《信息處理系統(tǒng)綜合設(shè)計》課程教學(xué)大綱

《信息處理系統(tǒng)綜合設(shè)計》教學(xué)大綱課程名稱：信息處理系統(tǒng)綜合設(shè)計（ComprehensiveDesignofinformationprocessingsystem）課程編碼：1501SJ023課程類別：工程實踐-必修周數(shù)：2周學(xué)分：2分適用專業(yè)：電子信息工程先修課程：信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、數(shù)字圖像處理、數(shù)字語音處理等一、課程性質(zhì)信息處理系統(tǒng)綜合設(shè)計是電子信息工程專業(yè)一門工程實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)習(xí)完《面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)》、《信號與系統(tǒng)》、《數(shù)字圖像處理》、《數(shù)字信號處理》等課程后一次較全面的綜合實訓(xùn)，具有綜合性及實踐性強的特點，是理論聯(lián)系實際的橋梁。通過本綜合設(shè)計，使學(xué)生鞏固和加深信號處理的基礎(chǔ)理論知識和信息處理系統(tǒng)的方法；結(jié)合信號與信息處理系統(tǒng)的原理和方法，培養(yǎng)學(xué)生能夠針對復(fù)雜工程問題設(shè)計合理的方案、正確使用軟、硬件集成開發(fā)環(huán)境等現(xiàn)代工具，具備一定的信息處理系統(tǒng)的分析、設(shè)計、開發(fā)和測試的能力；樹立嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范的工程意識、團隊合作精神，使學(xué)生具備良好職業(yè)道德和知識產(chǎn)權(quán)意識，樹立職業(yè)理想和家國使命感；培養(yǎng)學(xué)生開展調(diào)查研究、查閱科技技術(shù)文獻資料、運用計算機工具、編寫技術(shù)文檔，促進學(xué)生綜合系統(tǒng)設(shè)計綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)和工作作風(fēng)的訓(xùn)練。二、教學(xué)目標育人目標閱讀相關(guān)科技文獻資料了解電子信息行業(yè)最新理論、技術(shù)前沿動態(tài)和多學(xué)科交融的特點，啟迪創(chuàng)新思路和意識，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際、科學(xué)嚴謹、實事求是的科學(xué)態(tài)度，并具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識、不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)社會發(fā)展的能力。培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作意識、紀律觀念和社會責(zé)任感，能夠在電子信息領(lǐng)域工程實踐中遵守工程職業(yè)道德和規(guī)范；引導(dǎo)學(xué)生在今后工作中樹立正確的道德意識和法律意識。知識和能力目標熟練掌握一種MATLAB（VC++、Python）軟件方法，根據(jù)信息處理系統(tǒng)的基本原理和方法，完成信息處理系統(tǒng)設(shè)計方案，實現(xiàn)信息獲取、處理、存儲、顯示等開發(fā)過程（畢業(yè)要求3.1）；與同學(xué)分工合作、完成信息處理系統(tǒng)編程，進行調(diào)試運行，能方便改變參數(shù)，測試系統(tǒng)是否達到設(shè)計要求，研究信息處理系統(tǒng)的性能，對處理的結(jié)果進行分析（畢業(yè)要求4.2）；制作演示文稿，進行小組答辯，能準確陳述所完成的信息處理系統(tǒng)，回答提出的問題，撰寫綜合設(shè)計報告（畢業(yè)要求10.1）。