結構圖製作及數字圖像處理心得體會

隨着科學技術的發展，特別是四清在教學設計中的運用，要求教師必須掌握一定的結構圖製作方法為自己的教學服務。通過學習，我對知識結構圖有了進一步的認識，知道了好多以前根本沒有接觸過的東西，收穫很大，下面我就談談自己的體會。

一、認清了知識架構圖在課堂教學中的必要性

運用知識結構圖可以將我們用語言難以表達清楚的問題直觀、形象地展現給學生，有助於教學重點和難點的突破；在教學過程中把豐富多彩的圖片資料展示給學生，可以引起學生的學習興趣；通過某些問題的設置，可以培養學生對教學過程的參與意識，加深他們對問題的認識和理解程度；選擇合適的媒體進行教學，可以增大我們的課容量，節約時間。

二、明確了四清知識結構圖應具備的特點

要讓四清知識結構圖在教學中發揮出應有的作用，它必須具備以下幾個特點：

1、教學性

這是結構圖最重要的一個特點。課件必須為教學服務，必須符合學科的教學規律，反映學科的教學過程和教學策略。在課件製作中，結構圖的選擇與組織、問題的設置等方面都必須體現這一特性。同時應深入淺出、注意啟發。

2、科學性

“科學性”是知識結構圖最基本的特點。結構圖所涉及的內容必須科學、準確、健康、符合邏輯、層次清楚、合情合理，同時還要符合學生的年齡特點與知識水平。

3、美觀性

結構圖還包含各種類型的圖標、樹形等，讓教師在課堂上更有靈活性，根據實際選擇不同的學習路徑。

三、結構圖製作中應注意的幾個問題

1、結構圖製作要簡潔實用

知識結構圖畢竟是一種輔助手段，它是用來輔助我們的教學的。一個好的課件關鍵在於它的實用性，應該説只要是有助於突破重點難點、有助於引起學生的深刻思考、有助於加深學生對問題的認識的課件就是好的知識結構圖。

2、注意色彩的合理應用

色彩的應用可以給結構圖增加感染力，但運用要適度，以不分散學生的注意力為原則。

3、注意字、圖的混合

對於一些重點的字、詞、句，除了採用不同的字號、字體和字形加以強調。

經過這幾周的學習，我從一個什麼都不瞭解的小白，變成了一個明白這門課程的意義的初學者，覺得學到了不少有用同時又很有趣的知識，也對數字圖象處理有了新的理解。老師從數字圖像處理的意義講起，中間介紹了許多目前仍在應用的相關技術，讓我明白了圖像處理在我們生活中的重要性，下面我來談談我自己的學習成果和感受。

圖像處理是指對圖像信息進行加工，從而滿足人類的心理、視覺或者應用的需求的一種行為。圖像處理方法一般有數字法和光學法兩種，其中數字法的優勢很明顯，已經被應用到了很多領域中，相信隨着科學技術的發展,其應用空間將會更加廣泛。數字圖像處理又稱為計算機圖像處理，它是指將圖像信號轉換成數字信號並利用計算機對其進行處理的過程。數字圖像處理是從20世紀60年代以來隨着計算機技術和VLSL的發展而產生、發展和不斷成熟起來的一個新興技術領域。數字圖像處理技術其實就是利用各種數字硬件與計算機，對圖像信息通過轉換而得到的電信號進行相應的數學運算，例如圖像去噪、圖像分割、提取特徵、圖像增強、圖像復原等，以便提高圖像的實用性。其特點是處理精度比較高，並且能夠對處理軟件進行改進來優化處理效果，操作比較方便，但是由於數字圖像需要處理的數據量一般很大，因此處理速度有待提高。目前，隨着計算機技術的不斷髮展，計算機的運算速度得到了很大程度的提高。在短短的歷史中，它卻廣泛應用於幾乎所有與成像有關的領域，在理論上和實際應用上都取得了巨大的成就。

