電子信息工程課程設(shè)計(jì)

1、電子信息工程課程設(shè)計(jì)1專業(yè)人才培養(yǎng)與課程設(shè)計(jì)的方向性電子信息工程是國內(nèi)高校中開設(shè)數(shù)量較多的一個(gè)專業(yè)，社會(huì)對(duì)該專業(yè)的學(xué)生需求量大。如何使電子信息工程的人才培養(yǎng)真正形成特色、讓學(xué)生才能更強(qiáng)是值得共同考慮和探究的問題。結(jié)合多年教學(xué)理論經(jīng)歷和社會(huì)信息反應(yīng)，我們認(rèn)為樹立并強(qiáng)化培養(yǎng)方向是電子信息工程專業(yè)人才培養(yǎng)的重要問題，讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)的每門課程有什么用、經(jīng)歷的每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)其有什么進(jìn)步、以致于明白畢業(yè)后可以干什么。詳細(xì)到專業(yè)方向課程設(shè)計(jì)而言，其組織施行要以整個(gè)專業(yè)的培養(yǎng)方向?yàn)橹笇?dǎo)，并最終效勞于既定的人才培養(yǎng)方向，這也是專業(yè)方向課程設(shè)計(jì)在教學(xué)中能否發(fā)揮應(yīng)有作用的關(guān)鍵。11電子信息工程專業(yè)的培養(yǎng)方向初探電子

2、信息工程專業(yè)旨在培養(yǎng)具備扎實(shí)的電子技術(shù)和信息系統(tǒng)的理論根底知識(shí)，知識(shí)面寬，理論才能強(qiáng)，能從事電子及信息系統(tǒng)的研究、設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用工作，富有創(chuàng)新精神的寬口徑高級(jí)工程技術(shù)人才。知識(shí)面寬容易使學(xué)消費(fèi)生困惑，往往形成“什么都學(xué)又都學(xué)不精的印象。讓學(xué)生的學(xué)習(xí)具有方向感，明白學(xué)習(xí)的眾多課程之間有什么關(guān)系，學(xué)完之后可以具備什么才能，通過樹立培養(yǎng)方向去除學(xué)生的這些疑問。從電子信息工程的專業(yè)名稱及培養(yǎng)目的來看，該專業(yè)主要由“電子和“信息兩方面構(gòu)成;當(dāng)然二者是不能簡(jiǎn)單分開的，但在學(xué)生培養(yǎng)過程中可有所側(cè)重，即形成側(cè)重于應(yīng)用電子類和信息處理類的兩大方向。應(yīng)用電子方向強(qiáng)調(diào)學(xué)生在硬件方面的才能，通過電路、電子技術(shù)、微機(jī)

3、原理、單片機(jī)、DSP、嵌入式系統(tǒng)、EDA等課程的學(xué)習(xí)和理論，以電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)為開展方向。信息處理方向那么強(qiáng)調(diào)算法開發(fā)與軟件編程才能，以信息處理與信息系統(tǒng)開發(fā)為主攻方向，重點(diǎn)課程包括信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理、語言信號(hào)處理、數(shù)字圖像處理、形式識(shí)別、計(jì)算方法、高級(jí)語言編程、數(shù)據(jù)庫等。上述大局部課程都是電子信息工程兩個(gè)方向的公共課，兩個(gè)方向是不能截然分開的。12課程設(shè)計(jì)的方向把握對(duì)于電子信息工程兩個(gè)不同方向的學(xué)生，專業(yè)方向課程設(shè)計(jì)的組織施行是分開進(jìn)展的，即分成應(yīng)用電子技術(shù)方向課程設(shè)計(jì)和信息處理方向課程設(shè)計(jì)，這兩類設(shè)計(jì)課程都安排在學(xué)生修完各方向的主干課程之后。課程設(shè)計(jì)題目的擬定要表達(dá)方向性，如應(yīng)用電

4、子類的題目可設(shè)定為小型電子系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)，如“室溫控制系統(tǒng)、“智能小車等的設(shè)計(jì)開發(fā)，信息處理類的題目如“語音識(shí)別、“人臉識(shí)別、“車牌檢測(cè)等。學(xué)生根據(jù)個(gè)人興趣和知識(shí)構(gòu)造確定不同的開展方向，選擇相應(yīng)的專業(yè)方向課程設(shè)計(jì)題目。完成各方向的設(shè)計(jì)題目需要的實(shí)驗(yàn)條件是不同的，相應(yīng)的成果形式、成績?cè)u(píng)定方式也不盡一樣。2專業(yè)方向課程設(shè)計(jì)施行實(shí)例電子信息工程信息處理方向注重算法開發(fā)與編程理論，主要研究利用信號(hào)處理、圖像處理與形式識(shí)別等信息分析處理手段及編程工具進(jìn)展相關(guān)信息系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)，專業(yè)方向課程設(shè)計(jì)中常采用圖像處理類的設(shè)計(jì)題目。數(shù)字圖像處理是電子信息工程的專業(yè)課，同時(shí)也是一門綜合性學(xué)科，其內(nèi)容多、跨度大、覆蓋

