图像的数字化表示
授课人：卢
娜
（一）学习任务分析
本节课主要是向学生介绍在信息技术设备中存储的图像是如何用数字形式表示出来的。包括两部分：1.图像的分割，即以像素为基本单元，组成数字化图像；2.像素的数字化表示方法。本节课的教学的顺利完成，对后续的课堂教学有着重要奠定基础的作用。它是本课程理论部分教学的重点。
（二）学情分析
学生没有相关或类似先前经验，学生对信息技术的最基础的二进制数字相对陌生，因此，对学生进行课前针对性的补习辅导十分必要。
（三）教学目标
1．知识与技能
（1）了解图像在多媒体技术中的表示方法
（2）理解图像数字化表示的相关概念
（3）能够估算图像在计算机中存储的大小
2．过程与方法
（1）体会图形、图像的视觉意义
（2）认识图形、图像表达信息的效果与特点
（3）能主动利用数字化图像解决日常生活、学习中遇到的问题
（4）能主动利用数字化图像呈现信息、发表观点、交流思想、开展合作
3．情感态度与价值观
（1）通过观看演示文稿，使学生感受图像在信息表达的独特作用，激发学生探求图像处理技术的欲望
（2）感受数字化图像对日常生活的影响
（3）引导学生负责地、健康地使用信息技术
（四）教学策略的选择与设计
教法：为了帮助学生正确理解图像的数字化表示方法，教师在每个教师环节努力为学生创设一个鲜活的教学情境，集中学生注意力，并激发学生学习兴趣，提出由浅入深、由表及里、循序渐进的启发性问题引起思考。教学活动以启发式教学为主，根据各环节教学内容，灵活运用各种教学策略。
学法：独立思考与小组讨论，通过一些计算强化对概念和方法的理解
（五）教学过程
环节一：
引入课题、体验和认识图像的信息化表达
教师活动
（一）课题的引入，依次提出如下问题：
提问：信息是以什么形式存储在计算机中?
提问：信息的载体有哪些形式？
提问：图像以什么形式存储在计算机中？
提问：我们要利用现代的信息技术存储、加工、传递图像，需要对图像进行如何处理？
（板书：图像的信息化表示）
答：数字化
（二）数字化图像的体验
1、播放一组主题为“举重”的图像
环节二：
像素的概念
教师活动
1．情境创设
告诉学生还有几张更好的照片，因为某种原因，没有放入演示文稿
2．发现问题
组织学生打开事先存入电脑中的图像
3．问题启发，理解概念
学生活动
打开保存在电脑中的图片，观察。
教学意蕴
激发学生观看图像，发现
观看课件
激发学习动机。
答：二进制
答：统的信息存储载体为纸张，磁带，磁盘
答：二进制
学生活动
教学意蕴
通过由上位到下位的几个问题，一步一步进行启发，使学生理解图像数字的概念。
用ACDsee打开,反复问题的强烈放大、缩小，得出：
愿望。
（1）这些图像太小
（2）这些图像放大
组织学生利用编辑软件，打开这些图像，后，发生模糊
通过图像反再反复放大，缩小，通过操作、观察，提再次用ACDsee打开复放大、缩小出问题：
图片，再次反复放大、的过程，得出像素的概念。
（1）存储在计算机中的这几幅图像是由什缩小。
么组成的？
（2）为什么这几张图像小？
4．列举生活实例
提问：
回答：像素
回答：像素太小
回答：200万像素
300万像素
（1）你接触到的数字图像设备是多少像素
回答：因为单位面积的？
里点数越多越清（2）作为数字图像设备的重要指标，为什晰
么像素数越大越好？
环节三：
像素的数字化
教师活动
(一)
单色位图的数字化
1．
创设情境
（展示图片）：
2．依次提问
（展示图片）
（1）图像特点？
（2）图像中每个像素的特点？
（3）每个像素如何用二进制表示？
学生观察
回答：只有黑白两色
回答：每个像素有确定的颜色。（既黑色或白色）
回答：黑-----“0”
使学生能够学生活动
教学意蕴
采取由浅入深、循序渐进、问题启发、逐步推进。激发学生的学习兴趣，(二)
灰度图像
1．2位灰度图像
（1）展示2位图像如图
白-----“1”
回答：22＝4仔细观察思考。
回答：不能
（2）依次提问：
回答：用两位二进制
a)图像有几种颜色的像素？
数表示
b)每个像素能否用一位二进数表示？为什
对于公式的么？
理解和运用c)每个像素如何用二进制表示？
是本节课的（在学生回答出问题a)时，展示2位颜色
重点，不是由
列表）
回答：8位
教师讲，而是（在学生回答出问题c)时，展示出颜色列
回答：最黑引导学生在表中每个颜色对应的二进制数）
“00000000”
任务中分析、2．8位灰度图像
最白“11111111”
总结，主动建（1）展示8位灰度图像
构知识。
（2）提问：
a)
表示这幅图像的每个像素应该用几位二
进制数表示？
b)