從定義上來説，圖像處理是指按照一定的目標，用一系列的操作，來“改造”圖像的方法。 我覺得字面上的意思就是，對圖像進行處理，得到自己想要的.效果。圖象處理的內容有很多種：幾何處理，算術處理、圖像增強、圖像復原、圖像重建、圖像識別、圖像壓縮。而目前進行圖像處理就是指用計算機對圖像進行空域法和變換域法。資料上介紹説，數字圖象處理起源於20世紀20年代，那時第一次通過海底電纜傳輸圖像；1921年人們用電報打印機採用特殊字符在編碼紙帶中產生圖像；1922年在信號兩次穿越大西洋後，從穿孔紙帶得到數字圖像；1929年從倫敦到紐約用15級色調設備傳送照片。到了20世紀60年代早期，計算機發展，有了第一台可執行有意義的圖像處理任務的大型計算機，美國利用航天器傳送了第一張月球照片。從20世紀60年代末到70年代初，開始用於醫學圖像、地球遙感、天文學等領域，如CT圖像和X射線圖像。至今，數字圖象處理仍舊廣泛應用於工業、醫學、地理學、考古學、物理學、天文學等多個領域。比如，太空技術中的航天技術、空間防禦、天文學；生物科學的生物學和醫學；刑事（物證）上的指紋、人臉分析；國防方面的軍事探測，導彈目標識別；工業應用中的產品檢測還有日常生活中的照片編輯、影視製作。

從概念上來説，數字圖像用f（x，y）表示一幅圖像，x，y，f為有限、離散值。圖像處理涉及到圖像的分析和計算機視覺，其中分為低級處理、中級處理、高級處理。低級處理是指輸入輸出均為圖像（如圖像縮放、圖像平滑）；中級處理是輸入圖像，然後輸出提取的特徵（如區域分割、邊界檢測）；高級處理則是理解識別的圖像（如無人機駕駛，自動機器人）。

　數字圖像處理的幾個基本目的是：

圖像輸入->圖像處理（增強、復原、編碼和壓縮）->圖像輸出。以人為最終的信息接收者，其主要目的是改善圖像的質量。

圖像輸入->圖像預處理（增強、復原）->圖像分割->特徵提取->圖像分類->圖像輸出。另一類圖像處理以機器為對象，目的是使機器或計算機能自動識別目標，稱為圖像識別。

圖像輸入->圖像預處理->圖像描述->圖像分析和理解->圖像解釋。利用計算機系統解釋圖像，實現類似人類視覺系統理解外部知識，被稱為圖像理解或計算機視覺。其正確的理解要有知識的引導，與人工智能等學科有密切聯繫。當前理論上有不小進展，但仍是一個有待進一步探索的領域。

　數字圖像處理主要研究的內容包括：

1）圖像變換：如傅里葉變換、沃爾什變換、離散餘弦變換（DCT）等間接處理技術，將空間域的處理轉換為變換域處理，不僅可減少計算量，而且可獲得更有效的處理。目前小波變換在時域和頻域中都具有良好的局部化特性，它在圖像處理中也有着廣泛而有效的應用。

2）圖像編碼壓縮

圖像編碼壓縮技術可減少描述圖像的數據量（即比特數），以便節省圖像傳輸、處理時間和減少存儲器容量。壓縮可以在不失真前提下獲得，也可以在允許的失真條件下進行。編碼是壓縮技術最重要的方法，它在圖像處理技術中是發展最早且比較成熟的技術。

3）圖像增強和復原

目的是提高圖像的質量，如去除噪聲，提高清晰度等。圖像增強不考慮圖像降質的原因，突出圖像中所感興趣的部分。如強化圖像高頻分量，可使圖像中物體輪廓清晰，細節明顯；如強調低頻分量可減少圖像中噪聲影響。圖像復原要求對圖像降質的原因有一定的瞭解，建立“降質模型”，再採用某種方法，恢復或重建原來的圖像。

4）圖像分割

圖像分割是數字圖像處理中的關鍵技術之一。圖像分割是將圖像中有意義的特徵部分提取出來，其有意義的特徵有圖像中物體的邊緣、區域等，這是進一步進行圖像識別、分析和理解的基礎。雖然目前已研究出不少邊緣提取、區域分割的方法，但還沒有一種普遍適用於各種圖像的有效方法。因此，對圖像分割的研究還在不斷深入之中，是目前圖像處理中研究的熱點之一。