課程目標與畢業(yè)要求指標點對應(yīng)關(guān)系課程目標畢業(yè)要求指標點課程目標13.1針對復(fù)雜電子信息工程問題，提出可行的解決方案，并掌握復(fù)雜工程設(shè)計與產(chǎn)品開發(fā)全周期、全流程的基本方法和技術(shù)，理解影響設(shè)計目標和解決方案的技術(shù)因素，同時進行經(jīng)濟、安全、社會、健康、法律、文化及環(huán)境等因素的評估，并改進設(shè)計方案。課程目標24.2能夠按照電子信息系統(tǒng)的基本架構(gòu)搭建實驗系統(tǒng)，安全地、正確地獲取實驗數(shù)據(jù)，通過對實驗數(shù)據(jù)的分析與解釋，獲得合理有效的結(jié)論。課程目標310.1能歸納總結(jié)復(fù)雜工程問題的研究成果，撰寫總結(jié)報告或設(shè)計文稿，準確陳述結(jié)果內(nèi)容。三、綜合設(shè)計項目與類型在進行綜合設(shè)計時，給出5個參考題目，學(xué)生選擇其中的一個題目進行系統(tǒng)開發(fā)，也可以自己選擇這5個之外的其它題目。如果選擇參考題目之外的題目，應(yīng)該先由指導(dǎo)教師進行題目可行性分析，確定所選題目是否符合綜合設(shè)計要求，若題目符合綜合設(shè)計要求，才可以作為最后的綜合設(shè)計選題。序號實驗項目學(xué)時思政融入點支撐的課程目標支撐的畢業(yè)要求指標點圖像處理系統(tǒng)1.文獻查閱：閱讀相關(guān)科1的設(shè)計開發(fā)2周技文獻資料，了解國內(nèi)外目標1/2/33.1,4.2,10.1發(fā)展現(xiàn)狀，形成強烈的愛2音頻處理系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)2周國情懷，激勵學(xué)生奮發(fā)學(xué)習(xí)、刻苦鉆研，使之為實目標1/2/33.1,4.2,10.1基于圖像處理現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興3的-數(shù)字水印系統(tǒng)的設(shè)計開2周貢獻自己的力量。2.方案設(shè)計：對復(fù)雜電子目標1/2/33.1,4.2,10.1發(fā)信息工程問題，提出可行基于圖像處理的多種解決方案，體現(xiàn)了4的車牌識別系2周具體問題具體分析等哲學(xué)思維；要求精益求精，目標1/2/33.1,4.2,10.1統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)體現(xiàn)大國工匠精神；基于圖像處理3.以復(fù)雜系統(tǒng)工程問題5的人臉識別系2周的具體應(yīng)用培養(yǎng)學(xué)生的目標1/2/33.1,4.2,10.1統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)社會責(zé)任感和工匠精神，樹立正確的社會價值取向；引入數(shù)字水印技術(shù)在知識產(chǎn)權(quán)的有效保證，通過數(shù)字水印技術(shù)的具體應(yīng)用對學(xué)生進行法制觀念的教育。4.程序調(diào)試：各處理系6自選題目統(tǒng)均需對復(fù)雜程序的調(diào)3.1,4.2,10.1試可以鍛煉學(xué)生的耐心和戰(zhàn)勝困難意志力；5.文件歸檔：歸納總結(jié)復(fù)雜工程問題的研究成果，學(xué)會保存資料，提高信息安全意識、法律意識和保密意識。四、綜合設(shè)計內(nèi)容題目一：圖像處理系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)綜合設(shè)計目的數(shù)字圖像處理是信號與信息處理的重要內(nèi)容之一，通過本綜合設(shè)計，學(xué)生鞏固信息處理的基本知識、基本概念，提高分析問題、解決問題的能力，理解信號處理的有關(guān)理論和方法在數(shù)字圖像處理中的具體應(yīng)用。熟練掌握MATLAB或Python語言及其在信息處理中的應(yīng)用，可以進行數(shù)字圖像處理系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計。綜合設(shè)計內(nèi)容利用相關(guān)的硬件設(shè)備（如掃描儀、數(shù)碼相機）對圖像進行采集。利用計算機高級語言MATLAB（VC++、Python）編寫具有一定功能的圖像處理軟件。該軟件具備打開圖像、存儲圖像、顯示圖像的基本功能。