數(shù)值，對仿真結(jié)果進(jìn)行比較與分析，并得出結(jié)論；對仿真結(jié)果中的不足展開討論，給出可能的解決方案。顯然，該階段側(cè)重課程標(biāo)準(zhǔn)中“反映部隊特色”的宗旨，要求學(xué)員學(xué)以致用，切實將書本中的理論知識運(yùn)用到部隊實際中，為部隊服務(wù)，提高作戰(zhàn)能力，體現(xiàn)軍隊院校“向部隊靠攏，向?qū)崙?zhàn)靠攏”的辦學(xué)宗旨。
在實際操作中，為了貼合武警部隊反恐處突場景的作戰(zhàn)實際，教師為學(xué)生布置了模式識別版塊中的圖像融合仿真實驗，給出了國際TNO組織提供的聯(lián)合國營地源圖像，源圖像取自同一場景，一幅由灰度可見光圖像傳感器獲得，另一幅由紅外圖像傳感器獲得。該實踐場景十分類似于武警部隊對潛藏在樹林中的恐怖分子進(jìn)行圍捕的場景，要求研究生對現(xiàn)行資料中融合效果較好的6種融合方法進(jìn)行仿真，記錄仿真結(jié)果并加以分析討論。
通過這一階段的訓(xùn)練，研究生將書本中的理論知識與實際應(yīng)用進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合，取得了良好的效果，并為日后將相應(yīng)方法應(yīng)用于部隊作戰(zhàn)（訓(xùn)練）提供了理論基礎(chǔ)和支持。
3.4 考核方法
課程考核采取百分制，并綜合考慮研究生在筆試、專題討論、實踐操作3個環(huán)節(jié)中的表現(xiàn)，3者的比例為0.30：0.35：0.35。在考核中，教師更看重研究生在該門課程中針對實際問題的分析能力和實踐動手能力，以期學(xué)生真正理解和消化書本中的理論知識。筆試采取開卷方式進(jìn)行，側(cè)重考核研究生對該門課程中的基本理論、概念、公式的掌握情況，因此，同以往的純閉卷考試相比，該考核方法靈活度更高，考核效果也更理想。在最終考核中，由于采取了更為有效的考核方式，學(xué)生只要認(rèn)真參與教學(xué)活動，必然可以順利通過考試并拿到高分。如今，兩年的教學(xué)改革已經(jīng)使該課程在研究生中小有名氣，從往日學(xué)員們的“黑名單”課程轉(zhuǎn)而成為“熱銷品牌”。
4 結(jié) 語
兩年的實踐結(jié)果表明，相比傳統(tǒng)的授課方式，該改革方案更符合高等院校的教學(xué)規(guī)律和實際情況，尤其是將部隊的實戰(zhàn)需求充分融入課程標(biāo)準(zhǔn)的制定過程，更加貼近了當(dāng)前軍隊院校的人才培養(yǎng)需求，充分體現(xiàn)了軍隊院校“向部隊靠攏，向?qū)崙?zhàn)靠攏”的辦學(xué)宗旨。
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1 圖像處理技術(shù)
1.1 數(shù)字圖象處理的特點
隨著計算機(jī)科學(xué)的發(fā)展與工控程度的提高，圖像處理技術(shù)被越來越廣泛的運(yùn)用。在顆粒檢測識別領(lǐng)域，圖像處理技術(shù)有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。它減少了單純的人工操作量，降低了測量過程中的粗糙性。提供了對復(fù)雜細(xì)微顆粒處理的可行性，加快了分析處理速度并且可以直接或間接的獲取人們所需要的信息。實現(xiàn)過程的實時監(jiān)測和控制。
1.2 煤堆顆粒的圖像識別系統(tǒng)框架
圖像識別系統(tǒng)主要包括圖像采集和圖像處理兩部分。圖像采集主要由圖像傳感器來完成，圖像處理主要由計算機(jī)和相應(yīng)的系統(tǒng)軟件來完成。框架如圖1。
在煤堆里取樣，用粉碎機(jī)磨制好煤粒粗樣后得到煤的顆粒樣本如圖2。然后通過CCD圖像傳感器采集到圖像，lunwen. 1KEJI AN. COMlunwen. 1KEJI AN. COM提供寫作論文和發(fā)表服務(wù),歡迎您的光臨進(jìn)行數(shù)字化處理后存入計算機(jī)，獲取煤粒原始圖像。再利用軟件對數(shù)字圖像進(jìn)行相應(yīng)處理得到相關(guān)圖像參數(shù)，最后根據(jù)所得參數(shù)數(shù)據(jù)分析得出煤粒特性結(jié)論。
這里選用CCD傳感器來獲取數(shù)字圖像如圖3所示。CCD圖像傳感器是一種特殊的半導(dǎo)體材料又名電荷耦合器[2]。它由大量按矩陣排列的獨(dú)立光敏元件構(gòu)成。可直接將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，然后電信號經(jīng)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換后，實現(xiàn)圖像的獲取、存儲、傳輸、處理和復(fù)現(xiàn)等操作。由CCD攝像設(shè)備采集的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)成模擬信號經(jīng)圖像模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)字化后，得到數(shù)字圖像交由計算機(jī)處理。它最顯著的優(yōu)點是噪聲低、響應(yīng)速度快、像素分辨率高等。
1.3 煤堆顆粒圖像的數(shù)字化處理
在計算機(jī)中利用軟件對原始顆粒圖像（圖4）進(jìn)行預(yù)處理。對于一張圖像來說，往往需要提取目標(biāo)物，所以先作灰度變換減少圖像噪聲，保證圖像質(zhì)量。每一副圖像相當(dāng)于一個矩陣，矩陣的行和列確定圖像中的每一個點，矩陣中的元素值對應(yīng)該點的灰度級。圖像矩陣中的每個元素就是像素。顆粒本體灰度值與背景圖層灰度值較為均勻，進(jìn)行灰度變化后效果較好，灰度圖有無明顯的雙峰。灰度變換不足以達(dá)到最終效果，需要對圖像作二值化處理。手動改變圖像閾值，顆粒圖像二值化效果發(fā)生改變，當(dāng)觀測圖像變化效果最為理想時停止改變，確定一個最佳的門限閾值。二值化處理后顆粒如圖5。另外也可以選擇自適應(yīng)閾值分割，但是無法同步觀察變化過程，且計算量相對較大耗時長，無法達(dá)到背景圖層與顆粒本體二值化圖像最佳效果。
2 煤堆顆粒特性分析
2.1 顆粒的形態(tài)描述
從顆粒的形態(tài)學(xué)切入，分析顆粒粒度及形狀。粒度是顆粒在空間范圍所占大小的線性尺度。通常表面光滑的球體顆粒的粒度用直徑表示，立方體顆粒的粒度用邊長表示。對不規(guī)則的礦物顆粒，可將與礦物顆粒有相同行為的某一球體直徑作為該顆粒的等效直徑。對許多取向混亂的顆粒按一定方向測量平均線度的統(tǒng)計作為當(dāng)量徑。由于獲取的是顆粒投影圖像，則可按二維投影規(guī)則對煤粒度進(jìn)行定義[3]。
2.2 煤堆顆粒粒度相關(guān)參數(shù)
顆粒面積的計算，通過對圖像像素點的統(tǒng)計得到。統(tǒng)計獲得顆粒像素的個數(shù)后，還需要用一個標(biāo)準(zhǔn)單位來標(biāo)定。通過比例換算得到目標(biāo)顆粒實際面積大小。采用逐行掃描的方式對圖像中每一個顆粒進(jìn)行標(biāo)號確定單個顆粒參數(shù)。這樣每一個目標(biāo)顆粒的參數(shù)都有一個歸屬，不容易產(chǎn)生混亂。
顆粒周長的計算可以通過對二值圖像中目標(biāo)物的邊緣像素計算獲得。依然可以采用順序逐行掃描的方式對圖像進(jìn)行掃描。對圖像邊緣像素跟蹤累加，統(tǒng)計像素個數(shù)可得周長。因此顆粒的當(dāng)量直徑可以根據(jù)顆粒粒度定義由面積和周長求得。此外還可以利用計算機(jī)圖像系統(tǒng)對顆粒進(jìn)行自定義多方向掃描，獲取每一個方向上的粒徑值再進(jìn)行平均。用該平均值對粒徑大小作粗估計值，這里并沒有對此種方法加以詳細(xì)證明。
這樣就可以根據(jù)不同粒徑的顆粒物在顆粒總體中所含的百分比來確定粒度分布。此外還可以根據(jù)顆粒粒度來進(jìn)lunwen. 1KEJI AN. COMlunwen. 1KEJI AN. COM提供寫作論文和發(fā)表服務(wù),歡迎您的光臨行顆粒分級，明確顆粒的層次關(guān)系。
3 煤堆顆粒與分形理論
3.1 分形理論的定義
分形理論是時下非常流行的新理論。分形理論的最基本特點是用分形分維的數(shù)學(xué)工具來描述研究客觀事物。它跳出了一維的線、二維的面、三維的立體乃至四維時空的傳統(tǒng)藩籬[4]，更加接近客觀事物和復(fù)雜系統(tǒng)的真實屬性。
3.2 顆粒粒度的分形分析
在顆粒的形態(tài)特征中，主要討論了分形分維的方法。把分形維數(shù)作為顆粒形態(tài)描述的一個重要角度。分形維數(shù)在一定程度上體現(xiàn)了顆粒的某些化學(xué)物理特性。實際測定分維的辦法有很多，如根據(jù)尺度、測度關(guān)系、相關(guān)函數(shù)等。針對顆粒的不同特征可以建立不同的分形模型。對于無規(guī)顆粒具有如下分形特征式：
①根據(jù)邊緣進(jìn)行分形分析，顆粒的無歸邊緣曲線可利用盒維數(shù)[5]計算得分形維數(shù)。與邊緣線相交的正方形個數(shù)記為盒子數(shù)N（如圖6盒子數(shù)為16），盒子大小為k*k，k即盒子的邊長。存在推導(dǎo)關(guān)系式：-；D記為分形維數(shù)，B為常數(shù)。通過推導(dǎo)關(guān)系計算擬合數(shù)據(jù)可得到分形維數(shù)D。在對k取值時，k值越小所能取到的盒子數(shù)也越多，邊緣分形結(jié)果越精確。理論上顆粒邊緣復(fù)雜程度越大，分形維數(shù)值越大。邊緣分形維數(shù)體現(xiàn)顆粒的輪廓曲線特點。這里取了4個不同顆粒樣本進(jìn)行了圖像處理后，經(jīng)過計算分別得出4個樣本的分形維數(shù)，進(jìn)行比較。
從表1中可以看出顆粒邊緣分形維數(shù)變化不是特別明顯，原因可能與所取的盒子邊長k有關(guān)。還需要結(jié)合其他形狀參數(shù)來進(jìn)行特征描述。說明僅僅利用顆粒邊緣分形分維作為煤粉顆粒特性標(biāo)準(zhǔn)描述有待改進(jìn)。
②根據(jù)顆粒粒徑分形有關(guān)系式：-。是粒徑分布分形維數(shù)，R是粒徑大小，為粒徑大于R的顆粒數(shù)。同樣可以通過擬合數(shù)據(jù)計算得到顆粒粒徑分布分形維數(shù)。在選取了3組顆粒圖像進(jìn)行了顆粒粒徑分布分形維數(shù)計算后得到相關(guān)參數(shù)如表2。
從表2來看，粒徑分布分形很大程度上與顆粒數(shù)目有關(guān)。分形維數(shù)是根據(jù)統(tǒng)計粒徑R以及對應(yīng)的顆粒數(shù)目N進(jìn)行擬合后得到的直線斜率。盡可能的選取較多的顆粒圖進(jìn)行計算，分形維數(shù)越準(zhǔn)確粒徑分布分形偏差越小。顆粒粒徑與分布分形維數(shù)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，粒徑越小分布分形維數(shù)越大，粒徑分布隨粒徑減小呈現(xiàn)的分形特征越明顯，反映煤堆顆粒粒徑分布越復(fù)雜。
