《信息處理實(shí)驗(yàn)教程(實(shí)驗(yàn))》課程教學(xué)大綱

信息處理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)大綱 一、實(shí)驗(yàn)類別：專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程學(xué)分：2二、實(shí)驗(yàn)總學(xué)時：32三、應(yīng)開實(shí)驗(yàn)個數(shù)：實(shí)驗(yàn)總學(xué)時為32學(xué)時的個數(shù)必開實(shí)驗(yàn)個數(shù)：0選開實(shí)驗(yàn)個數(shù)：10四、適用專業(yè)：理工科各專業(yè)五、實(shí)驗(yàn)成績評定方法：平時成績×60%+考試成績×40%，平時成績由操作情況與實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績綜合考慮，考試方式可單獨(dú)采用操作考試、筆試或撰寫小論文。六、實(shí)驗(yàn)成績占課程總成績比例：100％七、實(shí)驗(yàn)教材或自編指導(dǎo)書：《光電檢測與信息處理技術(shù)》（自編）八、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：實(shí)驗(yàn)編號實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱實(shí)驗(yàn)類型實(shí)驗(yàn)學(xué)時要求實(shí)驗(yàn)一Matlab基礎(chǔ)與矩陣運(yùn)算驗(yàn)證性4必開實(shí)驗(yàn)二程序設(shè)計(jì)及M文件的開發(fā)綜合性4選開實(shí)驗(yàn)三2D圖形、3D圖形繪制實(shí)驗(yàn)綜合性4選開實(shí)驗(yàn)四利用FFT分析信號頻譜綜合性4選開實(shí)驗(yàn)五窗函數(shù)法實(shí)現(xiàn)FIR濾波器設(shè)計(jì)性6選開實(shí)驗(yàn)六圖像信息處理基本操作驗(yàn)證性6選開實(shí)驗(yàn)七圖像信息濾波設(shè)計(jì)性6選開實(shí)驗(yàn)八圖像壓縮編碼設(shè)計(jì)性8選開實(shí)驗(yàn)九語音信息處理基本操作綜合性6選開實(shí)驗(yàn)十語音識別設(shè)計(jì)性8選開實(shí)驗(yàn)一Matlab基礎(chǔ)與矩陣運(yùn)算學(xué)時：4（一）實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證性（二）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?．掌握MATLAB軟件的掌握MATLAB程序輸入、編輯、編譯調(diào)試方法。2．掌握矩陣運(yùn)算方法。（三）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1．認(rèn)識及應(yīng)用MATLAB語言的在線幫助、基本語法規(guī)則及基本操作命令，2．學(xué)會在MATLAB中進(jìn)行矩陣運(yùn)算和數(shù)組運(yùn)算。（四）要求：必開（五）每組人數(shù)：2～3（六）主要儀器設(shè)備及套數(shù)：高性能通用計(jì)算機(jī)、MATLAB平臺，48套以上（七）所屬實(shí)驗(yàn)室：電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)二程序設(shè)計(jì)及M文件的開發(fā)學(xué)時：4（一）實(shí)驗(yàn)類型：綜合性（二）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆誐ATLAB程序程序設(shè)計(jì)和調(diào)試方法，掌握M文件的開發(fā)方法。（三）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：使用MATLAB的命令窗，編寫數(shù)學(xué)計(jì)算函數(shù)，并生成M文件。（四）要求：選開（五）每組人數(shù)：2～3（六）主要儀器設(shè)備及套數(shù)：高性能通用計(jì)算機(jī)、MATLAB平臺，48套以上（七）所屬實(shí)驗(yàn)室：電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)三2D和3D圖形繪制學(xué)時：4（一）實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證性（二）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆斩S、三維圖形的繪制。（三）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1．繪制二維函數(shù)的圖像2．繪制三維函數(shù)的圖像。3．繪制統(tǒng)計(jì)直方圖。（四）要求：選開（五）每組人數(shù)：2～3（六）主要儀器設(shè)備及套數(shù)：高性能通用計(jì)算機(jī)、MATLAB平臺，48套以上（七）所屬實(shí)驗(yàn)室：電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)四利用FFT分析信號頻譜學(xué)時：4（一）實(shí)驗(yàn)類型：綜合性（二）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?．進(jìn)一步加深離散傅立葉變換的理解；2．應(yīng)用離散傅立葉變換DFT分析連續(xù)信號的頻譜；3．深刻理解利用DFT分析連續(xù)信號的頻譜的原理、分析中出現(xiàn)的現(xiàn)象及解決的方法。（三）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1．已知連續(xù)復(fù)合余弦信號（周期信號），確定信號的基頻、基本周期和采樣點(diǎn)數(shù)。2．利用FFT分析連續(xù)時間指數(shù)信號的幅度譜；3．利用FFT分析兩個頻率接近的余弦信號復(fù)合成的周期信號的頻譜，確定是否有小信號存在。（四）要求：選開（五）每組人數(shù)：2～3（六）主要儀器設(shè)備及套數(shù)：高性能通用計(jì)算機(jī)、MATLAB平臺，48套以上（七）所屬實(shí)驗(yàn)室：電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)五窗函數(shù)法實(shí)現(xiàn)FIR濾波器學(xué)時：6（一）實(shí)驗(yàn)類型：綜合性實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?．掌握線性相位FIR系統(tǒng)的時域及頻域特性。2．掌握FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)的窗口法和頻率取樣法。3．了解FIR數(shù)字濾波器優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本概念。（三）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1．FIR濾波器的基本結(jié)構(gòu)及MATLAB實(shí)現(xiàn)；2．FIR濾波器的時域特性和頻域特性2維顯示。3．應(yīng)用FIR濾波器對信號進(jìn)行濾波（四）要求：選開（五）每組人數(shù)：2～3（六）主要儀器設(shè)備及套數(shù)：高性能通用計(jì)算機(jī)、MATLAB平臺，48套以上（七）所屬實(shí)驗(yàn)室：電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)六圖像信息處理基本操作學(xué)時：6（一）實(shí)驗(yàn)類型：設(shè)計(jì)性（二）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?．掌握一幅灰度圖像的直方圖；2．對灰度圖像進(jìn)行簡單的灰度線形變換；（三）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1．計(jì)算出一幅灰度圖像的直方圖2．對灰度圖像進(jìn)行簡單的灰度線形變換，3．看其直方圖的對應(yīng)變化和圖像對比度的變化。4．圖像二值化（選取一個域值，(5)將圖像變?yōu)楹诎讏D像）