颜色列表中最黑的颜色怎样用二进制表
回答：RGB模型，也
示，最白的颜色怎样用二进制数表示？
（展示出颜色（示意图）列表及其对应的二进制数）
(三)
彩色图像
就是红绿蓝三色组成。。
回答：分别表示“红”“绿”“蓝”
2、展示24位彩色图像
依次提问：
（1）电脑显示器的色彩模式是什么？
（2）RGB分别表示什么？
（3）（展示颜色列表，提示：在电脑中每种颜色是按照由亮到暗逐渐变化规定出颜色列表的。）彩色图像的每个像素是怎样呈现出来的？
（4）
如果每个列表中有256种颜色，那么每个列表中的每种颜色应怎样用二进制数表示呢？
（5）（展示组成图像的颜色列表，提示，图像中每个像素就是由这三个颜色列表中，每个列表中取出一种颜色，将这三种颜色相加而成。）图像中每个像素能不能用一个二进制数表示呢（提示：每个列表中有256种颜色）？表示每个像素需要用几位二进制数呢？
（6）白色、黑色、红色、绿色、蓝色像素如何用二进制表示？
环节四：
巩固运用
教师活动
回答：黑色用00000000表示，颜色渐变成11111111回答：3*8=24位二进制
学生活动
教学意蕴
1．
教学情境：
学生计算图像大小：
加深学生对所学内容的认识，感受图表编码的意义。提高解决问题的能力
展示一幅由教师利用自己的数码相机拍摄=1024*768*24/
8的图像
2．
计算：
a)
学生打开服务器中文件“计算.xls”，由教师讲解表中相关概念
环节五：
总结
教师活动
1、疏理本节课的知识
2、对学生课堂表现进行评价
观看课件
学生活动
=2359296B
=2.25MB教学意蕴
环节六
展示一组主题为“失意”的图像，该组图像是有关举重运动员因为种种原因在赛场上失意的画面。
教师活动
展示图像
学生活动
观看课件
教学意蕴
再一次感受图像在信息表达的魅力，对学生
进行人文教育。
龙源期刊网http://www.qikan.com.cn《图像的数字化》教学设计
作者：顾秋辉
来源：《中国信息技术教育》2016年第03期
创新整合点
1.基于课程标准的教学设计
本课通过三个活动将教学知识串起来，三个活动层层相扣并递进。活动一通过画图程序观察点阵理解采样过程。活动二通过填写图片色彩对应二进制数理解量化过程。活动三通过将桌面截屏，并保存成“保存类型”不同的文件后，查看文件的大小并记录，验证图像数据量的计算公式。
2.基于信息化平台的教学
基于信息化平台重新构建教学内容，采用了“微视频”和“学习单”两种学习资源，并利用平台提供的测试功能及时反馈学生的学习情况。
教材分析
本课选自地图出版社出版的信息科技教科书《中学信息科技》第一章第二节《信息的数字化》。信息的加工方式从人脑直接处理转变为计算机处理，大大提高了效率，而这种方式转变的基础是信息的数字化原理，根据这个原理模拟信号转化为数字信号存储到计算机中，方便进一步加工。因此，信息的数字化是计算机进行信息处理的前提和基础。本节内容主要包含了字符、汉字、图像、声音的数字化原理，是本学科及本教材中的重点。
在字符、文字、图像、声音这几类信息的数字化应用中，由于图像是二维的，图像的数字化相对字符和文字更复杂一些。图像的数字化应用比较典型，也和实际应用比较贴近。通过这部分的学习，学生能够将比较复杂的问题进行简化处理。同时，掌握好这部分知识对提高学生的信息素养有很大帮助。本节课是信息技术课程理论部分的教学重点，对后续的教学有重要的奠基作用。
学情分析
本课教授对象为高一学生。高一阶段的学生思维活跃，喜欢动手，经过初中阶段的学习，他们已经有了一定的探究问题的经验和能力，能够在问题的引导下自主或者合作探究。从技术层面来看，他们已经了解了什么是二进制，什么是十进制，理解了字符和文字的数字化。从生活实践经验来看，他们已经了解了数字图像的点阵形式。
案例展示2013-12《图像信息的数字化》教学设计文/李红林摘让学生从自己动手实践中得出并理解图要：以《图像信息的数字化》一课为例，从比较图像的文件大小，了解图像的基本参数，像大小的计算公式，从而了解有关存储量的单位：B、KB、MB、GB、TB的概念。位图；关键词：体验操作；256色位图；24位位图【教材分析】现代社会的到来，中学生有更多的机会在日常生活中接触各【课前准备】学件。学习课件、类信息技术的工具。但是学生对很多信息技术名词，只知其一，不知其二，例如，有一次学生给我一张很小的图，让我把它放大，要一张清晰的图。我告诉他，这个图像是位图，放大以后会很模糊，学生对此很不理解。可以看出学生在使用信息技术工具的同时，对信息流程及工具原理还是比较生疏。所以，对原有教程部分涉及“原理”部分，还是应该进行深入的探讨。