5、面廣，主要學(xué)習(xí)應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)展分析和處理的根本理論、方法。要求學(xué)生在掌握有關(guān)圖像處理和圖像分析的根本概念、根底理論、典型方法的根底上，掌握一定的編程理論技能56。充實(shí)設(shè)計(jì)內(nèi)容并改良組織形式，通過課程設(shè)計(jì)促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和應(yīng)用才能的進(jìn)步。21圖像處理類課程設(shè)計(jì)的擬定思想圖像處理類課程設(shè)計(jì)要突出兩方面的內(nèi)容，一是對(duì)圖像處理根底理論的穩(wěn)固進(jìn)步和解決實(shí)際問題的才能訓(xùn)練，二是至少純熟掌握一門編程語言、選擇適當(dāng)開發(fā)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)詳細(xì)的圖像處理算法7。為此在題目選擇、設(shè)計(jì)方案制定等方面應(yīng)考慮以下幾個(gè)問題。(1)設(shè)計(jì)題目的選擇。課程設(shè)計(jì)不同于教學(xué)過程中的實(shí)驗(yàn)，與之相比要更加突出設(shè)計(jì)性和綜合性;而從工作量

6、和難度上講低于畢業(yè)設(shè)計(jì)。題目不能太大太難，必須是學(xué)生經(jīng)過認(rèn)真考慮、查閱資料和分組討論，利用所學(xué)知識(shí)能給出解決方案或提出思路。設(shè)計(jì)內(nèi)容要突出實(shí)用性，可以是實(shí)際問題的簡(jiǎn)化。解決問題需要綜合應(yīng)用圖像處理多方面的知識(shí)點(diǎn)，但要防止圖像處理算法的簡(jiǎn)單疊加，講究合理應(yīng)用。(2)開發(fā)平臺(tái)的選擇。針對(duì)詳細(xì)的應(yīng)用實(shí)例可以采用不同的開發(fā)平臺(tái)，如利用普通計(jì)算機(jī)下的Windows或UNIX平臺(tái)、利用DSP、FPGA或其他嵌入式開發(fā)平臺(tái)。(3)編程語言的選擇。圖像處理中主要的編程語言是VC和Matlab，二者優(yōu)缺點(diǎn)都非常突出。VC功能強(qiáng)大但要做到純熟使用難度較高，Matlab中有圖像處理工具箱、包含了大量可直接調(diào)用的圖像

7、處理函數(shù)，應(yīng)用簡(jiǎn)單但程序運(yùn)行速度偏慢。不同的設(shè)計(jì)題目可能適于在不同的開發(fā)平臺(tái)下選擇不同的編程語言來解決8。題目設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮題目自身的難度，還要兼顧各開發(fā)平臺(tái)及應(yīng)用不同編程語言的難度差異，比方在Windows下應(yīng)用Matlab可以選擇難度稍大的題目，而使用DSP或VC的設(shè)計(jì)題目相應(yīng)要簡(jiǎn)單一些。22課程設(shè)計(jì)范例基于DSP的車牌檢測(cè)按照課程設(shè)計(jì)大綱的要求，考慮到詳細(xì)設(shè)計(jì)中的多方面因素，實(shí)際教學(xué)中設(shè)計(jì)了多個(gè)題目，學(xué)生可以根據(jù)自身知識(shí)程度及興趣愛好進(jìn)展選擇。現(xiàn)舉一個(gè)詳細(xì)實(shí)例，借以說明圖像處理課程設(shè)計(jì)的組織管理過程。車牌定位是進(jìn)展車牌自動(dòng)識(shí)別的前序步驟，定位結(jié)果對(duì)車牌的識(shí)別會(huì)產(chǎn)生決定性的影響。設(shè)計(jì)的主

8、要內(nèi)容是綜合運(yùn)用所學(xué)的圖像處理及相關(guān)課程的知識(shí)，建立基于DSP圖像處理綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的車牌檢測(cè)定位系統(tǒng)。(1)設(shè)計(jì)要求與指導(dǎo)布置題目，給學(xué)生下達(dá)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書，同時(shí)提供課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，讓學(xué)生明確設(shè)計(jì)題目要解決什么問題、詳細(xì)完成哪些內(nèi)容，以及大致的解決思路。該設(shè)計(jì)題目要求在DSP平臺(tái)下完成，完成該題目的關(guān)鍵在于兩點(diǎn)，即車牌檢測(cè)方案的制定和DSP平臺(tái)下的編程9。制定車牌檢測(cè)方案首先要對(duì)含有車牌的圖像進(jìn)展分析，找出車牌區(qū)域有別于其他區(qū)域的特點(diǎn)，然后根據(jù)這些特點(diǎn)及所學(xué)圖像處理知識(shí)設(shè)計(jì)檢測(cè)方法。為了便于進(jìn)展車牌檢測(cè)，通常還需要對(duì)圖像進(jìn)展預(yù)處理以進(jìn)步圖像質(zhì)量。要在DSP平臺(tái)下完成該設(shè)計(jì)，必須熟悉DSP的開發(fā)