5 結(jié)語
對于煤堆顆粒的識別，采用數(shù)字圖象處理技術(shù)能夠提高識別檢測的速度，同時還可以減小大量人為干預(yù)造成的誤差，避免檢測重復(fù)性低等缺點。對于煤炭行業(yè)提高燃煤利用率和降低污染有著重要的意義。本文主要通過圖像灰度變換、圖像分割等方法對煤粒圖像做處理。同時結(jié)合分形理論進(jìn)行分析，得到煤堆顆粒粒lunwen. 1KEJI AN. COMlunwen. 1KEJI AN. COM提供寫作論文和發(fā)表服務(wù),歡迎您的光臨徑分布分形等參數(shù)，說明了顆粒分形的可行性并對煤的顆粒分形特征進(jìn)行描述。但是在粒度形態(tài)識別中只是對二維投影圖顆粒粒徑做了說明，還可以從形狀因子等參數(shù)考慮，綜合描述顆粒特征。對顆粒分布分形也不完善，需要做進(jìn)一步研究。此外，如何更好的提取顆粒的邊緣輪廓，找到顆粒新的參考特性以及分形與工業(yè)分析之間的關(guān)系是下一步探討的方向。
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關(guān)鍵詞：遙感圖像處理 課程體系 模塊化 教學(xué)實踐
中圖分類號：G421 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（b）-0185-02
遙感作為一種高效的探測、獲取、分析和處理空間信息的先進(jìn)技術(shù)手段，已廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。高等院校是我國遙感專業(yè)人才培養(yǎng)的主戰(zhàn)場，它提供了一個綜合性高、專業(yè)性強(qiáng)的平臺[1]。在該平臺上，可以針對社會的應(yīng)用需求，塑造學(xué)生不同的個體特征，培養(yǎng)出適于不同崗位的研究型、應(yīng)用型人才。因而，構(gòu)建旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合素養(yǎng)，并突出其個體特征的課程體系具有舉足輕重的作用。特色鮮明的體系可以在提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)的同時，也能夠突出學(xué)生個體，因而可以更好地滿足我國遙感專業(yè)人才培養(yǎng)的需求。
現(xiàn)階段我國為遙感專業(yè)人才培養(yǎng)設(shè)置的本科專業(yè)主要有攝影測量與遙感、遙感科學(xué)與技術(shù)、地理信息科學(xué)等，在這些專業(yè)的培養(yǎng)方案中，《遙感導(dǎo)論》和《遙感圖像處理》在多數(shù)高等院校中都有開設(shè)，并為專業(yè)核心課程之一，有的高等院校還開設(shè)了《數(shù)字圖像處理》。《遙感導(dǎo)論》和《數(shù)字圖像處理》兩門課程可以視為《遙感圖像處理》的前期基礎(chǔ)課，因而在課程學(xué)期安排上應(yīng)該提前。
《遙感圖像處理》以地理學(xué)、測繪學(xué)、數(shù)理統(tǒng)計、計算機(jī)技術(shù)等為背景，在學(xué)習(xí)了遙感技術(shù)、圖像處理技術(shù)的原理和理論基礎(chǔ)上，著重介紹遙感信息處理的原理、過程與方法，并掌握遙感圖像處理技術(shù)的發(fā)展動態(tài)與實際應(yīng)用。由于《遙感圖像處理》是多學(xué)科的交叉，與很多專業(yè)都有很密切的聯(lián)系，而且發(fā)展速度較快，在遙感圖像處理的教學(xué)中，一方面要求不同對象的學(xué)生掌握、理解或了解圖像處理技術(shù)的基本原理；另一方面，還要求不同對象的學(xué)生理解或了解遙感圖像的成像機(jī)理、處理技術(shù)和流程等。同時，圖像處理技術(shù)和遙感技術(shù)具有技術(shù)更新快的特點，因而還需要學(xué)生掌握現(xiàn)階段的狀態(tài)以及最新發(fā)展情況。除了教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法外，實驗教學(xué)也是《遙感圖像處理》課程的重要的環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的課程教學(xué)大都偏重于理論，一些已有的實驗也主要是針對特定圖像處理的一些應(yīng)用，缺乏圖像處理技術(shù)應(yīng)用與遙感圖像特征無縫結(jié)合和系統(tǒng)組織。
總的來說，目前的《遙感圖像處理》課程體系主要存在以下幾個方面的問題[2]：（1）傳統(tǒng)的課程體系多注重經(jīng)典理論，輕實驗和實踐[3]。除了應(yīng)該重視理論教學(xué)外，有效地利用實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，有利于學(xué)生理解和掌握該課程內(nèi)容，取得事半功倍的教學(xué)效果；（2）傳統(tǒng)課程體系脫胎于數(shù)字圖像處理，和遙感處理關(guān)鍵技術(shù)之間存在斷裂面，遙感處理知識體系不夠完善。
本文以我國高等師范院校開設(shè)的遙感科學(xué)與技術(shù)、地理信息科學(xué)專業(yè)為例，針對《遙感圖像處理》課程的教學(xué)目標(biāo)，提出了適合高等師范院校本專業(yè)領(lǐng)域?qū)W生的課程體系的構(gòu)建方案，并就其實踐教學(xué)的效果和課程體系特色進(jìn)行介紹。
1 課程體系的建立
內(nèi)容的模塊化設(shè)計是目前課程體系建設(shè)的主要方案，在很多高等院校的專業(yè)教學(xué)中得到了較好地應(yīng)用[4]。為適于高等師范院校開設(shè)的遙感科學(xué)與技術(shù)、地理信息科學(xué)專業(yè)教學(xué)需求，通過近10年左右的實踐教學(xué)，我們將《遙感圖像處理》的課程體系結(jié)構(gòu)分為7個模塊，如圖1所示。
（1）圖像基礎(chǔ)模塊：這一部分主要介紹遙感數(shù)字圖像的基礎(chǔ)知識，主要包括遙感數(shù)字圖像、遙感數(shù)字圖像的計算機(jī)存儲、遙感數(shù)字圖像的計算機(jī)視圖與表達(dá)等內(nèi)容，讓學(xué)生了解遙感數(shù)字圖像的基本概念和特點，并從計算機(jī)存儲和顯示的角度，定性了解數(shù)字遙感圖像，引導(dǎo)學(xué)生建立遙感圖像處理研究和實踐的興趣。
（2）定量遙感處理模塊：遙感定量化是當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的重要方向之一，其分析和處理過程涉及到物理、大氣等學(xué)科；本科生由于前期所開課程較少，感覺定量遙感處理的難度較大，因而我們主張在本科階段掌握定量遙感的基礎(chǔ)理論和圖像處理，深層次處理設(shè)置在后續(xù)的研究生課程開設(shè)。
該模塊的主要內(nèi)容涵蓋輻射定標(biāo)、大氣校正、熱紅外地面溫度反演等，以Landsat TM圖像為例，了解遙感圖像的輻射校正和定量反演的技術(shù)方法：輻射定標(biāo)結(jié)合Landsat TM的0級、1級產(chǎn)品，介紹遙感圖像數(shù)字值（digital number，DN）轉(zhuǎn)換為光譜輻射亮度的方法；大氣校正主要講述基于輻射傳輸方程的校正方法，結(jié)合6S和MOTRAN輻射傳輸軟件包，完成遙感圖像的大氣校正；熱紅外圖像地表溫度反演以Landsat TM6為例，介紹單波段熱紅外圖像的地表溫度反演方法和技術(shù)流程。
（3）幾何遙感處理模塊：該模塊針對遙感成像的純中心投影、多中心投影、側(cè)視雷達(dá)等不同構(gòu)像方式，解釋它們的幾何糾正方法和技術(shù)流程；對于多項式糾正方法重點介紹，強(qiáng)度多項式的構(gòu)建、地面控制點的選擇、最小二乘法擬合等相關(guān)內(nèi)容。
（4）數(shù)字圖像增強(qiáng)模塊：數(shù)字圖像增強(qiáng)模塊按照彩色增強(qiáng)、輻射增強(qiáng)、空間域增強(qiáng)、頻率域增強(qiáng)、多光譜增強(qiáng)等順序進(jìn)行講解。在這一部分，我們遵循系統(tǒng)深入的原則，基于遙感數(shù)字圖像處理的實例，幫助學(xué)生系統(tǒng)復(fù)結(jié)并領(lǐng)會各種理論方法之間的邏輯順序與本質(zhì)。由于圖像處理具有理論性和可視化強(qiáng)的特點，在這個部分教學(xué)中，我們希望加強(qiáng)學(xué)生對前置基礎(chǔ)課程（如《遙感導(dǎo)論》和《數(shù)字圖像處理》）所學(xué)基本理論和方法的深入理解，使其充分認(rèn)識遙感機(jī)理理論知識在遙感圖像增強(qiáng)應(yīng)用中的指導(dǎo)意義，并體會理論本身的魅力。
（5）遙感圖像融合模塊：該模塊從遙感圖像融合的目的出發(fā)，介紹圖像融合的主要方法和技術(shù)流程、圖像融合結(jié)果的性能評估等；聯(lián)系數(shù)字圖像增強(qiáng)模塊的多光譜增強(qiáng)子模塊，以HIS變換、主成份分析、傅里葉變換和小波變換等為基礎(chǔ)，闡述遙感圖像融合的主要技術(shù)方法，并對其方法的缺點進(jìn)行分析，提出改進(jìn)的遙感圖像融合方案。
（6）遙感圖像分類模塊：該模塊主要包括計算機(jī)分類的基本原理、非監(jiān)督分類、監(jiān)督分類、計算機(jī)分類的新方法、分類結(jié)果后處理、精度評估等內(nèi)容。在這一部分教學(xué)中，我們充分發(fā)揮圖像處理應(yīng)用性強(qiáng)的特點，選擇最小距離法、ISODATA、最大似然分類法等，重點講述其基礎(chǔ)理論和技術(shù)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
（7）變化檢測模塊：該模塊是對前面所學(xué)模塊的綜合運(yùn)用，向?qū)W生展示《遙感圖像處理》立體而豐富的專業(yè)內(nèi)容。在介紹遙感圖像變化檢測意義和技術(shù)流程的基礎(chǔ)上，重點論述變化檢測的分類后比較法和直接比較法；將變化向量分析法（CVA）作為典型算法進(jìn)行講述，通過土地覆被變化檢測的應(yīng)用實例，綜合遙感圖像輻射校正、幾何糾正等知識，重點論述變化強(qiáng)度和變化方向的確定方法，并利用圖像處理實踐提升學(xué)生的研究性思維，初步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
2 課程教學(xué)實踐及其特色
2.1 加強(qiáng)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，注重動手能力的培養(yǎng)