但如何使学生能融入课堂，做课堂的小主人？我觉得最主要的办法，上课的内容要和生活实际紧密地联系起来，让学生有所思、有所想、有所做，不要怕把课堂交给学生。本节内容即为图像这一模块的第一节课《图像信息的数字化》，从设置照相机的参数入手，了解图像的基本参数，让学生从自己动手实践中得出并理解图像大小的计算公式，并进而理解存储容量的单位：B、KB、MB、GB、TB。【学情分析】本课教授对象为高一学生，从技术层面来说，他们的基础是了解什么是二进制，什么是十进制，理解计算机的基础知识，特别是理解存储器的概念；从生活实践经验来看，他们了解数字图像的获取方式，对数码相机、手机、扫描仪等较为熟悉；但是虽然会用数码相机，但对相关参数设置并不十分了解，需要理解图像信息的数字化的基本原理方能解决这一问题。【教学目标】（1.1知识与技能）了解位图的基本参数：像素、色彩深度、分辨率。（2）掌握图像大小的计算公式。（3）理解存储量的单位。2.通过把照片传送到过程与方法QQ空间的照片的格式出发，以及使用数码相机的做实验的方式推算出图像的大小的计算公式，并加以验证。3.通过本节课学习，情感、态度与价值观养成学生“设疑—推算—得出结论—验证”的自主探究模式，提高学生自我学习的能力，培养在实际生活中解决问题的能力。【课时安排】安排1课时。【教学重点、难点】教学重点：图像大小的计算公式，及对存储容量的单位的理解。教学难点：推算出图像大小的计算公式。【教学方法与手段】-116情境创设，-任务驱动，自主探究。【教学过程】一、引入师：同学们有没有QQ空间，里面有相册。请问你往相册里传256照片时，传的文件是什么格式的？是256色位图？还是24位位图？生想象都觉得色位图的图像质量好，256色位图的质量较好还是24位位图的图像质量好？）（很多学二、色彩深度1.使用数码相机拍一张照片，并用画图软件打开这幅图像，体验操作点击另存为：第一次另存为256色位图，文件名为1。第二次另存为单色位图，文件名为2。第三次另存为24位位图，文件名为3。师：哪一个图像的图像质量最好？我们的操作影响到图像吗？生：24位位图的图像质量最好，操作都影响到了图像的色彩，进而影响到了图像的大小。师：展示一幅图像的属性中的摘要。色彩深度是指一幅图像的颜色数量。每个像素用8位二进制表示，共有28的色彩占用一个字节。=256色。指出每个像素师：什么是24位位图？1667即色彩深度为24位，也就是说，图像的颜色种类共有224=2.万种颜色。每个像素的色彩占三个字节。体验报告图像分辨率另存为图像色彩效果图像大小1.bmp2.bmp3.bmp3.从报告表格中，结论你看出色彩深度对图像有何影响？如果你去买手机，你会不会去看哪款手机的屏幕是32位颜色？设计意图：先设置一个疑问：学生一般都觉得256色的位图效果更好。可通过分析色彩深度，学习字节的概念，了解一个字节由8位数构成。进一步理解色彩深度。三、图像大小计算师提问：请问去买照相效果好的手机，你会注意哪些参数？学生回答：前置摄像头的像素，一般为800万像素。师提问：如果你准备旅游，要拍很多照片，而你的相机的存储.com.cn.AllRightsReserved.
2013-12案例展示Dosomeshopping文/李晶thesepants？在学生对词汇、句型掌握的基础上对购物话题进行延伸，置话题于真实的情境中，围绕着谈论物品、询问价格，以及购教学中所学的购物用语。并且通对于初一的学生来说，学生对这个话题比较感兴趣，过英语课上的学习有了一定的语言基础，他们能够通过各种搜索和阅读一些资料获取一些自己需要的知识。为了在这节课上使学生发挥自己最大的潜能。我特此设定以下教学目标：“购物”目标语言，进一、知识与技能目标：结合初一英语中的行情景操练，让学生学会如何购物。编排、展演，培二、过程与方法目标：通过学生对活动的组织、养学生的创新能力和表演能力以及语言的综合运用能力。三、情感态度与价值观：学生在课堂创设的情景中充分发挥学习的潜能，培养良好英语学习的潜质。通过我的这节课。我认为本节课需要注意的重点难点分别（2）是：（1）学生能够用英语对话题进行交流。学生能积极的参与小组的活动，表达自己的想法。在课上我将以购物为主线，让学生通过角色扮演售货员和顾如下：首先在课前，下发本节课的活动清单，将学生分为六组：服装组、食品组、水果组、书籍组……由每组学生按照自己的任务回去准备上课所用于贩卖的商品，可以是实物，也可以是照片。教师制作购物币，每人十张，每一张购物币上写上自己的名字。