《数字图像处理技术及应用》教案 项目3 使用几何变换进行图像配准.pdfVIP

课题使用几何变换进行图像配准

课时10课时（450min）（理论课：4课时实训课：6课时）

知识目标：

（1）理解图像几何变换的概念。

（2）掌握图像几何变换的实现方法，包括向前映射法和向后映射法。

（3）掌握最近邻插值法和双线性插值法的基本原理。

（4）掌握图像平移变换、镜像变换、旋转变换和缩放变换的基本原理及其在MATLAB中的实现方法。

（5）掌握图像转置的基本原理及其在MATLAB中的实现方法。

教学目标（6）了解图像几何变换的典型应用—图像配准。

技能目标：

（1）能够使用MATLAB对图像进行平移、镜像、旋转、缩放、转置等几何变换。

（2）能够使用图像的几何变换进行图像配准。

素养目标：

（1）提高总结与归纳的能力，锻炼逻辑推理能力与空间想象能力。

（2）培养自我学习与自我提升的意识。

教学重点：图像几何变换的基本原理及其在MATLAB中的实现方法，图像几何变换的典型应用—图像配准。

教学重难点

教学难点：图像几何变换的典型应用—图像配准。

教学方法案例分析法、问答法、讨论法、讲授法

教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材

教学过程主要教学内容及步骤

第1/2节课

考勤【教师】使用APP进行签到

【学生】按照老师要求签到

【教师】自我介绍，与学生简单互动，介绍课程定位、内容安排、考核要求等

【学生】聆听、互动

【教师】教师讲解图像几何变换的相关内容

新课预热

图像的几何变换是指将一幅图像中的像素从一个位置映射到另一个位置的过程。它不改变图像的像素值，

只是在图像平面上进行像素位置的重新安排。图像进行几何变换即可实现图像配准。

【学生】聆听、记录

【教师】全班学生以3～5人为一组进行分组，各组选出组长。组长组织组员扫码观看“图像几何变换的层

次”视频，讨论并回答下列问题

问题1：图像的几何变换可分为哪4个层次？

课前准备

问题2：图像的仿射变换包含哪些变换类型？

问题3：仿射变换后的图像具有什么性质？

【学生】分组、观看、聆听、思考

【教师】提出以下问题

问题：列举图像几何变换有哪些？

问题导入

【学生】聆听、思考、回答

【教师】总结学生的回答，导入本节课课题：图像几何变换概述

【教师】讲解图像几何变换概述的相关内容

3.1图像几何变换概述

3.1.1什么是图像的几何变换

图像的几何变换是指将一幅图像中的像素从一个位置映射到另一个位置的过程。（详见教材）

【教师】组织学生观看“几何变换消除图像形状畸变”图片，帮助学生了解几何变换消除图像形状畸变

（详见教材）

3.1.2图像几何变换的理论基础

根据原图像与结果图像之间映射方向的不同，可将图像几何变换的实现方法分为向前映射法和向后映射法。

1．向前映射法

向前映射法是从原图像到结果图像的映射，原图像的任意像素都可以通过具体的映射关系得到其在结果

图像中的位置。（详见教材）