本課程主要教學(xué)目的是使學(xué)生了解和掌握遙感信息處理的基本知識、方法、基本技能和發(fā)展動態(tài)，初步掌握應(yīng)用遙感信息處理技術(shù)分析和解決實際問題的能力。因而，實踐教學(xué)能力培養(yǎng)是我們課程建設(shè)的核心部分。我們在每個模塊中設(shè)置了多個實踐環(huán)節(jié)，多角度、多目標(biāo)的提升學(xué)生動手操作能力。
通過理論學(xué)習(xí)、實踐處理等環(huán)節(jié)，增強(qiáng)學(xué)生對本課程的理解，并在此基礎(chǔ)上使學(xué)生進(jìn)一步掌握遙感圖像成像的基本原理、基本理論和這些理論在遙感圖像處理中的應(yīng)用。近10年的教學(xué)實踐證明，該課程的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)較好地調(diào)動了學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的積極性，取得了較好的學(xué)習(xí)效果。
2.2 內(nèi)容延伸模塊化，形成分層次課程體系
我們依據(jù)課程教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建了授課內(nèi)容的基本框架，按照教學(xué)內(nèi)容分塊設(shè)置，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)階段、課時安排、專業(yè)特色延伸等可以靈活變化，因而給授課內(nèi)容帶來了較大的機(jī)動性。
在每個教學(xué)模塊中首先確定知識體系和拓展專題內(nèi)容，將這些拓展專題分為偏應(yīng)用型和偏理論型。每個專題中設(shè)置基本內(nèi)容和擴(kuò)展內(nèi)容，形成模塊化分層次的課程體系。
例如：在數(shù)字圖像增強(qiáng)模塊中，目前的大多數(shù)教材中存在直方圖均衡化的內(nèi)容，然而隨著圖像處理技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的拓展，人們發(fā)現(xiàn)在絕大多數(shù)遙感圖像增強(qiáng)處理中不適合直方圖均衡化處理，因此這部分內(nèi)容可以不講或讓學(xué)生自學(xué)。圖像增強(qiáng)部分的內(nèi)容非常多，使學(xué)生清楚掌握第一節(jié)內(nèi)容介紹的關(guān)鍵詞，課程的延伸內(nèi)容就會更易理解。根據(jù)學(xué)科特色和學(xué)習(xí)層次，可以有意識地引入偏應(yīng)用專題或偏理論專題，更好地滿足不同目標(biāo)、不同層次的學(xué)生的需求。
通過遙感圖像處理課程教學(xué)內(nèi)容的分塊劃分，形成了層次化、模塊化課程體系，在確保授課內(nèi)容體系完整情況下，使內(nèi)容選擇更具條理和可操作性，便于培養(yǎng)不同目標(biāo)導(dǎo)向的學(xué)生，更適于我國高等師范院校相關(guān)專業(yè)的教學(xué)設(shè)計。
2.3 多目標(biāo)人才及其創(chuàng)新能力培養(yǎng)
社會對人才可以從不同的角度加以分類，從生產(chǎn)或工作活動的目的來分析，現(xiàn)代社會的人才可分為學(xué)術(shù)型（理論型）、技術(shù)型、工程型和技能型等。多目標(biāo)人才就是多功能人才，其特點是多才多藝，能夠在很多領(lǐng)域大顯身手。當(dāng)今社會的重大特征是學(xué)科交叉，知識融合，技術(shù)集成。因而，《遙感圖像處理》多目標(biāo)人才培養(yǎng)是培養(yǎng)學(xué)生在各個方面都有一定能力，同時在某一個具體的方面要能出類拔萃。
在高等師范院校地理學(xué)背景創(chuàng)辦遙感科學(xué)與技術(shù)、地理信息科學(xué)等本科專業(yè)的情況下，不同層次、不同培養(yǎng)目標(biāo)導(dǎo)向，可以讓學(xué)生針對自己的發(fā)展方向選擇應(yīng)用型還是研究型，因而該課程體系更加具有靈活度。我們課程體系中設(shè)置的定量遙感模塊，可以滿足學(xué)生在應(yīng)用型《遙感圖像處理》課程中學(xué)習(xí)到研究型知識，豐富和完善學(xué)生的有關(guān)遙感處理的知識結(jié)構(gòu)，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。實踐教學(xué)證明，我們的本科生經(jīng)過該模塊的學(xué)習(xí)，也能夠獨(dú)立完成研究方案構(gòu)思和具體研究路線設(shè)計，并在老師的指導(dǎo)下撰寫科學(xué)論文。
3 結(jié)語
衛(wèi)星遙感、圖像處理技術(shù)的迅猛發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域愈來愈廣泛，該領(lǐng)域受到很多學(xué)生的垂青，激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)熱情。目前很多高等院校都開設(shè)了《遙感圖像處理》這門課程。如何根據(jù)各個高等院校的學(xué)科特色、學(xué)生特點構(gòu)建適合自己的課程教學(xué)體系、安排好授課內(nèi)容、提高教學(xué)方法和教學(xué)手段的有效性是很多高等院校主講教師最關(guān)注的，同時對于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、加強(qiáng)實踐應(yīng)用能力以及培養(yǎng)信息技術(shù)時代的創(chuàng)新型人才具有重要意義。
筆者結(jié)合多年《遙感圖像處理》課程的教學(xué)經(jīng)驗，設(shè)計了一個課程內(nèi)容模塊化、專題內(nèi)容可延伸、分層次的課程體系，它采用專題框架，在保證授課體系完整性的前提下，授課教師可以依據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)特色、學(xué)時要求引入模塊化延伸內(nèi)容，有機(jī)地將課程教學(xué)內(nèi)容聯(lián)合在一起，形成多層次、多目標(biāo)的授課內(nèi)容。實踐證明，該課程體系設(shè)置達(dá)到了我們高等師范院校相關(guān)專業(yè)的課程教學(xué)預(yù)期效果，可以為我國其他高等師范院校的相關(guān)專業(yè)的《遙感圖像處理》課程教學(xué)提供參考。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 圖像處理 深度網(wǎng)絡(luò)
1 引言
圖像是人類最重要的信息源。隨著技術(shù)的發(fā)展，圖像的應(yīng)用也越來越廣泛，因此圖像處理已經(jīng)成為研究人員關(guān)注的重點。由于圖像中包含的信息比較豐富，如何能有效的抽取信息，并對其進(jìn)行識別也是研究者們關(guān)心的話題。目前，在圖像處理領(lǐng)域已經(jīng)有了不少相關(guān)的研究。例如利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行圖像處理的方法：采用反向傳播算法的多層前饋網(wǎng)絡(luò)，能夠逼近任意非線性映射關(guān)系的BP網(wǎng)絡(luò)。
上述進(jìn)行圖像處理研究中，雖然取得一定的效果，但是還是存在一定的問題，如對多層的訓(xùn)練，其效果已經(jīng)不是很理想；由于采用隨機(jī)選定初始值的多層網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練算法，但因輸入與輸出間非線性映射使網(wǎng)絡(luò)誤差函數(shù)是一個含多個極小點的非線性空間，因此會陷入局部最小的困境。
針對上述情況，我們采用“深度學(xué)習(xí)”方法來進(jìn)行處理。深度學(xué)習(xí)是一類興起的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法，其主要是通過學(xué)習(xí)低層特征形成抽象的高層表示（屬性類別或特征），以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分布式特征，本論文通過對深度模型進(jìn)行結(jié)合改進(jìn)，并且通過實驗表明其具有可行性。
2 深度學(xué)習(xí)相關(guān)模型及改進(jìn)
2.1 稀疏自編碼器
自動編碼器（Auto encoder，AE）可以用來對高維數(shù)據(jù)降維，得到低維的數(shù)據(jù)的特征向量。其模型一般包含一個輸入層、一個隱層和輸出層，設(shè)樣本的輸入向量為 ，可以由以下公式得出隱層和輸出層的Active情況：
其中KL表示輸入向量xi與輸出向量Zi的KL散度，其目的是用來度量之間的差別。由于隱層y維度比輸入x的維度小，因此可以學(xué)習(xí)到輸入樣本的低維表示。權(quán)重訓(xùn)練采用隨機(jī)梯度下降。在訓(xùn)練該模型時，通常加入約束條件，限制隱層的神經(jīng)元激活數(shù)目，使得只有少數(shù)的隱層神經(jīng)元可以被激活，這種叫做稀疏自動編碼器（SAE）其結(jié)構(gòu)如圖2所示。
從上面可得知，損失函數(shù)是與樣本輸入先后沒有關(guān)系，因為這是由每個樣本損失疊加而成的。
2.2 受限玻爾茲曼機(jī)
受限玻爾茲曼機(jī)（Restricted Boltzmann Machine，RBM）是一個可見層與一個隱層，層內(nèi)無連接的結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)如圖3所示。
設(shè)定一個RBM具有n個可見單元和m個隱單元，向量v和h分別表示可見單元和隱單元的狀態(tài)。vi表示第i個可見單元狀態(tài)，hj表示第j個隱層單元的狀態(tài)。對于給定的一組狀態(tài)（v，h），RBM所具備的能量定義為：
由于歸一化因子Z（θ）的存在，上式右邊一項的聯(lián)合概率分布很難獲得，只能采取一些采樣方法，如Gibbs采樣。由于Gibbs采樣需要較多的次數(shù)，尤其當(dāng)特征維數(shù)比較高的時候，訓(xùn)練RBM的效率不高。因此RBM一般采取一種快速學(xué)習(xí)方法，即對比散度（Contrastive Divergence ，CD），CD算法主要步驟如下：
a. 輸入：訓(xùn)練樣本x；隱層單元m；學(xué)習(xí)率ε；迭代次數(shù)T。
b. 輸出：權(quán)重W；隱層偏置b；可見層偏置a。
1）初始化可見層的狀態(tài)v1=x0； w、a和b為較小隨機(jī)數(shù)。
2）While（t
對隱層進(jìn)行計算概率（利用（11）），后對所有可見層進(jìn)行概率抽取（利用（12）），再對隱層單元進(jìn)行計算激活概率.