9、環(huán)境，同時(shí)具備較強(qiáng)的編程理論和算法開發(fā)才能。與學(xué)生進(jìn)展初步的溝通，使其明確要完成該設(shè)計(jì)題目，可以從如下幾個(gè)方面入手。分析車牌區(qū)域的特點(diǎn)及與圖像中其他區(qū)域的主要差異。設(shè)計(jì)車牌定位的實(shí)現(xiàn)方案，主要包括圖像的預(yù)處理(如平滑、銳化、消除光照不均勻等)、車牌邊緣提取、干擾區(qū)域抑制、牌照搜索與截取等。利用DSP實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)編程實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案，處理結(jié)果要?jiǎng)?wù)實(shí)現(xiàn)車牌區(qū)域的自動(dòng)截取。(2)組織協(xié)調(diào)與方案制定承當(dāng)設(shè)計(jì)的課題小組選出組長負(fù)責(zé)課題分工及組員間工作的協(xié)調(diào)。課題組長選擇平時(shí)成績較好、組織協(xié)調(diào)才能強(qiáng)的同學(xué)擔(dān)任。組員分工以能圓滿完成課題任務(wù)為原那么，兼顧個(gè)人特長和興趣愛好。如動(dòng)手才能和編程才能強(qiáng)的同學(xué)可主要負(fù)責(zé)DS

10、P平臺(tái)下列圖像編程工作，理論知識(shí)掌握得比擬好的同學(xué)可主要負(fù)責(zé)算法分析與流程設(shè)計(jì)。當(dāng)然，分工時(shí)也可以考慮有針對(duì)性地進(jìn)展“補(bǔ)短，通過課程設(shè)計(jì)促進(jìn)各方面知識(shí)和才能的全面進(jìn)步。針對(duì)車牌檢測(cè)這一問題，課題小組制定了處理流程。即首先對(duì)采集到的車牌圖像進(jìn)展預(yù)處理，以降低噪聲干擾;然后根據(jù)車牌區(qū)域的灰度特點(diǎn)選擇適當(dāng)閾值將圖像二值化;提取圖像邊緣，并可利用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的開閉運(yùn)算或自定義模板中值濾波進(jìn)一步去除干擾;牌照區(qū)域搜索利用投影法，即通過檢測(cè)圖像向程度和豎直兩個(gè)方向的投影數(shù)據(jù)確定車牌區(qū)域;最后根據(jù)投影檢測(cè)的結(jié)果截取車牌子圖像10。(3)算法設(shè)計(jì)與編程理論根據(jù)處理流程，分工實(shí)現(xiàn)各步處理算法開發(fā)與代碼編程。經(jīng)過程

11、序調(diào)試及對(duì)多幅車牌圖像的測(cè)試改良算法，以逐步進(jìn)步車牌檢測(cè)的可靠性和算法執(zhí)行效率。采集到包含車牌的圖像，經(jīng)過預(yù)處理、二值化、邊緣檢測(cè)、投影法定位，最終得到車牌子圖像，為后續(xù)針對(duì)車牌的識(shí)別分析等工作做好準(zhǔn)備。(4)設(shè)計(jì)總結(jié)學(xué)生根據(jù)自己所做的工作對(duì)課程設(shè)計(jì)進(jìn)展總結(jié)，提交課程設(shè)計(jì)報(bào)告。設(shè)計(jì)報(bào)告重點(diǎn)反映個(gè)人所做的工作，交待清楚課題背景和設(shè)計(jì)內(nèi)容、方案選擇與理論分析、方案實(shí)現(xiàn)方式、結(jié)果分析以及設(shè)計(jì)總結(jié)等內(nèi)容。3完畢語鑒于電子信息工程寬口徑的專業(yè)特點(diǎn)，劃分為應(yīng)用電子技術(shù)和信息處理兩個(gè)培養(yǎng)方向分開組織專業(yè)方向課程設(shè)計(jì)。從近幾年來的施行情況來看，同學(xué)們普遍反映逐漸走出了低年級(jí)單純課程學(xué)習(xí)階段的迷茫狀態(tài)，明確了對(duì)所學(xué)專業(yè)和自身特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，更利于有針對(duì)性地學(xué)習(xí)專業(yè)技能及定位個(gè)人的開展方向。此外，通過專業(yè)方向課程設(shè)計(jì)將重要的根底課和主干專業(yè)