該軟件能完成圖像的幾何變換和灰度變換、圖像的增強、圖像的去噪、圖像的邊緣檢測、圖像的編解碼等處理功能。所編寫的程序代碼需要在windows下編譯通過，運行正常。所需儀器及材料計算機、MATLAB軟件或VC++或Python題目二：音頻處理系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)綜合設(shè)計目的語音信號處理是信號與信息處理的重要內(nèi)容之一，通過本綜合設(shè)計，學(xué)生鞏固信息處理的基本知識、基本概念，提高分析問題、解決問題的能力，理解信號處理的有關(guān)理論和方法在數(shù)字語音處理中的具體應(yīng)用。熟練掌握MATLAB或Python語言及其在信息處理中的應(yīng)用，可以進行數(shù)字語音處理系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計。綜合設(shè)計內(nèi)容利用聲卡及現(xiàn)有的軟件對聲音信號進行采集，獲得一定格式的音頻文件。利用計算機高級語言MATLAB（VC++、Python）編寫對音頻文件處理的軟件。該軟件能夠?qū)σ纛l文件進行打開、播放、暫停、退出、音量設(shè)置等基本功能。該軟件還能完成音頻文件的濾波，以及濾波前后的時頻顯示（用來做頻譜分析）。所編寫的程序代碼需要在windows下編譯通過，運行正常。所需儀器及材料計算機、MATLAB軟件或VC++或Python題目三：基于圖像處理的-數(shù)字水印系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)綜合設(shè)計目的信息安全處理是信號與信息處理的重要內(nèi)容之一，通過本綜合設(shè)計，學(xué)生鞏固信息處理的基本知識、基本概念，提高分析問題、解決問題的能力，理解信息處理的有關(guān)理論和方法在水印技術(shù)中的具體應(yīng)用。熟練掌握MATLAB或Python語言及其在信息處理中的應(yīng)用，可以進行數(shù)字水印技術(shù)的應(yīng)用處理的開發(fā)設(shè)計。綜合設(shè)計內(nèi)容利用相關(guān)的硬件設(shè)備（如掃描儀、數(shù)碼相機）對圖像進行采集。利用計算機高級語言MATLAB（VC++、Python）編寫具有保護信息安全功能的數(shù)字水印系統(tǒng)的軟件。該軟件具備打開圖像、存儲圖像、顯示圖像、圖像預(yù)處理的基本功能。該軟件能完成圖像的增強、圖像的去噪、數(shù)字水印的嵌入、數(shù)字水印提取、水印魯棒性測試等處理功能。所編寫的程序代碼需要在windows下編譯通過，運行正常。所需儀器及材料計算機、MATLAB軟件或VC++或Python題目四：基于圖像處理的車牌識別系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)綜合設(shè)計目的車牌識別是現(xiàn)代智能交通系統(tǒng)中的重要組成部分之一，應(yīng)用十分廣泛。車牌識別技術(shù)是信號與信息處理的重要內(nèi)容之一，通過本綜合設(shè)計，學(xué)生鞏固數(shù)字圖像處理的基本知識、基本概念，提高分析問題、解決問題的能力，理解圖像處理的有關(guān)理論和方法在車牌識別中的具體應(yīng)用。熟練掌握MATLAB/Python語言及其在車牌識別處理中的應(yīng)用，可以進行車牌識別的應(yīng)用處理的開發(fā)設(shè)計。綜合設(shè)計內(nèi)容利用相關(guān)的硬件設(shè)備（如掃描儀、數(shù)碼相機）對車牌圖像進行采集。利用計算機高級語言MATLAB（VC++、Python）編寫具有圖像識別功能的車牌識別系統(tǒng)的軟件。該軟件具備打開圖像、存儲圖像、顯示圖像、圖像預(yù)處理的基本功能。該軟件能完成圖像的增強、圖像的去噪、車牌圖像的傾斜校正、車牌圖像的定位、字符分割和車牌的識別等處理功能。所編寫的程序代碼需要在windows下編譯通過，運行正常并測試識別的準確率。所需儀器及材料計算機、MATLAB軟件或VC++或Python題目五：基于圖像處理的人臉識別系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)綜合設(shè)計目的人臉識別是基于人的臉部特征信息進行身份識別的一種生物識別技術(shù)。