3）其中網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的更新如下式：
本論文主要結(jié)合上述兩種模型對圖像識別進(jìn)行分析，首先用SA可以提取數(shù)據(jù)的特征，然后通過RBM進(jìn)行識別。
3 仿真結(jié)果與分析
實驗對MNIST數(shù)據(jù)庫進(jìn)行實驗，此數(shù)據(jù)庫已經(jīng)有許多不同的模式識別方法，因此這個數(shù)據(jù)庫是一個公認(rèn)的、理想的評估新方法的方式。本軟件采用MATLAB R209a版本。
該實驗采用的是MNIST的手寫體樣本庫作為訓(xùn)練樣本集。該數(shù)據(jù)集是NIST數(shù)據(jù)庫的一個優(yōu)化子集，其中包含了60000個訓(xùn)練數(shù)據(jù)和10000個測試用例。本次實驗使用的是5000個訓(xùn)練樣本和1000個測試樣本，每個圖像的大小為28×28的。此次實驗設(shè)置SA的參數(shù)為：迭代次數(shù)為300次，學(xué)習(xí)率為0.1。最后實驗的效果如下表1所示：
從上面MNIST實驗中可以，本論文采用的結(jié)合的方法比淺層網(wǎng)絡(luò)以及DBN深度網(wǎng)絡(luò)都有比較好的效果。
4 總結(jié)
深度學(xué)習(xí)是機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域興起的研究方向，其目的是讓機(jī)器可以模仿人進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而可以進(jìn)行識別和認(rèn)知圖像、文本等數(shù)據(jù)。本論文主要對SA與RBM結(jié)合進(jìn)行了研究，并通過其結(jié)合驗證了其效果比淺層的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及DBN都要好。
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作者簡介
朱明（1989-），男，同濟(jì)大學(xué)軟件工程研究生在讀，研究方向為機(jī)器學(xué)習(xí)。
作者單位
關(guān)鍵詞:圖像處理 廣告創(chuàng)意 攝影教學(xué) 人才培養(yǎng)
一、數(shù)字圖像處理是廣告攝影創(chuàng)作教學(xué)中的重要內(nèi)容
從1839年法國攝影師達(dá)蓋爾發(fā)明攝影術(shù)開始,攝影已經(jīng)走過170年的生命歷程,在近兩個世紀(jì)的發(fā)展中,新的材料、技術(shù)、器材層出不窮,如蛋清乳劑、明膠干版、暗房沖洗、“明室”擴(kuò)印等都屬于技術(shù)層面的更迭,而每一次更迭和變革都與時代的發(fā)展和科技的進(jìn)步息息相關(guān)。當(dāng)前數(shù)字?jǐn)z影的產(chǎn)生及發(fā)展,則堪稱攝影領(lǐng)域中的一次重大革命,從視覺藝術(shù)的角度出發(fā),根植于工業(yè)時代的攝影藝術(shù),在當(dāng)前信息與數(shù)字技術(shù)的巨大變革浪潮中如虎添翼,使廣告攝影創(chuàng)作觀念與創(chuàng)作表現(xiàn)方法不斷完善更新,數(shù)字影像技術(shù)作為其中的生力軍,必將展現(xiàn)廣告攝影更大的藝術(shù)魅力。高校廣告攝影教學(xué)能否在新舊技術(shù)的轉(zhuǎn)型期做出快速反應(yīng),充分享受數(shù)字高科技給我們帶來的廣告攝影創(chuàng)作空間,是當(dāng)前高校廣告攝影教學(xué)面臨的一個重要課題。
廣告攝影是服務(wù)于商業(yè)傳播活動的圖解性攝影形式,承載媒體主要有報紙、雜志、招貼、樣本、戶外廣告、網(wǎng)絡(luò)等,同時廣告攝影也是市場經(jīng)濟(jì)中傳播商品信息、促進(jìn)商品流通的重要手段。數(shù)字圖像處理是廣告攝影創(chuàng)作教學(xué)中的重要內(nèi)容,教學(xué)中可以利用數(shù)字技術(shù)后期處理實現(xiàn)廣告攝影創(chuàng)作目的,使以前在傳統(tǒng)廣告攝影手法中很難實現(xiàn)的創(chuàng)意手法,通過數(shù)字處理技術(shù)的應(yīng)用輕松完成。數(shù)字技術(shù)給廣告攝影帶來無限的創(chuàng)作空間,從而使廣告攝影進(jìn)入了影像創(chuàng)意新的廣闊天地。
二、數(shù)字技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生全新的商業(yè)攝影文化
當(dāng)前,廣告攝影成為一種應(yīng)用視覺傳達(dá)原理,以現(xiàn)代科技為基礎(chǔ),結(jié)合藝術(shù)設(shè)計理念的商業(yè)攝影文化。在數(shù)字媒體日益發(fā)達(dá)的時代背景下,數(shù)字圖像處理已成為廣告攝影領(lǐng)域不可或缺的內(nèi)容,它是高等藝術(shù)院校廣告攝影教學(xué)中的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。
數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)是傳統(tǒng)攝影的延續(xù)和發(fā)展,數(shù)碼相機(jī)由無數(shù)個0和1在計算機(jī)里或電子元器件里排列,代替膠卷作為感光材料,所拍攝的圖像以數(shù)碼形式進(jìn)行保存。數(shù)碼圖像對影像的記錄準(zhǔn)確而快捷,它以數(shù)據(jù)文件的形式存儲于計算機(jī)系統(tǒng)的存貯設(shè)備中,如果利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)傳送圖像,過程就更為直觀簡捷和高效。數(shù)字?jǐn)z影和信息科技領(lǐng)域的發(fā)展密不可分,在市場經(jīng)濟(jì)條件下兩者共同構(gòu)筑了新一代的商業(yè)攝影文化。
三、數(shù)字影像創(chuàng)意具有適應(yīng)廣告攝影教學(xué)的技術(shù)支持
廣告畫面設(shè)計要求必須從屬于廣告的整體策劃,主題性、創(chuàng)意性、信息性和技術(shù)性是必不可少的四項要求。在廣告攝影教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握不同類型反光體、吸光體、透射體商品,以及形態(tài)、色彩、質(zhì)感的拍攝表現(xiàn)方法的同時,需要具備豐富的想象力、創(chuàng)造力,以及廣博的知識和審美表現(xiàn)能力,這樣才能夠通過圖像技術(shù)處理,完成廣告攝影的藝術(shù)創(chuàng)意構(gòu)思和表現(xiàn)。
廣告攝影是影像技術(shù)的產(chǎn)物,其作品的設(shè)計必須符合特定的技術(shù)要求,不同的媒體具有不同的制作程序和工藝特點,絕大部分廣告攝影畫面是用于印刷媒體的。印刷工藝越高級,對畫面的還原程度越高,則對作品在形式設(shè)計上的限制也越少,反之,廣告攝影作品的還原程度較低,則在畫面設(shè)計時所受到的限制就比較多。因此,要充分發(fā)揮數(shù)字影像創(chuàng)意,為廣告攝影教學(xué)提供技術(shù)支持。
四、充分發(fā)揮數(shù)字圖像處理軟件的作用為廣告攝影教學(xué)服務(wù)
數(shù)字影像的基礎(chǔ)是數(shù)字編碼化,通過對廣告圖片的可控編碼操作,在以像素為單位的最小單元所構(gòu)成的圖像中進(jìn)行自由地控制。數(shù)字?jǐn)z影能夠強(qiáng)化影像與現(xiàn)實之間的差異,達(dá)到超越主觀視覺的創(chuàng)意目的,由此,充分發(fā)揮數(shù)字圖像處理軟件的作用為廣告攝影教學(xué)服務(wù),使廣告攝影創(chuàng)作同時具備了再現(xiàn)和自由表現(xiàn)廣告效果的雙重特性。