将自己负责的区域布置成在课前，每个组按照自己的任务，物时使用的礼貌用语，帮助学生在愉快的氛围内，巩固日常课堂情景活动课Dosomeshopping!是结合初一上册“howmuchare服装店、书店等场景。在上课之初，播放Wheelsonthebus，并与学生一起演唱,在教师做驾驶员，学生互相搭肩唱歌过程中全班边唱边排成一排，提高学生的学习兴趣。做乘客。通过这个活动，放松学生的心情，体验歌曲唱完后告诉学生，这节课让我们一同搭乘快乐号大巴，购物之旅。商品清单站。首先，让我们来到本次大巴的第一站：在一站中，让学生上台展示，自己在课前准备的需要在这节课中进行销售的物品：比一比哪一个小组搜集的物品多。对于不介绍。在介绍的同时，其他认识的单词，学生或者教师予以出示、小组的学生在自己的学案上进行记录。接下来的第二个环节是助人为乐：在这一环节中，旅行到一半的学生，发现前方有几个遇到困难的朋友，他们分别是外婆生病需要买水果的Tom；饥饿的Kate；需要文具的LinTao；被书吸引了眼球的LiLei；口渴的XiaoMing以及想买衣服的Susan，但他们都不会使用英语，无法购物。可爱的同学们，让我们来一起帮帮他们吧。并按照签上每个小组以抽签的方式决定本组帮助哪位朋友，的内容设计购物的情景，排演情景剧。五分钟后每个组上台表演最本组的成果。最终我们结合他们的表现评选出最佳合作小组、佳售货员、最佳顾客。最后让我们再次最后，快乐的日子再美好，也有结束的时候，唱起wheelsonthebus,我做司机模仿公共汽车录音，Ourschoolishere,class.pleasetakeoffseeyou.一起踏上回家的旅程。客，并贩卖自己准备的货物，以这一活动完成教学。具体活动过程.com.cn.AllRightsReserved.（作者单位誗编辑鲁翠红山东省淄博市临淄区敬仲中学）才可以拍摄很多照片？卡不大，你怎样设置照相机的参数，现场拍摄两张照片（参数一个设置是500万像素，另一个设置800万像素）学生观察相机参数的设置图，得出第一张照片的像素为500万，第二张照片的像素为800万。比较一下质量：学生观察两张照片，图像会失真吗？教师提问：把一张小照片放大后，共500万像素。如：第一幅，共800万像素。第二幅，然后得到惊喜，验证拿出一张图来，学生做一做，尝试一下，公式。师：假如你的相机的SD卡的存储容量是8GB，我们来计算一现在下，一张照片图像有多大？一个SD卡可以存储多少照片了，我们计算一下：分析分辨率、色彩深度、图像大小三者之间的关系：（bit）分辨率伊色彩深度=图像大小大小一样，公式正确。学生计算、验证、得出结论：可以理解图像设计意图：由色彩深度和图像分辨率的学习，文件大小的计算。四、拓展“读懂手机”思考以下两个问题：（1）手机拍出的3264伊2448照片是前置摄像头还是后置摄像头的拍的？（学生计算像素就可以得出结果）（2）主屏分辨率是什么意思，为什么相片在电脑里看的效果较好，手机效果较差？设计意图：与生活联系紧密，可以加强课堂对学生的吸引力。五、小结位图有哪些基本参数？师：我们这节课学习了位图，色彩深度。图像的分辨率，字节（B）师：位图大小如何计算？存储容量的单位：，请最后把文件的大小换成MB。（bit）分辨率伊色彩深度=图像大小/8（B）（作者单位誗编辑鲁翠红江苏省南京市板桥中学）-117-
数字图像处理教案.(总22页)
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教
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常州大学教案
常州大学教案
常州大学教案
11常州大学教案
13常州大学教案
15常州大学教案
1常州大学教案
1常州大学教案
常州大学教案
常州大学教案
常州大学教案
常州大学教案
常州大学教案
常州大学教案
常州大学教案
22常州大学教案
常州大学教案
学
生
反
馈
课次
学生反馈意见
数字图像处理的用途？
数字图像处理和数字信号处理的区别和联系？
教材上介绍的小波变换看不懂
解决办法
介绍通信、电子专和自动化专业数字图像处理的应用领域。
通过傅立叶变换来联系二者。
教材不仅针对本科生，也适合研究生使用。小波变换是图像处理的热点和难点，要打好数学基础，通过学习泛函来更好的理解。现阶段，通过Matlab工具箱中小波的函数来实现小波变换。
多举实例来帮助理解
时域和频域的空间锐化方法不好理解
32Huffman编码及Shannon编码，书上解释的不清楚
图像分割和图像增强的算子很像，为什么？
11图像分割不好理解
15从冈萨雷斯的经典教材中找到多个例子，来说明Huffman编码及Shannon编码的步骤