人臉識別是信號與信息處理的重要內(nèi)容之一，通過本綜合設(shè)計，學(xué)生鞏固數(shù)字信號處理、數(shù)字圖像處理的基本知識、基本概念，提高分析問題、解決問題的能力，理解信息處理的有關(guān)理論和方法在人臉識別中的具體應(yīng)用。熟練掌握MATLAB語言/python語言及其在人臉識別中的應(yīng)用，可以進行人臉識別系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計綜合設(shè)計內(nèi)容利用相關(guān)的硬件設(shè)備（如掃描儀、數(shù)碼相機）對人臉圖像進行采集。利用計算機高級語言MATLAB（VC++、Python）編寫具有圖像識別功能的人臉識別系統(tǒng)的軟件。該軟件具備打開圖像、存儲圖像、顯示圖像、圖像預(yù)處理的基本功能。該軟件能完成人臉圖像的獲取、圖像的增強、圖像的去噪、人臉區(qū)域的檢測、人臉特征的統(tǒng)計、人臉的識別等處理功能。所編寫的程序代碼需要在windows下編譯通過，運行正常并測試識別的準確率。所需儀器及材料計算機、MATLAB軟件或VC++或Python五、教學(xué)方法本綜合設(shè)計具有綜合性及實踐性較強的特點，在實施過程中以學(xué)生為主體，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生分組、分工合作完成信息處理系統(tǒng)綜合設(shè)計的各項任務(wù)。本綜合設(shè)計包括資料的查閱、設(shè)計方案制定、計算機編程調(diào)試、結(jié)果驗收、多媒體答辯與報告的撰寫等實踐環(huán)節(jié)。教學(xué)活動安排在示范中心和教室進行。主要環(huán)節(jié)如下：方案制定：提前布置綜合設(shè)計內(nèi)務(wù)，同學(xué)兩人一組選擇題目，根據(jù)題目要求通過網(wǎng)絡(luò)檢索、收集與課題相關(guān)的資料，并對所獲取的資料進行閱讀分析，寫出整個系統(tǒng)的設(shè)計方案，經(jīng)指導(dǎo)老師檢查確認。上機編程：按照系統(tǒng)的設(shè)計方案，學(xué)生獨立完成自己部分的程序編寫、調(diào)試工作，然后把兩部分合在一起進行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，在此過程中，教師指導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)的設(shè)計、編程工具的使用及系統(tǒng)的參數(shù)及性能的分析，鼓勵同學(xué)之間相互學(xué)習(xí)。結(jié)果驗收：教師對每組完成情況進行成果驗收，包括：系統(tǒng)的功能、系統(tǒng)的兼容性、界面交互性。答辯交流：成果驗收后，要求每組一個成員進行PPT匯報，小組另一個成員回答老師的相應(yīng)問題，鼓勵其他學(xué)生針對匯報情況進行提問和交流，老師指導(dǎo)和點評匯報存在的問題。報告撰寫：撰寫綜合設(shè)計內(nèi)容的報告，掌握報告撰寫規(guī)范。在報告撰寫期間，鼓勵同學(xué)之間討論、交流各自的成果、認識，相互啟發(fā)，培養(yǎng)團隊協(xié)作意識。在此過程中，教師進行指導(dǎo)和檢查，及時發(fā)現(xiàn)問題，并與學(xué)生進行討論，引導(dǎo)學(xué)生分析和解決問題。六、考核與成績評定方式及標準1．考核內(nèi)容與成績評定本課程考核包括過程考核和報告考核。過程考核（百分制）包括系統(tǒng)方案制定（百分制）、程序編寫（百分制）、結(jié)果驗收（百分制）、答辯考核（百分制）四個部分，分別按占比例2:2:3:3構(gòu)成過程考核成績。過程考核評價標準優(yōu)秀（0.9-1）良好（0.7-0.89）合格（0.6-0.69）不合格（0-0.59）按照綜合設(shè)計的計劃按照綜合設(shè)計的計劃按照綜合設(shè)計的計按照綜合設(shè)計的按照綜合設(shè)計的安排，根據(jù)處理系統(tǒng)安排，根據(jù)處理系統(tǒng)劃安排，根據(jù)處理計劃安排，根據(jù)計劃安排，根據(jù)的應(yīng)用需求進行系統(tǒng)的應(yīng)用需求能完整、系統(tǒng)的應(yīng)用需求能處理系統(tǒng)的應(yīng)用處理系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計，編程實現(xiàn)。