基于廣告攝影教學(xué)來講,我們大致將圖像軟件分為純攝影應(yīng)用和綜合圖像應(yīng)用兩種。純攝影應(yīng)用的軟件,強(qiáng)調(diào)對圖像進(jìn)行管理和基本的調(diào)節(jié),而不過多地涉及圖像合成等問題,這類軟件的代表有Apple iPhoto、Apple Aperture等。對于綜合應(yīng)用軟件來說,在管理和基本調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上,還增添了許多數(shù)字技術(shù)帶來的新功能,這些新的功能可以滿足更為復(fù)雜、苛刻的廣告圖像處理和設(shè)計要求,其中的代表就是Adobe Photoshop。另外,還有專業(yè)進(jìn)行電腦繪圖的軟件,如Painter,它可以模仿各種繪畫的筆觸和質(zhì)感進(jìn)行繪圖。我們知道,任何一種技術(shù)和手段的引入都是為廣告創(chuàng)作目的服務(wù)的,根據(jù)創(chuàng)作的表述需要,對各種手段進(jìn)行最“傳統(tǒng)”或者最“叛逆”的利用,而不應(yīng)受制于處理技術(shù)手段本身,即廣告攝影教學(xué)的主旨是培養(yǎng)學(xué)生全面掌握數(shù)字技術(shù)平臺的控制能力。
五、結(jié)語
隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字圖像處理技術(shù)的出現(xiàn),為我們打開了另一扇廣告攝影圖像處理的大門,它能夠在廣告攝影創(chuàng)作以及在后期制作中任意選擇廣告畫面焦點位置,進(jìn)行再聚焦,并具有改變其形態(tài)、色彩、質(zhì)感、深度表現(xiàn)的能力。隨著數(shù)字影像創(chuàng)作具有較大發(fā)展空間的同時,廣告攝影創(chuàng)意及傳播優(yōu)勢和效果也愈見明顯。因此,只有深入了解數(shù)字化的特點并掌握其技術(shù),更新廣告創(chuàng)作觀念和創(chuàng)作方法,才能夠在新時期廣告攝影教學(xué)中掌握主動權(quán),培養(yǎng)出適合時展需要的廣告攝影專業(yè)人才。
作者_(dá)康立新
Author_Kang Lixin
單位_黑龍江省哈爾濱師范大學(xué)美術(shù)學(xué)院
注:本文系黑龍江省教育廳人文社會科學(xué)項目
(項目編號:11542068)《廣告攝影教學(xué)應(yīng)用于企業(yè)名優(yōu)品牌的研究》論文
參考文獻(xiàn):
【關(guān)鍵詞】竣工驗收；測繪；新技術(shù)；圖形；圖像
隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，對于城市的規(guī)劃管理變得日益完善與進(jìn)步，其中離不開先進(jìn)的新的測繪技術(shù)以及新的測繪研究成果的支持與幫助。有些城市的測繪數(shù)據(jù)成果以及數(shù)字影像以及成為設(shè)計規(guī)范與規(guī)范審批的重要依據(jù)與內(nèi)容，并且在很多規(guī)范項目中發(fā)揮了舉足輕重的作用。城市規(guī)化管理要以測繪技術(shù)為重要依據(jù)與依托，測繪行業(yè)的每次重大進(jìn)步與發(fā)展都給城市規(guī)化管理帶來新的生機(jī)與活力。本論文主要結(jié)合眾多規(guī)劃前后期的工作以及自己的實踐經(jīng)驗，論述新的測繪技術(shù)在竣工驗收方面的作用和意義，繼而指出在完善工作以及提供管理水準(zhǔn)方面，新的技術(shù)有不可或缺的作用。
1、規(guī)劃竣工驗收測量新技術(shù)的種類
1.1 近景攝影測量技術(shù)的應(yīng)用
近景攝影測量具有其他測量技術(shù)無法比擬的優(yōu)點：
1）在工具的選擇上，攝影測量有很大的靈活性和適應(yīng)性：任何攝影測量技術(shù)都要有專業(yè)的測量工具與器械，近景攝影測量也同樣如此。但是，在器械與工具的選擇上，近景攝影測量并不苛刻，其不一定要用高精度的量測相機(jī)，用普通的膠卷相機(jī)以及數(shù)碼相機(jī)都能完成。通俗一點講就是，近景攝影測量技術(shù)能夠通過普通常規(guī)的攝影方法完成測量，當(dāng)然其需要一些專業(yè)的測量操作手法，以此獲得關(guān)鍵的測量數(shù)據(jù)。
2）在數(shù)據(jù)采集與提取方面，近景攝影測量相對簡便快捷：上述已經(jīng)提到，普通的常規(guī)的拍攝設(shè)備便能夠完成近景攝影測量的工作，所以其數(shù)據(jù)可以通過常規(guī)攝像工具采集。而一些常規(guī)的比較廣泛使用的攝影設(shè)備，一般便是數(shù)碼相機(jī)，這樣的設(shè)備在數(shù)據(jù)的存儲以及傳輸方面有突出的便捷性，同時，這也是其重要的特性組成部分。
3）在成果方面，近景攝影測量相對多樣，可以多層次的測量數(shù)據(jù)：近景攝影測量有上述特點與優(yōu)勢，其前期的采集手段比較多樣，再加之專業(yè)的計算機(jī)軟件能夠選用各種不同的處理軟件，所以可以根據(jù)工程的資金投入，以及相應(yīng)的精度要求，對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行不同層次的處理與提取，按照具體情況使用不同的軟件以取得不同層次和角度的測繪結(jié)果。
在進(jìn)行近景攝影測量期間，最好是使用比較先進(jìn)的且專業(yè)的近景攝影測量軟件以及圖像處理系統(tǒng)，這樣才能保證測量的完整性與質(zhì)量。以下主要對當(dāng)下應(yīng)用比較廣泛的軟件做簡要的列舉與說明。
Photoshop 軟 件。Photoshop 是 Adobe 公 司 旗下比較有名且應(yīng)用最廣泛的的圖像處理工具之一，是集圖像掃描、編輯修改、圖像制作、廣告創(chuàng)意、圖像輸入與輸出于一體的圖形圖像處理軟件。從功能上看，Photoshop 可分為圖像編輯、圖像合成、校色調(diào)色及特效制作。Photoshop 界面圖像編輯是圖像處理的基礎(chǔ)，可以對圖像進(jìn)行各種變換，如放大、縮小、旋轉(zhuǎn)、傾斜、鏡像、透視等 ；同時也能夠完成對圖像的復(fù)制與美化修補(bǔ)，即使殘損的圖像也能夠做一定的修復(fù)。上述種種功能在建筑竣工測量工作中發(fā)揮相當(dāng)重要的作用，他能夠?qū)D像進(jìn)行美化處理，將不完美的部分去掉或者刪除，從而呈現(xiàn)給人最滿意的效果圖。圖像合成則是將幾幅圖像通過圖層操作、工具應(yīng)用合成完整的、傳達(dá)明確意義的圖像，這是美術(shù)設(shè)計的必經(jīng)之路。Photoshop 提供的繪圖工具能讓外來圖像與創(chuàng)意很好地融合，使圖像的合成天衣無縫。
1.3 數(shù)據(jù)庫軟件的應(yīng)用
某系統(tǒng)具有以下功能 ：
1）信息的存儲能力比較強(qiáng)大。無論是空間信息還是不同屬性的媒體信息都能進(jìn)行完整的儲存，這樣能夠?qū)⒍嘣⒍喑叨取⒍鄷r相的全息信息做集中統(tǒng)一的保持與管理，能夠形成海量信息的完美集成。
2）圖像的編輯能力相對比較靈活全面。圖形屬性一體化編輯 ；除了一些基礎(chǔ)性的編輯處理，比如，修改點、線以及面，或者加標(biāo)記，更新增了十字尺、隨手繪、曲線注記、嵌入 office 文檔等眾多工具與功能，使圖像的編輯更加專業(yè)性。
3）美觀的繪圖制表能力。可繪制地形圖、地籍圖、房產(chǎn)圖、水下地形圖、航道圖、林相專題圖、規(guī)劃圖和金屬加工設(shè)計圖等，且可調(diào)色、淡化等，出圖非常美觀 ；表格可自己定義，靈活方便 。
4）有比較實用的數(shù)據(jù)處理能力。自動接邊、自動拓?fù)洹⑴抠x值、批量注記、建立三角網(wǎng)或格網(wǎng)高程模型、全自動批量生成宗地圖且打印，自動房產(chǎn)分?jǐn)偂⑼练接嬎恪⒏叱套⒂浐Y選等 。
5）方便的動態(tài)顯示能力。自動切換比例尺、自動疊加與拆分、動態(tài)漫游裝載與卸載、管理專題開關(guān)、管理專題內(nèi)分層開關(guān) 。
6）完善的生產(chǎn)更新能力。用模板控制生產(chǎn)與管理規(guī)范強(qiáng)制統(tǒng)一，從而保證數(shù)據(jù)從采集到入庫無“縫隙”。加上歷史管理專題，使生產(chǎn)更新一體化真正達(dá)到完善 。
2、規(guī)劃竣工驗收測量新技術(shù)的優(yōu)勢
2.1原有的規(guī)范竣工驗收在測量方面的問題與弱點