图像分割和图像增强是客观和主观意识上，对图像的处理。通过两者异同点说明二者关系。
从冈萨雷斯经典教材中，补充教材上没有的图像处理的一些基本内容，来帮助理解图像分割
33
数字图像处理教案
【篇一：数字图像处理教案】
《数字图像处理》课程教案
【篇二：《图像处理》教案】
图像处理
辅助工具：计算机、网络、教材分析：
本节课是河南大学出版社出版和河南电子音像出版社的七年级信息技术上册第三章第七节的内容。这节课主要内容是:认识windows自带的图像处理软件---画图程序的窗口，并且会使用各种画图工具。本节课形象直观，灵活有趣，可以充分调动学生的手和脑，培养学生学习计算机的兴趣，使学生掌握一种简单有趣的绘图方法。
学情分析：
前面的学习学生已经对计算机了有一定的了解，他们认识电脑鼠标、键盘、显示器等硬件设备，还掌握了常用的应用软件操作。对于本节windows自带的应用程序----“画图”小学也接触过画图程序，有的使用的还相当熟练。所以我采用的学法是学生自主探究、合作交流、实践创新等方式，以学生“练”为本，把学习的主动权交给学生。
教学方法：演示法、任务驱动、赏识教育、自我探究、协作交流、合作学习
教学重点
1、画图程序工具的熟练使用；
2、应用“画图”程序绘制出自己的作品。
教学难点
修改自己的图像
教学目标
知识与技能：
（1）认识“画图”程序的窗口；
（2）学会各种画图工具的使用；
（3）学会利用“橡皮”对图像的修改。
过程与方法：
（1）通过启动画图程序，学生认识windows的窗口，培养学生一反三的能力。
（2）通过使用画图工具绘画，培养学生认真、细致操作的习惯，并且培养学生思维的活跃性与创新能力。
（3）通过对图像的修改学习，培养学生观察、分析的能力，进一步培养学生的审美能力。
情感态度与价值观：
通过学生亲自动手绘制作品，充分发挥小组合作，互帮互学，培养学生团体合作，积极参与的精神，及动手能力。培养学生的创新精神从而创造出具有中学生特色的作品,进一步培养学生的信息素养。
教学过程：
教师活动
学生活动
设计意图
一、创设情景，导入新课（3分钟）
问题导入：“同学们，你们喜欢画画吗？”学生齐答：“喜欢”。“我们班有很多
以此来激发学生学习的欲望和兴趣，想自己创造出更优秀的作品，自然地引出本课的内容。
小画家，也有许多电脑高手，积极回答老师提出的问题气可是我们班上有没有电脑小画家呢？”大部分同学说：“没有”“想不想成为电脑小画家？”我顺势引入新课：“今天，老师这里有几幅漂亮的画，请大家看看。”
展示历届初中生参加电脑绘画制作比赛的优秀作品
（课件展示）
氛活跃。认真观赏获奖的电脑制作作品，并能说出是什么软件制作的。
二、自主探究，学习新知（17分钟）
一、认识“画图”程序
（2分钟）
1、让学生自己来启动画图程序，并能说出窗口的各部分名称。
1、学生动手启动画图程序
这样做一方面让学生回忆前面讲过的启动应用程序的三种方法另一方面也增强的学生操作能力。
2、提高：说出“画图”程序窗口与其他程序窗口的不同与相同处。
询问学生：“想让自己的作品在电脑里展示吗？”
二、使用画图工具画图（10分钟）
1、画“太阳”
（教师演示：改变画布的大小的方法）
2、仔细观察“画图”窗口说
出它与windows其他窗口的不同之处和相同之处。从而知道windows窗口的组成大致有几个主要的3、让学生拿出课前根据《济南的冬天》绘制的作品
学生都异常兴奋
1、让学生回答使用那个工
具可以完成？
2、让学生在自己的画布上
利用“椭圆”工具画出太阳
这样可以让学生知道
windows窗口的组成大致相同又培养了学生认真观察、举一反三的能力。
调动学生的参与性，培养学生的创造性，激发学生学习信息技术的兴趣
学生自主探究、合作交流、实践创新等方式，以学生“练”为本，把学习的主动权交给学生，始终体现学生是学习的主人，让学生自己领悟，自己画图，使学生养成独立思考、实践创新的思维习惯。它可以培养学生的动手实践能力，提高学生的信息综合素养
教师巡视并提出问题：
①为什么画的圆却画成了椭
小组讨论解决
圆？
②填充模式中选择前两种模
式画出来的结果是什么样？
学生动手实践回答出答案
2、画“小河”
让学生根据这句话给自己的画添加内容：“那水呢，不但
不结冰，倒反在绿藻上冒着
点热气。水藻真绿，把终年
储蓄的绿色全拿出来了。天
儿越晴，水藻越绿。”我们就
来画水，因为小河是弯曲的，学生练习在作品中添加“小
河”并填充颜色
工具来画。
教师演示
教师巡视，发现问题并在全
班强调：
①填充颜色一定要在封闭