對詳細地制定系統(tǒng)方較完整、較詳細地需求基本能制定需求，不能完整系統(tǒng)進行調(diào)試驗收，案，編程實現(xiàn)。對系制定系統(tǒng)方案，編系統(tǒng)方案，基本地制定系統(tǒng)方實驗交互界面，完成統(tǒng)進行調(diào)試驗收，實程實現(xiàn)。對系統(tǒng)進能編程實現(xiàn)。對案、編程實現(xiàn)。系統(tǒng)的功能。制作演驗交互界面，很好完行調(diào)試驗收，實驗系統(tǒng)進行調(diào)試驗對系統(tǒng)進行調(diào)示文稿，進行小組答成系統(tǒng)的功能。制作交互界面，較好地收，實驗交互界試，實驗交互界辯，陳述所完成的信演示文稿，進行小組完成系統(tǒng)的功能。面，基本能完成面，完成系統(tǒng)的息處理系統(tǒng)和回答提答辯，能正確地陳述制作演示文稿，進系統(tǒng)的功能。制部分功能。制作出的問題所完成的信息處理系行小組答辯，較正作演示文稿進行演示文稿進行小統(tǒng)和回答提出的問題確地陳述所完成的小組答辯，基本組答辯，不能完信息處理系統(tǒng)和回能正確地陳述所整地陳述所完成答提出的問題完成的信息處理的信息處理系統(tǒng)系統(tǒng)和回答提出和回答提出的問的問題。題。報告考核（百分制）主要包括：設(shè)計目的、基本原理、內(nèi)容及步驟、結(jié)果及分析、總結(jié)。報告考核評價標準基本要求評價標準優(yōu)秀（0.9-1）良好（0.7-0.89）合格（0.6-0.69）不合格（0-0.59）掌握報告的書寫技能，報告格式規(guī)范，內(nèi)容報告格式規(guī)范，內(nèi)報告格式基本報告格式不規(guī)利用信號處理的基本概完整；對系統(tǒng)設(shè)計的容完整；對系統(tǒng)設(shè)規(guī)范，內(nèi)容基本范，內(nèi)容不夠完念和基礎(chǔ)知識，對系統(tǒng)內(nèi)容進行具體客觀計的內(nèi)容較客觀的完整；對系統(tǒng)設(shè)整；對系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容進行具體客觀的描的描述。能夠?qū)ο到y(tǒng)描述。對系統(tǒng)的數(shù)計的內(nèi)容基本內(nèi)容不能客觀述。能夠?qū)ο到y(tǒng)的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)和結(jié)果進行據(jù)和結(jié)果進行歸能客觀的描述。的描述。對系統(tǒng)和結(jié)果進行歸納、綜合歸納、綜合分析合納、綜合分析較合對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)和結(jié)果分析與準確表達。理，自我總結(jié)得當(dāng)，理，自我總結(jié)比較和結(jié)果進行歸沒有詳細分析，表達準確。得當(dāng)，表達較準確。納、綜合分析基自我總結(jié)不得本合理，自我總當(dāng)，表達不夠準結(jié)和表達基本確。準確。綜合成績評定（百分制）：過程考核*70%+報告考核*30%，2．課程目標達成評價《信息處理系統(tǒng)綜合設(shè)計》課程目標達成評價分析報告一、課程基本信息課程名稱信息處理系統(tǒng)綜合設(shè)計課程性質(zhì)實踐課，必修學(xué)時學(xué)分2開課學(xué)期專業(yè)班級考核方式平時+過程+報告任課教師：評價人員：課程組長，任課教師，企業(yè)教師二、課程目標達成評估課程目標支撐指標點課程目標評價數(shù)據(jù)源評價依據(jù)分值平均分達成度值Ki評價方式畢業(yè)要求3.1針對復(fù)雜目標1：熟練掌握一種MATLAB（VC++、Python）軟件方法，根據(jù)信息處理系統(tǒng)的基本原理和方法，完成信息處理系統(tǒng)設(shè)計方案，實現(xiàn)信息獲取、處理、存儲、顯示等開發(fā)過程。電子信息工程問題，提出可行的解決方案，并掌握復(fù)雜工程設(shè)計與方案制定T10=100T1=75產(chǎn)品開發(fā)全周期、全流程的基本方法和技術(shù)，T1T4T50.79理解影響設(shè)計目標和T10T