某城市在進(jìn)行規(guī)劃管理的時候，在工作中存在一些失誤與不足。在規(guī)劃管理的整個過程中，對一些工作和管理程序做到嚴(yán)格的遵守，在規(guī)劃管理的各個指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)上，也做到嚴(yán)格的遵守與執(zhí)行，同時也嚴(yán)格按照宏觀調(diào)控的具體要求與規(guī)定。可是，近些年仍然有一些群眾不斷上訪與舉報。歸結(jié)原因主要集中在兩個方面：首先，管理方面不完善；其次，群眾的法律認(rèn)識與綜合水平不足。規(guī)劃管理對管理制度進(jìn)行公示，是為群眾以及政府部門提供一個監(jiān)管和知悉的平臺和途徑。無論是標(biāo)準(zhǔn)建筑還是住宅區(qū)還是道路，只要是建設(shè)完成，首先要經(jīng)過政府以及群眾的評價與審核。那如此之多的建筑真的能夠保證與城市的整體建筑風(fēng)格相統(tǒng)一嗎，我想并不盡然。同時，雖然我們不斷的吸取和學(xué)習(xí)外國諸多的先進(jìn)技術(shù)與經(jīng)驗，但是我們的管理并不能真正適用于所學(xué)，無論是管理的水平還是技術(shù)水平都不能達(dá)到實際的要求。只有不斷將規(guī)劃與現(xiàn)有的建筑保證整體的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一，這才是規(guī)劃管理者的首要任務(wù)與關(guān)鍵工作。綜上所述，作為測繪人員，要對現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行不斷的探討與引申，不斷地推動規(guī)劃工作的完善與發(fā)展，真正為規(guī)劃管理工作服務(wù)。
2.2 規(guī)劃竣工驗收測量程序中的新技術(shù)
2.2.1 原有規(guī)劃竣工驗收測量程序
2.2.2 改進(jìn)后的規(guī)劃竣工驗收測量程序
論文摘要：根據(jù)高校計算機(jī)圖形圖像處理課程的教學(xué)目的，在教學(xué)實踐中引入了情境體驗教學(xué)法，探討了情景體驗教學(xué)法在計算機(jī)圖形圖像處理課程教學(xué)中的實施方法。提出了人文情境與科學(xué)情境的結(jié)合，教育與美的結(jié)合等理念，豐富和發(fā)展了計算機(jī)圖形圖像處理課堂教學(xué)方法。
引言
課堂教學(xué)的核心目標(biāo)是傳承知識，但如果將知識的傳承絕對化和簡單化，并漠視了人的情感和體驗，那么知識的傳承過程就是冰冷和僵化的。盡管早在兩千多年前的孔子已提出了“寓教于樂”的情感式教育，但在教育功利化的驅(qū)使下，形成了崇尚“知識至上”的傳統(tǒng)的應(yīng)試教育模式，人為地斷裂了認(rèn)知與情感的關(guān)系，使學(xué)生成為對知識缺乏情感的容器，喪失了對知識主動學(xué)習(xí)、內(nèi)化與應(yīng)用的能力。任何一種教學(xué)方法都必須在反思中前進(jìn)，當(dāng)時代的發(fā)展不斷繼承和超越著傳統(tǒng)的時候，我們的課堂教學(xué)也要尋求新的方法和思路。高校學(xué)生對于課堂教學(xué)有著更高層次的情感需求，本文將對這一問題進(jìn)行探討。
1、情境體驗教學(xué)法的意蘊(yùn)
心理學(xué)認(rèn)為，“情境”是指對人有直接刺激作用、有一定的生物學(xué)意義和社會學(xué)意義的具體環(huán)境。這里的“情境”指具有情感色彩的教學(xué)場景。情境的功能是喚醒和激發(fā)學(xué)生的情感，也是課堂教學(xué)的前提。“體驗”，是指人對情緒或情感狀態(tài)的自我感受，這種心理活動是由感受、理解、聯(lián)想、情感、領(lǐng)陪等諸多心理因素構(gòu)成的。用心的學(xué)習(xí)就是體驗學(xué)習(xí)，它是實現(xiàn)學(xué)生生命感悟的過程，也是實現(xiàn)生命審美的過程，是對學(xué)習(xí)對象的一種情感的賦予和心靈的呼應(yīng)。“情境體驗教學(xué)法”和以往的“情境教學(xué)法”是有區(qū)別的。“情境體驗教學(xué)法”對情境的理解更為寬泛，它將情境界定為人文情境與科學(xué)情境的結(jié)合；并且，“情境體驗教學(xué)法”更加關(guān)注學(xué)生的體驗式學(xué)習(xí)活動，即更加關(guān)注學(xué)生生命感悟和生命審美的過程。
2、計算機(jī)圖形圖像處理課程的教學(xué)目的
計算機(jī)圖形圖像處理課程的教學(xué)目的是使學(xué)生能夠使用計算機(jī)這一工具對圖形或圖像進(jìn)行潤飾、美化、創(chuàng)作，使圖像具有更強(qiáng)的藝術(shù)感染力、生命力和價值。筆者始終認(rèn)為，汁算機(jī)圖形圖像處理既是一門技術(shù)，更是一門藝術(shù)。這門課程進(jìn)一步挖掘和提升了高校學(xué)生的生命感悟和生命審美能力，并為高校學(xué)生提供了一個發(fā)現(xiàn)美、表現(xiàn)美、創(chuàng)造美的平臺，學(xué)生可以借助這個平臺來展示自己獨(dú)特的審美追求，表達(dá)獨(dú)特的審美個性，實現(xiàn)并體驗獨(dú)特的審美價值。計算機(jī)圖形圖像處理課堂為情境體驗教學(xué)法提供了很好的實施場所，情境體驗教學(xué)法也為汁算機(jī)圖形圖像處理的教學(xué)點亮了一盞明燈。
3、情景體驗教學(xué)法在計算機(jī)圖形圖像處理課程教學(xué)中的實施
3.1 教師角色的構(gòu)建
3.1.1 適應(yīng)變化，做學(xué)生引領(lǐng)者
課堂總是處于一種流變的狀態(tài)，正如古希臘哲學(xué)家所講的“一個人不能兩次踏進(jìn)同一條河流”一樣，一個教師也不可能兩次踏進(jìn)同一個課堂。教師與學(xué)生的心態(tài)在變化，知識及操作經(jīng)驗的積累狀況在變化。這一切的變化要求教師根據(jù)當(dāng)前的情況采取相應(yīng)的措施。并且要求教師是引領(lǐng)學(xué)生走向知識、喚醒學(xué)生的情感的導(dǎo)師。我校的計算機(jī)圖形圖像處理教學(xué)針對不同專業(yè)的學(xué)生(如：新聞、事業(yè)、廣告、經(jīng)貿(mào)等)，教學(xué)內(nèi)容、案例選擇、技巧設(shè)置、作業(yè)難度等需根據(jù)不同專業(yè)進(jìn)行調(diào)整。即使是對于同一個班的學(xué)生，也不能使用一成不變的方法。善于發(fā)現(xiàn)變化、適應(yīng)變化，才能成為—個成功的引領(lǐng)者。
3.1.2 隨專業(yè)成長，做幸福的體驗者
教師應(yīng)將自我發(fā)展和教學(xué)成果結(jié)合起來。首先他要熱愛自己的專業(yè)，并且傾情投入教學(xué)過程，在“教學(xué)相長”中收獲成功和體驗幸福。對于計算機(jī)圖形圖像處理軟件而言，它本身就是一個表現(xiàn)美和創(chuàng)造美的工具，享受美的過程及美的結(jié)果，既是幸福的，也是充滿成就感的。
3.2 學(xué)生角色的構(gòu)建
學(xué)生是教學(xué)的主體，當(dāng)學(xué)生全身心地投入教學(xué)活動，以生命體驗來參與教學(xué)活動時，學(xué)習(xí)的主動性便能充分調(diào)動起來。學(xué)生把學(xué)習(xí)看成認(rèn)識自我、掌控自我、發(fā)展自我的途徑，且有主動學(xué)習(xí)的需求，學(xué)習(xí)便能成為一種幸福。在計算機(jī)圖形圖像處理教學(xué)中，要發(fā)掘?qū)W生“愛美”的主體意識，培育學(xué)生的“審美”的主體能力，刺激學(xué)生“創(chuàng)造美”的主動需求，并且和自身發(fā)展及專業(yè)能力培養(yǎng)相聯(lián)系，能夠進(jìn)行主動學(xué)習(xí)。
3.3 情境的創(chuàng)建
3.3.1 教學(xué)情境的設(shè)計
首先引入教學(xué)情境，營造有利于學(xué)生創(chuàng)新與發(fā)展的教學(xué)情境，構(gòu)建學(xué)生與教學(xué)內(nèi)容之間的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生入情入境的階段。簡單來說，就是引起學(xué)生的關(guān)注，使學(xué)生的認(rèn)知或情感有所“發(fā)現(xiàn)”。在計算機(jī)圖形圖像處理教學(xué)中，我們常采用的方法有：①欣賞法。讓學(xué)生欣賞漂亮的作品，并指出它的精彩之處，使學(xué)生產(chǎn)生想要實現(xiàn)其效果的強(qiáng)烈渴望。②提問法。提出一個問題，如：“要表現(xiàn)某一效果應(yīng)該怎樣處理?”引發(fā)學(xué)生思考后，用適當(dāng)?shù)姆绞揭鲂碌膶W(xué)習(xí)內(nèi)容。需要強(qiáng)調(diào)的是，教學(xué)情境的引入應(yīng)貫穿于每一個教學(xué)環(huán)節(jié)和每一個知識點的學(xué)習(xí)中，它的充分與否直接關(guān)系到課堂教學(xué)的效果。