的区域，否则填充的颜色
会从里面露出来；
②可以选择不同的线宽。连
续按“+”号键反之按下
“—”号键
3、画“树”为了使我们的景色更加迷人
我们再添加内容：“山上的矮
松越发的青黑，树尖上顶着
一髻儿白花”。让学生选择刷学生试着动手丰富自己作品
使自己的作品更加有子工具，自己尝试添加树。的内容，创意。
教师可以简单讲解“刷子”工具的用法，另外介绍利用
“喷枪”工具来画树上的白
花。
三、图像的修改（3分钟）
教师给学生演示橡皮、放大
让学生对自己的作品进行细
镜工具的使用。
致的修改
四、为画图加上标题（2学生使用文字工具给自己的分钟）
作品添加名字。
所以我们应该选择“曲线”
培养学生找出问题、解决问题的能力。
让学生明确自己作品的主题
三、当堂练习（10分钟）
出示几幅图片让学生自己从中选择一幅来练习也可以自己创作或者课本第87页的几幅图。
教师走到学生中间，处理学生遇到的各种问题，进行指导。
教师要提示学生先想一想完成作品的步骤和选用的工具，并且提醒学生要注意保存自己的作品，注意画图程序默认的图片类型是*.bmp。
学生动手操作
保存作品避免自己的劳动成果丢失。
提供几幅作品主要是考虑到一些学生一时半会想不起来从哪里入手，课堂时间短。对于有兴趣的学生利用课余时间创作自我特色的作品。
逐步培养学生发现问题、解决问题的能力，让学生充分发挥自己的想象力、创造力，创作一幅色彩斑斓的作品。
让学生养成良好的使用电脑习惯
四、知识拓展，课外延伸（5分钟）
给学生说出画图程序还可以保存为*.jpeg格式
学生动手上网查找这两种格式各有什么优缺点。
让他们查找还有哪些常见的这样既满足了学生的好奇心又丰富了学生的课外知识扩大了学生的知识面。
【篇三：数字图像处理(基础)教案】
数字图像处理（基础）教案
一、基础知识
第一节、数字图像获取
一、目的1掌握使用扫描仪等数字化设备以及计算机获取数字图像的方法；
2修改图像的存储格式。
二、原理
用扫描仪获取图像也是图像的数字化过程的方法之一。
扫描仪按种类可以分为手持扫描仪，台式扫描仪和滚筒式扫描仪（鼓形扫描仪）。
扫描仪的主要性能指标有x、y方向的分辨率、色彩分辨率（色彩位数）、扫描幅面和接口方式等。各类扫描仪都标明了它的光学分辨率和最大分辨率。分辨率的单位是dpi，dpi是英文dotperinch的缩写，意思是每英寸的像素点数。
扫描仪工作时，首先由光源将光线照在欲输入的图稿上，产生表示图像特征的反射光（反射稿）或透射光（透射稿）。光学系统采集这些光线，将其聚焦在ccd上，由ccd将光信号转换为电信号，然后由电路部分对这些信号进行a/d转换及处理，产生对应的数字信号输送给计算机。当机械传动机构在控制电路的控制下，带动装有光学系统和ccd的扫描头与图稿进行相对运动，将图稿全部扫描一遍，一幅完整的图像就输入到计算机中去了。
图1.1扫描仪的工作原理
扫描仪扫描图像的步骤是:首先将欲扫描的原稿正面朝下铺在扫描仪的玻璃板上，原稿可以是文字稿件或者图纸照片；然后启动扫描仪驱动程序后，安装在扫描仪内部的可移动光源开始扫描原稿。为了均匀照亮稿件，扫描仪光源为长条形，并沿y方向扫过整个原稿；照射到原稿上的光线经反射后穿过一个很窄的缝隙，形成沿x方向的光带，又经过一组反光镜，由光学透镜聚焦并进入分光镜，经过棱镜和红绿蓝三色滤色镜得到的rgb三条彩色光带分别照到各自的ccd上，ccd将rgb光带转变为模拟电子信号，此信号又被a/d变换器转变为数字电子信号。至此，反映原稿图像的光信号转变为计算机能够接受的二进制数字电子信号，最后通过串行或者并行等接口送至计算机。扫描仪每扫一行就得到原稿x方向一行的图像信息，随着沿y方向的移动，在计算机内部逐步形成原稿的全图。
在扫描仪的工作过程中，有两个元件起到了关键的作用。一个是ccd，它将光信号转换成为电信号；另一个是a/d变换器，它将模拟
电信号变为数字电信号。ccd是chargecoupledevice的缩写，称为电荷耦合器件，它是利用微电子技术制成的表面光电器件，可以实现光电转换功能。ccd在摄像机、数码相机和扫描仪中应用广泛，只不过摄像机中使用的是点阵ccd，即包括x、y两个方向用于摄取平面图像，而扫描仪中使用的是线性ccd，它只有x一个方向，y方向扫描由扫描仪的机械装置来完成。ccd芯片上有许多光敏单元，它们可以将不同的光线转换成不同的电荷，从而形成对应原稿光图像的电荷图像。如果我们想增加图像的分辨率，就必须增加ccd上的光敏单元数量。实际上，ccd的性能决定了扫描仪的x方向的光学分辨率。a/d变换器是将模拟量(analog)转变为数字量(digital)的半导体元件。