數字圖像處理的特點主要表現在數字圖像處理的信息大多是二維信息，處理信息量很大。因此對計算機的計算速度、存儲容量等要求較高;數字圖像處理佔用的頻帶較寬。與語言信息相比,佔用的頻帶要大幾個數量級。所以在成像、傳輸、存儲、處理、顯示等各個環節的實現上技術難度較大，成本亦高。這就對頻帶壓縮技術提出了更高的要求;數字圖像中各個像素不是獨立的，其相關性大。在圖像畫面上，經常有很多像素有相同或接近的灰度。所以，圖像處理中信息壓縮的潛力很大。數字圖像處理後的圖像受人的因素影響較大，因為圖像一般是給人觀察和評價的。

數字圖像處理的優點主要表現在再現性好、處理精度高、適用面寬、靈活性高等方面。圖像處理大體上可分為圖像的像質改善、圖像分析和圖像重建三大部分，每一部分均包含豐富的內容。

　　數字圖像處理的主要應用有：

通訊技術---圖像傳真，電視電話，威信通訊，數字電視；宇宙探索---其他星體圖片處理；

遙感技術---農林資源調查，作物長勢監視，自然災害（水、火、風、蟲等）監測、預報，地勢、地貌以及地質構造測繪，找礦，水文、海洋調查，環境污染監測，等等；

生物醫學---X射線、超聲、顯微圖片分析，內窺鏡圖、温譜圖分析，斷層及核磁共振分析；工業生產---無損探傷，石油勘探，生產過程的自動化（識別零件，裝配，質量檢查），工業機器人視覺；

計算機科學---文字、圖像輸入的研究，計算機輔助設計，人工智能研究，多媒體計算機與智能計算機研究；

氣象預報---天氣雲圖測繪、傳輸； 高能物理---核子泡室圖片分析；

軍事技術---航空及衞星偵察照片的判讀，導彈制導，雷達、聲納圖像處理，軍事仿真；

偵緝破案---指紋識別，印鑑、偽鈔識別，手跡分析；考古---恢復珍貴的文物圖片，名畫，壁畫。

由此可見，數字圖像在我們日常生活中佔有多大的地位。它是我們生活中接觸最多的圖形類別，它伴隨人們的生活、學習、工作，並在軍事、醫學和工業方面發揮着極大的作用，可謂隨處可見，尤其在生活方面作為學生的我們會在外出旅遊、生活、工作中拍下許多數字相片，現在已經進入信息化時代，圖像作為信息的重要載體在信息傳輸方面有着聲音、文字等信息載體不可替代的作用，並且近年來圖像處理領域，數字圖象處理技術取得了飛速發展。

通過課程學習，我們雖説還沒有完全掌握數字圖像處理技術，但也收穫不少，對於數字圖像方面有了更深入的瞭解，更加理解了數字圖像的本質，即是一些數字矩陣，但灰度圖像和彩色圖像的矩陣形式是不同的。對於一些耳熟能詳的數字圖像相關術語有了明確的認識，比如常見的：像素（衡量圖像的大小）、分辨率（衡量圖像的清晰程度）、位圖（放大後會失真）、矢量圖（經過放大不會失真）等大家都能叫上口卻知識模糊的名詞。也瞭解圖像處理技術中一些常見處理技術的實質，比如鋭化處理是使模糊的圖像變清晰，增強圖像的邊緣等細節。而平滑處理的目的是消除噪聲，模糊圖像，在提取大目標之前去除小的細節或彌合目標間的縫隙。對常提的RGB圖像和灰度圖像有了明確的理解，這對大家以後應用Photoshop等圖像處理軟件對圖像進行處理打下了堅實的基礎。

雖然這門課是隻有7周理論課，但老師所講的內容讓我非常感興趣，數字圖象處理的應用貫通各個行業，遍佈我們生活的電子產品，這讓我學習後感覺離這些產品的使用和了解更進了一步。學習數字圖象處理對我們學電子工程的學生非常有用，無論以後是否從事相關工作都讓我感覺受益良多。隨着現代電子技術發展的越來越快，我相信圖像處理技術一定會有更大的進步，從國防到娛樂給我們的生活帶來更多的便利，和更好的科學技術。