其次，采用現(xiàn)代多媒體教學(xué)手段，在多媒體計算機(jī)房進(jìn)行教學(xué)，對學(xué)生的視覺、聽覺、觸覺進(jìn)行多方位的刺激，這對于教學(xué)情境的創(chuàng)建是非常有利的。但是，這絕對不是“情境”的全部，在先進(jìn)硬件技術(shù)的支持下，教師仍然需要豐富生動的教學(xué)語言、巧妙的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計、飽滿的熱情、愛心、耐心和機(jī)智，才能成為成功的“情境”設(shè)計者。
3.3.2 人文情境與科學(xué)情境
“情境”作為課堂教學(xué)中富有情感色彩的場景和氛圍，從生態(tài)學(xué)的視角，可以將其分為人文情境與科學(xué)情境。人文情境是感性的，強(qiáng)調(diào)對象與遷移、審美與思辨，具有動態(tài)和開放的特征；科學(xué)情境是理性的，強(qiáng)調(diào)理智與邏輯，具有嚴(yán)謹(jǐn)、求實的特征。在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，我們往往強(qiáng)調(diào)營造科學(xué)情境，崇尚統(tǒng)一性和整體性，課堂氣氛是嚴(yán)肅、嚴(yán)厲甚至是嚴(yán)酷的。當(dāng)前，人文情境受到了普遍關(guān)注，它本著“以人為本”的思想，提出課堂教學(xué)的個體性、變化性，倡導(dǎo)營造課堂和諧、溫暖的氛圍。計算機(jī)圖形圖像處理教學(xué)是強(qiáng)調(diào)學(xué)生的個性化表現(xiàn)和創(chuàng)意性設(shè)計的，所以計算機(jī)圖形圖像處理課堂應(yīng)該重視人文情境的創(chuàng)建，使人文情境與科學(xué)情境協(xié)調(diào)、相融，這樣才能創(chuàng)建和諧、靈性的課堂。
3.4 體驗的創(chuàng)建
3.4.1 主體參與
主體參與指教學(xué)中重視學(xué)生的主體地位，教學(xué)的一切活動均以學(xué)生的發(fā)展需求為出發(fā)點和歸宿，學(xué)習(xí)活動以學(xué)生的全面參與及全身心的投入為原則。主體參與是學(xué)生主動學(xué)習(xí)的前提，也是學(xué)生構(gòu)建知識體系、技能體系、價值體系，培養(yǎng)創(chuàng)新能力的最佳途徑。在計算機(jī)圖形圖像處理教學(xué)中，教師要結(jié)合學(xué)生的專業(yè)、層次、情感、興趣、特長等，激發(fā)學(xué)生的參與熱情，精心設(shè)計操作項目，把學(xué)生引入操作實踐活動中；學(xué)生則通過構(gòu)思—聯(lián)想—創(chuàng)意一實現(xiàn)的過程，完成作業(yè)或作品設(shè)計，在主體參與的過程中進(jìn)一步融會知識、提升技能、培養(yǎng)創(chuàng)新能力。
3.4.2 體驗與感悟
當(dāng)學(xué)生從教學(xué)情境進(jìn)入到學(xué)習(xí)狀態(tài)后，便開始了體驗學(xué)習(xí)的過程。體驗包括對問題的理解、對自身的期望、學(xué)習(xí)興趣的提升、學(xué)習(xí)動機(jī)的增強(qiáng)、知識與技巧的應(yīng)用等。感悟是從大量的表象中通過親身的理解與領(lǐng)會得出典型的過程，這一過程既含有理性歸納的過程，也含有情感升華的過程。在計算機(jī)圖形圖像處理的教學(xué)中，學(xué)生通過完成操作項目的過程中，理解教師的期待、明確自己的責(zé)任、應(yīng)用知識與技能，完成思維抽象，同時感受成功的幸福。
3.5 教育與美的結(jié)合
3.5.1 審美溝通
情境體驗教學(xué)在很大程度上是借助學(xué)生的感受來組織教學(xué)的。學(xué)生的感受過程實際上是一個審美的過程，審美與感覺、想象、情感、興趣、態(tài)度是緊密聯(lián)系的。審美具有兩層含義，其一，是對美的觀察與體驗。計算機(jī)圖形圖像處理的對象一圖像，它的美包括形式美和意境美。形式美是指生活、自然中各種形式因素(色彩、線條、形體、聲音等)的有規(guī)律的組合。形式美的主要法則有：單純齊一、對稱均衡、調(diào)和對比、比例、節(jié)奏韻律、多樣統(tǒng)一；意境美是我國美學(xué)思想中的一個重要范疇。意境是客觀(生活、景物)與主觀(思想、情感)相熔鑄的產(chǎn)物，是隋與境、意與境的統(tǒng)一，意境中的含蓄能喚起欣賞者的無限想象。把美學(xué)基本原理融入計算機(jī)圖形圖像處理課堂中，讓學(xué)生具有發(fā)現(xiàn)美的眼睛、表現(xiàn)美和創(chuàng)造美的愿望，生成師生間對美的共鳴，是達(dá)成計算機(jī)圖形圖像處理課堂的審美溝通的一個條件。其二，是生命體對于外界事物的親生體驗和溝通。教育美學(xué)觀認(rèn)為，“要以教育美的建立去提升教育及其對象的精神境界，使教育活動成為一種人生境界的達(dá)成過程，使教育活動的主體或?qū)ο蠖荚谌松蠈崿F(xiàn)超越。”情境體驗教學(xué)追求教育美的達(dá)成，它是一種教學(xué)智慧的美、生命的美，目的在于求得學(xué)生精神與教學(xué)環(huán)境間的溝通、學(xué)生與教育世界的心靈溝通。
3.5.2 精神審美與升華
所謂精神審美，是以提升學(xué)生的精神境界為主要目的，讓學(xué)生以審美的情緒關(guān)注學(xué)習(xí)內(nèi)容，完成學(xué)習(xí)過程，獲得精神的滿足，并且獲得自身可持續(xù)性發(fā)展的動力和智慧。升華是指對認(rèn)知的升華、對感悟的升華、對責(zé)任的升華。升華是教學(xué)向課外的延伸、向社會的延伸。計算機(jī)圖形圖像處理為學(xué)生提供了一個發(fā)現(xiàn)美、表現(xiàn)美、創(chuàng)造美的平臺，學(xué)生可在此平臺上獲得美的體驗和滿足，從而豐富其內(nèi)心世界，獲得生命美的更深
感悟。要讓學(xué)生認(rèn)識到：計算機(jī)圖形圖像處理為我們的生活帶來了美，但任何的美都必須以社會道德和法律為基礎(chǔ)，我們的任何行為都必須對社會負(fù)責(zé)，否則，它制造的將是丑惡。
4、結(jié)束語
高校課堂教學(xué)的根本目標(biāo)不僅是向?qū)W生傳授知識，更是對學(xué)生生命個體發(fā)展的關(guān)注。在計算機(jī)圖形圖像處理課堂中應(yīng)用情境體驗教學(xué)法，倡導(dǎo)人文情境與科學(xué)情境相結(jié)合，目的是喚起學(xué)生生命個體對美的體驗、感悟和升華。教學(xué)研究是沒有止境的，計算機(jī)圖形圖像處理的教學(xué)要在傳統(tǒng)的啟迪下、時代的引領(lǐng)下、不斷的實踐與反思中前進(jìn)。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】 Android系統(tǒng) Mean-shift跟蹤算法 Opencv視覺庫 圖像采集 圖像處理
Abstract： Introduce the composition of Android operating system，according to the specific requirements of machine vision object tracking，design a object tracking system based on Android platform.The system collect images through camera，select the object that you want to track on the screen，the system will automatically calculate the center，draw the outline.It analyses the implementation of the system with three aspects which are the selection of the Opencv visual library，the foundation of the Android development platform and the implementation of the model function.