（四）要求：選開（五）每組人數(shù)：2～3（六）主要儀器設(shè)備及套數(shù)：高性能通用計(jì)算機(jī)、MATLAB平臺，48套以上（七）所屬實(shí)驗(yàn)室：電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)七圖像信息濾波學(xué)時：6（一）實(shí)驗(yàn)類型：設(shè)計(jì)性（二）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?．掌握平滑濾波。平滑：平滑的目的是模糊和消除噪聲。平滑是用低通濾波器來完成，在空域中全是正值。

2．掌握銳化濾波。銳化：銳化的目的是增強(qiáng)被模糊的細(xì)節(jié)。銳化是用高通濾波器來完成，在空域中，接近原點(diǎn)處為正，在遠(yuǎn)離原點(diǎn)處為負(fù)。3．利用模板進(jìn)行圖象增強(qiáng)就是進(jìn)行模板卷積。（三）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1．利用二個低通鄰域平均模板（3×3和9×9）對一幅圖象進(jìn)行平滑，驗(yàn)證模板尺寸對圖象的模糊效果的影響。

2．利用一個低通模板對一幅有噪圖象（GAUSS白噪聲）進(jìn)行濾波，檢驗(yàn)兩種濾波模板（分別使用一個5×5的線性鄰域平均模板和一個非線性模板：3×5中值濾波器）對噪聲的濾波效果。

3．選擇一個經(jīng)過低通濾波器濾波的模糊圖象，利用sobel和prewitt水平邊緣增強(qiáng)高通濾波器（模板）對其進(jìn)行高通濾波圖象邊緣增強(qiáng)，驗(yàn)證模板的濾波效果。

4．選擇一幅灰度圖象分別利用一階Sobel算子和二階Laplacian算子對其進(jìn)行邊緣檢測，驗(yàn)證檢測效果。3．用溴鎢燈作白光源，搭建4F系統(tǒng)，放入θ調(diào)制板（圖像已經(jīng)被一定角度的光柵所調(diào)制），在傅里葉焦平面上制作濾波器，實(shí)現(xiàn)假彩色編碼，得到彩色的輸出像。（四）要求：選開（五）每組人數(shù)：2～3（六）主要儀器設(shè)備及套數(shù)：高性能通用計(jì)算機(jī)、MATLAB平臺，48套以上（七）所屬實(shí)驗(yàn)室：電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)八圖像壓縮與編碼學(xué)時：8（一）實(shí)驗(yàn)類型：設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?．現(xiàn)基本DCT的壓縮和編碼；2．學(xué)習(xí)圖像分塊二維余弦變換和DCT系數(shù)量化方法。（三）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1．首先圖像通過分塊DCT變換；

2．使用量化表對DCT系數(shù)進(jìn)行量化；

3．對量化后的系數(shù)進(jìn)進(jìn)行Zig-Zig掃描；4．對系統(tǒng)進(jìn)行有損壓縮，去除冗余，減少數(shù)據(jù)量。5．對圖像進(jìn)行解壓，恢復(fù)和重建圖像。（四）要求：選開（五）每組人數(shù)：2～3（六）主要儀器設(shè)備及套數(shù)：高性能通用計(jì)算機(jī)、MATLAB平臺，48套以上（七）所屬實(shí)驗(yàn)室：電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)九語音信息處理基本操作學(xué)時：6（一）實(shí)驗(yàn)類型：設(shè)計(jì)性（二）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆諔?yīng)用MATLAB處理語音技術(shù)的基本方法和應(yīng)用。（三）實(shí)驗(yàn)任務(wù)：在MATLAB平臺上錄入語音，讀寫語音文件，截取語音波形，對語音進(jìn)行傅立葉編碼，獲取語音的頻譜圖。（五）每組人數(shù)：2～3（六）主要儀器設(shè)備及套數(shù)：高性能通用計(jì)算機(jī)、MATLAB平臺，48套以上（七）所屬實(shí)驗(yàn)室：電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)十語音識別學(xué)時：8（一）實(shí)驗(yàn)類型：綜合性