从ccd获取的电信号是对应于图像明暗的模拟信号，就是说图像由暗到亮的变化可以用从低到高的不同电平来表示，它们是连续变化的，即所谓模拟量。a/d变换器的工作是将模拟量数字化，例如将0至1v的线性电压变化表示为0至9的10个等级的方法是：0至小于0.1v的所有电压都变换为数字0、0.1至小于0.2v的所有电压都变换为数字1??0.9至小于1.0v的所有电压都变换为数字9。实际上，a/d变换器能够表示的范围远远大于10，通常是2^8=256、2^10=1024或者2^12=4096。如果扫描仪说明书上标明的灰度等级是10bit，则说明这个扫描仪能够将图像分成1024个灰度等级，如果标明色彩深度为30bit，则说明红、绿、蓝各个通道都有1024个等级。显然，该等级数越高，表现的彩色越丰富。
步骤
1扫描仪与计算机和打印机的连接；
2打开计算机，安装扫描仪的驱动程序；
3分别相描一幅二值、灰度和彩色因像
4调整彩色图像的色彩。
5将获得的图像的格式转换为“*.gif”的格式，保存或拷贝到matlab程序组根目录的“work”文件夹中，以便后面的实验做为“原图像”利用。
6记录和整理实验报告
仪器
1计算机；
2扫描仪（或数码相机、数字摄象机）及其驱动程序盘；
3图像处理软件（画图，photoshop,microsoftphotoedit等）；
4记录用的笔、纸。
实验报告内容
六、思考题
1扫描仪有哪些重要指标？
幅面大小、分辨率、颜色数、接口方式
2你使用过哪些图像获取设备呢？
数码相机、摄相机、扫描仪
第二节、图像压缩
目的1．
2．
理解有损压缩和无损压缩的概念；
理解图像压缩的主要原则和目的；
3．
4．
了解几种常用的图像压缩编码方式。
利用matlab程序进行图像压缩。
原理
1.图像压缩原理
图像压缩主要目的是为了节省存储空间，增加传输速度。图像压缩的理想标准是信息丢失最少，压缩比例最大。不损失图像质量的压缩称为无损压缩，无损压缩不可能达到很高的压缩比；损失图像质量的压缩称为有损压缩，高的压缩比是以牺牲图像质量为代价的。压缩的实现方法是对图像重新进行编码，希望用更少的数据表示图像。
信息的冗余量有许多种，如空间冗余，时间冗余，结构冗余，知识冗余，视觉冗余等，数据压缩实质上是减少这些冗余量。高效编码的主要方法是尽可能去除图像中的冗余成分，从而以最小的码元包含最大的图像信息。
编码压缩方法有许多种，从不同的角度出发有不同的分类方法，从信息论角度出发可分为两大类。
（1）.冗余度压缩方法，也称无损压缩、信息保持编码或嫡编码。具体说就是解码图像和压缩编码前的图像严格相同，没有失真，从数学上讲是一种可逆运算。
（2）信息量压缩方法，也称有损压缩、失真度编码或烟压缩编码。也就是说解码图像和原始图像是有差别的，允许有一定的失真。
应用在多媒体中的图像压缩编码方法，从压缩编码算法原理上可以分为以下3类：
（1）无损压缩编码种类
哈夫曼（huffman）编码，算术编码，行程（rle）编码，lempelzev
编码。
（2）有损压缩编码种类
预测编码，dpcm，运动补偿；
频率域方法：正交变换编码(如dct)，子带编码；
空间域方法：统计分块编码；
编码，模型基编码；
基于重要性：滤波，子采样，比特分配，向量量化；
（3）混合编码。
有jbig，h261，jpeg，mpeg等技术标准。
本实验主要利用matlab程序进行离散余弦变换（dct）压缩和行程编码（runlengthencoding，rle）。
1)离散余弦变换(dct)图像压缩原理
离散余弦变换dct在图像压缩中具有广泛的应用，它是jpeg、mpeg等数据压缩标准的重要数学基础。
和相同图像质量的其他常用文件格式(如gif(可交换的图像文件格式)，tiff(标签图像文件格式)，pcx(图形文件格式))相比，jpeg是目前静态图像中压缩比最高的。jpeg比其他几种压缩比要高得多，而图像质量都差不多(jpeg处理的图像只有真彩图和灰度图)。正是由于其高压缩比，使得jpeg被广泛地应用于多媒体和网络程序中。jpeg有几种模式，其中最常用的是基于dct变换的顺序型模式，又称为基本系统(baseline)。
用dct压缩图像的过程为：
变换。
(2)将变换后得到的量化的dct系数进行编码和传送，形成压缩后的图像格
式。
用dct解压的过程为：
(2)将反变换的矩阵的块合成一个单一的图像。
余弦变换具有把高度相关数据能量集中的趋势，dct变换后矩阵的能量集中在矩阵的左上角，右下的大多数的dct系数值非常接近于0。对于通常的图像来说，舍弃这些接近于0的dct的系数值，并不会对重构图像的画面质量带来显著的下降。所以，利用dct变换进行