Keywords： Android system； Mean-shift tracking algorithm； Opencv visual library； image acquisition； image processing
物體跟蹤采用Mean-shift算法，計算所選區(qū)域的灰度直方圖，根據(jù)直方 圖的數(shù)值分布采用Ostu最大類間方算法，計算圖像的實時閾值，根據(jù)動態(tài)閾值使其能夠最大限度的分割出前景與背景，并且計算所選區(qū)域的中心點坐標(biāo)，繪制輪廓矩形圖，從而較為精確的跟蹤運(yùn)動物體[1]。
一、 Android平臺的搭建
Android系統(tǒng)平臺主要由應(yīng)用程序，應(yīng)用程序框架，C/C++函數(shù)庫，Android運(yùn)行庫，底層Linux內(nèi)核這幾部分構(gòu)成[2]，并且在設(shè)計中還要植入相應(yīng)版本的Opencv視覺函數(shù)庫，在開發(fā)應(yīng)用程序中才能調(diào)用庫函數(shù)實現(xiàn)相應(yīng)的圖像采集與圖像處理的功能。文章中利用裝載有Android系統(tǒng)的手機(jī)作為載體，植入Opencv Manager，根據(jù)Android應(yīng)用程序的開發(fā)規(guī)則，結(jié)合對應(yīng)的機(jī)器視覺函數(shù)，編寫目的應(yīng)用程序，在程序中要調(diào)用自身攜帶的攝像頭進(jìn)行圖像的采集工作[4]，屏幕作為人機(jī)交互窗口[5]，供用戶選擇需要跟蹤的物體，并在其演示跟蹤的效果。
系統(tǒng)的工作方塊圖如下：
2）計算背景和目標(biāo)的出現(xiàn)概率，計算方法如下：
pA ：背景出現(xiàn)的概率
pB ： 目標(biāo)出現(xiàn)的概率
3）計算A和B兩個區(qū)域的累間方差：
1、計算A和B區(qū)域平均灰度值：
2、計算灰度圖像全局的灰度
二、Ostu最大類間方差
1）建立圖像灰度直方圖（共有L個灰度級，每個出現(xiàn)概率為p）
3、計算A、B兩個區(qū)域的類間方差
以上為最大類間方差的計算方法，其中的t即為所選定的閾值，根據(jù)這一閾值實現(xiàn)對圖像的分割。
三、運(yùn)行的結(jié)果演示
選定所要跟蹤目標(biāo)，通過點擊屏幕中的白色瓶蓋[3]，即可計算出瓶蓋的中心，并在圖中繪制出來，并且根據(jù)瓶蓋的輪廓，利用矩形框包圍物體物體。
可以看出當(dāng)移動物體時，矩形框與物體中心跟隨物體的移動，并保持在原來位置，即可達(dá)到跟蹤的效果。
四、結(jié)論
在Android平臺上，植入相應(yīng)的庫函數(shù)，并且利用Mean-shit跟蹤算法以及Ostu最大類間方差算法，兩者相結(jié)合即可實現(xiàn)物體的跟蹤效果，但跟蹤效果取決物體背景的顏色是否與被跟蹤物體顏色反差大，反差大即可實現(xiàn)較好的跟蹤效果，反之，效果較差。
參 考 文 獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：碎紙片拼接；圖像拼接；模式識別
中圖分類號：TP391.41
破碎文件的拼接在司法物證復(fù)原、歷史文獻(xiàn)修復(fù)以及情報獲取等領(lǐng)域都有著重要的應(yīng)用[1]。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，特別是計算機(jī)在數(shù)字圖像處理、機(jī)器視覺、模式識別和圖形學(xué)方面研究和應(yīng)用的進(jìn)步，使得破碎文件的計算機(jī)拼接成為可能。據(jù)報道，曾在2011年10月29日，美國國防部高級研究計劃局（DARPA）宣布了一場碎紙復(fù)原挑戰(zhàn)賽（Shredder Challenge），旨在尋找到高效有效的算法，對碎紙機(jī)處理后的碎紙屑進(jìn)行復(fù)原。據(jù)DARPA稱，軍方常常在戰(zhàn)場上收集到撕碎的文件殘片，恢復(fù)文件原樣是一件望而生畏的艱巨任務(wù)，需要大量人手，進(jìn)程十分緩慢。而有價值重要情報通常都是有時限的，過一段時間就會變得不值一文。
目前學(xué)術(shù)界關(guān)于碎片復(fù)原（reconstructing shredded documents）的問題有多種研究策略，隨著碎片文件的增多，全自動也不可能[2]。本文的研究對象為碎紙機(jī)破碎紙片，并假設(shè)破碎紙片切割均勻。當(dāng)碎片較多時，為了保證拼接的準(zhǔn)確性，在拼接過程中可以加入人工干預(yù)過程。首先對碎紙片圖像進(jìn)行預(yù)處理，將其轉(zhuǎn)換為灰度矩陣并進(jìn)行二值化處理。然后利用計算機(jī)搜索與目標(biāo)碎片相匹配的未拼接碎片，并將待選碎片按照匹配程度排序。
1 圖像處理
1.1 碎紙片圖像數(shù)字化
對于非平面的物體，早期是通過對物體的多角度拍攝，獲得多角度圖像，然后利用三維重建技術(shù)得到物體的立體數(shù)據(jù)模型；也可以使用較為先進(jìn)的三維激光數(shù)字化儀直接對物體進(jìn)行三維掃描而獲得立體數(shù)據(jù)模型[3]。
對于碎紙片等一些平面物體，可以利用數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、平面掃描儀等設(shè)備得到數(shù)據(jù)。本文中的原始圖像為8位BMP圖，如圖1所示。首先取得每個像素點的RGB值，為了計算的效率，凸顯目標(biāo)的輪廓和特征，將其轉(zhuǎn)化為灰度值。
1.2 圖像碎片特征描述
圖像特征是該圖像所獨(dú)有的、區(qū)別于其它圖像的本質(zhì)屬性，所以圖像特征的描述和提取是碎片匹配拼接的關(guān)鍵技術(shù)之一。常用的圖像特征有紋理特征、顏色特征、形狀特征等[4]。本文研究的是基于圖像碎片邊緣顏色特征的拼接技術(shù)。
1.3 圖片貼近度
在模糊數(shù)學(xué)中，貼近度是用來描述兩個模糊集之間的距離。這里用圖片貼近度描述兩張圖片的相近程度，它是由兩張圖片的像素匹配差異值決定。兩張圖片像素匹配差異值越小，說明圖片貼近度越高。圖片的匹配問題轉(zhuǎn)化為對像素差異求最優(yōu)解的問題。
2 模型建立與求解
2.1 模型建立
碎紙片圖像邊緣顏色特征提取后，需確定第一張碎紙片。通過觀察不難發(fā)現(xiàn)，碎紙片圖像中有一張左側(cè)邊緣的灰度值均為255。模型的流程圖見圖2。
2.2 模型求解
根據(jù)以上算法，我們進(jìn)行了一系列實驗，得到每張碎紙片與其它碎紙片的像素匹配差異值如表1所示。
3 結(jié)論
本文的技術(shù)路線是先進(jìn)行圖像處理，將其轉(zhuǎn)化為像素矩陣，以像素匹配差異值最小為目標(biāo)函數(shù)，通過窮舉剩余圖片，比較相鄰圖片貼近度來建立模型求解。根據(jù)該算法設(shè)計并實現(xiàn)了拼接程序，實驗表明本文提出的自動拼接算法簡單易行，可靠性比較好。
對于不規(guī)則碎片、碎片邊緣破損等特殊情況，以及碎片數(shù)量較多時的匹配問題，是我們下一步的主要工作。
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【關(guān)鍵詞】圖像去霧;圖像增強(qiáng);DSP
1.引言
圖像信息作為人類感知世界最直觀的信息之一，為我們認(rèn)識世界提供了極大的幫助。來隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，圖像信息從無到有，從模擬到數(shù)字，從黑白到彩色，近代以來隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，圖像信息經(jīng)過了從無到有，從模擬到數(shù)字，從黑白到彩色從可見光到多光譜等的不斷演進(jìn)，圖像質(zhì)量（分辨率、清晰度等）也有了極大提高。同時人類對圖像質(zhì)量要求也在不斷提高，其中可見光圖像由于跟人眼成像最為相近其觀感對人的影響更大，因而對其質(zhì)量要求更高。但受可見光傳輸及成像機(jī)理所限，所成圖像往往會受天氣如霧霾、光線不足等從成像過程暫時尚無法克服問題的困擾，需要對其進(jìn)行事后處理。同時，在圖像跟蹤等應(yīng)用領(lǐng)域，對圖像進(jìn)行處理所帶來的時間延遲對伺服系統(tǒng)又是一種致命的缺點。基于以上問題，本文設(shè)計了一種基于TI TMS320C6437的實時圖像去霧增強(qiáng)系統(tǒng)，并將其應(yīng)用于工程實際。實驗表明本系統(tǒng)能對圖像實現(xiàn)明顯的改善，且對正常圖像無不良影響。
2.去霧基本理論
把一張彩色霧霾天氣退化圖像，分解成R，G，B三個部分。分別對應(yīng)大氣波長的高，中，低三個頻率段。把圖像分別變換成R， G，B顏色的三張圖像，針對這三張圖像進(jìn)行圖像處理，改善其每個像素的亮度關(guān)系，然后對圖像像素轉(zhuǎn)化恒浮點數(shù)運(yùn)算。
像素間亮度變換：計算圖像中每個像素點的亮度關(guān)系，主要由公式推導(dǎo)得出，具體方法我們假設(shè)在圖像其中一部分舉例，從圖像的某一點A到某一點B，有一條可尋路徑，該路徑上有n個像素點，它們像素大小分別為（），那么從點A到點B像素的亮暗關(guān)系相乘得到公式：
（1）
上式中，T為門限函數(shù)，根據(jù)實驗表明，眼睛對明暗程度的感覺成指數(shù)分布，上式取對數(shù)可以獲取主觀感受。上式相乘然后取對數(shù)得到：
（2）
根據(jù)上式可知先對每個像素取對數(shù)，在做減法得到相對比值，比值相乘也得等于對數(shù)相加得到。所以在算法上先確定圖像中三個頻率波段像素的值，讓后再取對數(shù)，讓這些對數(shù)相加減得到圖像中像素的亮暗程度。利用這種算法對圖像像素的亮度受照度的影響弱，提高圖像的對比度和清晰程度，處理后霧霾圖像的質(zhì)量增強(qiáng)，對圖像的顏色失真得到很好的改善。
3.系統(tǒng)硬件設(shè)計
去霧圖像處理系統(tǒng)以TMS320DM6437為核心進(jìn)行構(gòu)建，結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 去霧圖像處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
系統(tǒng)接收模擬PAL制霧霾信號視頻輸入，經(jīng)過視頻解碼后成為數(shù)字圖像信號。視頻解碼芯片采用TVP5l50PBS，與DM6437的S-Video相連。在DM6437中，將處理后的圖像數(shù)據(jù)輸出到DM6437的VGA視頻口。視頻編碼芯片采用SAA7121，系統(tǒng)中，輸出的視頻信號格式為PAL標(biāo)準(zhǔn)模擬信號。數(shù)字圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過編碼器編碼后，生成PAL制的復(fù)合視頻信號，通過顯示器顯示出來。
圖3 去霧效果圖對比
4.實驗結(jié)果分析
用主觀視覺觀察數(shù)字圖像是一種非常有效而又重要的圖像質(zhì)量評價方法。現(xiàn)在將本文算法和單尺度Retinex 方法所處理的圖像結(jié)果列出來如圖3所示。
表1 圖3評價標(biāo)準(zhǔn)
原始圖像 單尺度Retinex 本文算法
均值 61.38 117.83 115.28
標(biāo)準(zhǔn)差 35.42 56.42 54.35
熵 0.36 0.45 0.44
從表中數(shù)據(jù)可以看出：2 種圖像增強(qiáng)方法對于圖像的均值和標(biāo)準(zhǔn)差都有顯著提高，起到了較好的增強(qiáng)效果;本文的方法對于圖像的熵也有明顯的提升。
5.結(jié)論
設(shè)計了一款基于DSP的嵌入式實時圖像去霧增強(qiáng)處理系統(tǒng)。實驗表明，該系統(tǒng)能穩(wěn)定有效去除霧霾對圖像造成的影響，提高圖像清晰度，且對光照條件差的圖像具有明顯的增強(qiáng)效果。該系統(tǒng)可有效提高成像系統(tǒng)環(huán)境適應(yīng)性，在監(jiān)控、偵察等領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景。
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