图像压缩可以节约大量的存储空间。压缩应该在最合理地近似原图像的情况下使用最少的系数。使用系数的多少也决定了压缩比的大小。
在压缩过程的第2步中，可以合理地舍弃一些系数，从而得到压缩的目的。在压缩过程的第2步，还可以采用rle和huffman编码来进一步压缩。
2)行程编码（rle）原理：
例如如下这幅
的二值图像，如果采用行程编码可以按如下格式保存
第14课
探秘形象表达
——图像数字化
【教学目标】
知识与技能目标：知道图像数字化过程，理解并能运用编码要点定长和不重码，掌握颜色位数和最大颜色数之间的关系。
过程与方法目标：通过观察、思考、质疑、验证等学习活动，掌握自主探究等学习方法。
情感、态度与价值观：1、学习中逐渐养成勇于克服困难，敢于提出不同见解的精神；
2、保持与发展乐于探究与发现周围事物奥秘的兴趣。
【课时安排】
1课时
【教学重点、难点】
教学重点：编码要点定长和不重码，颜色位数与最大颜色数之间的关系
教学难点：编码要点定长，颜色位数与最大颜色数之间的关系
一、导入（1分钟）
【教师活动】播放视频，激趣导入
师：计算机能够识别的信息是二进制代码。因此真实世界中的图像必须用0、1进行编码后才能被计算机识别，这个过程就叫做数字化。这节课我们一起来探秘图像的数字化。
二、采样（2分钟）
【教师活动】播放事先录制的视频。
【学生活动】观看视频，了解像素点的概念。
设计意图：通过视频展示让学生观察图像放大的效果，建立起有颜色的方格和像素点的对应关系，理解像素点概念。
三、黑白图像的量化和编码（5分钟）
【教师活动】向所有学生演示程序绘图的方法（30秒）。
【学生活动】1、观察老师的操作，学习画图程序使用方法；2、思考：怎样用二进制数表示黑白两种颜色？又如何记录下这幅图？
【学生活动】回答黑白图的表示方法。
【教师活动】根据学生的编码方案，生成代码。
设计意图：1、通过演示黑白图像的绘制，教给学生使用画图程序的方法。2、讨论黑白图像表示方法，为后面1彩色图像的表示做铺垫。
四、彩色图像的量化和编码
（一）尝试编码，发现问题
活动一：利用图像绘制程序绘制一只彩色的苹果，将图像表示成二进制代码。（3分钟）
任务分配：小组1、小组2绘制4色苹果；
小组3、小组4绘制6色苹果；
小组5、小组6绘制8色苹果。
步骤：1、自选颜色绘图；
2、对所选用的颜色编码；
3、利用图像绘制程序生成rule文件和code文件。
【教师活动】教师巡回指导。
【交流展示】展示学生的rule文件和code文件。
【教师活动】提出问题：计算机能否准确还原图像？
（二）定长编码，解决问题
【学生活动】小组讨论，提出解决方案。
【教师活动】引导学生纳总结编码的要点：定长和不重码。
【教师活动】黑板上展示借助树型图编码的方法，表示4种颜色的编码，从右往左写。
设计意图：1、让每个学生尝试对4种颜色的编码，此时学生对四种颜色的编码长度通常不一致。2、呈现利用画图程序生成的code文件，引导学生发现问题。3、通过师生的探讨，形成统一的解决问题的方案：颜色编码长度一致，即定长编码。
（三）再次编码，探究规律
活动二：深入探究（在导学案完成）
步骤：1、画出9色的编码树型图，写出9种颜色的编码；
2、完成表一。
3、最大颜色数和颜色位数之间有什么关系？
【学生活动】完成活动三。
【交流展示】学生板书树型图，写出编码。展示探究结果。
【教师活动】对学生的展示进行评价。
设计意图：1、通过讨论解决程序中9种颜色的编码问题。2、进一步探讨最大颜色数和颜色位数之间的关系。
五、体验图像再现过程
【教师活动】展示图片教具上下翻转的效果，布置活动三。
活动三：对code文件进行操作，实现图像上下翻转。（提示：图像呈现程序会根据颜色编码方案和code文件再现图像。）
步骤：
1、在“图像绘制”程序中输入9种颜色的编码；重新生成rule和code文件。
．．2、打开code文件，对二进制代码进行操作；
3、打开“图像呈现”程序，输入9种颜色的编码，呈现图像。
【学生活动】学生完成活动三的任务。
【交流展示】学生展示代码操作的方法。
【教师活动】巡回指导，帮助有困难的学生。
设计意图：1、通过活动让学生体验数字图像处理的便捷。2、通过图像在平面旋转等问题的提出，让课堂能有更多的延伸。
六、小结
【教师活动】提出问题：请你说说这节课你学到了什么？
【学生活动】
【教师活动】小结
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