“图像分析”课程的国际化教学设计

张天序， 王岳环

(华中科技大学 自动化学院，湖北 武汉 430074)

“图像分析”课程的国际化教学设计

张天序， 王岳环

(华中科技大学 自动化学院，湖北 武汉 430074)

提出了与国际接轨，紧跟发展前沿的“图像分析”课程国际化教学设计方案，有助于拓宽学生在图像分析领域的知识面，培养学生运用图像分析技术的能力。教学实践表明，本教学设计方案明显提高了教学质量，受到学生的一致好评。

国际化教学；教学创新；图像分析

21世纪是信息时代，人类可以通过多样化的手段轻松获取大量信息。如何高效地存储、传递和使用信息就构成了信息处理技术。图像分析作为信息处理技术，在不同领域发挥了重要作用。这使得图像分析成为信息技术人才需要掌握的一门技术。不断提高图像分析课程的教学水平以适应新世纪人才培养的要求是相关教学人员的使命。因此，实现“图像分析”课程教学与国际接轨显得尤为迫切。

1 “图像分析”课程特点分析

图像分析与图像处理之间的关系密切，但又有不同之处。图像处理相关研究主要集中在图像对比度的调节、图像编码、去噪以及各种滤波；图像分析侧重于研究图像内容，它使用图像处理的各种技术对图像内容进行分析、解释和识别。图像分析和计算机科学领域中的模式识别、计算机视觉关系更密切。图像分析主要是利用数学模型和图像处理技术来分析底层特征和上层结构，以获取有价值信息。

图像分析技术广泛应用于社会生产的各个领域。近些年来，随着计算机性能的不断提高，图像分析技术日新月异，教师需要在授课过程中紧跟技术发展新动态，不断调整讲授的内容。

图像分析技术与实践联系密切，可广泛运用于军事、医学、生物、天文、地质、经济和工业等领域，典型应用有雷达、声纳、红外和遥感目标的识别。因此，图像分析是应用非常广泛的一门学科，具有应用性强的特点。“图像分析”课程在教学过程中需要面向应用，通过该门课程的学习，要使学生学会在实际科研中运用图像分析技术解决问题。

如何使得学生通过课程学习既能掌握图像分析课程的基础知识又能提高分析和动手能力是教学设计方案的重点。为此，我们的基本思路：一是采用国际一流的教材; 二是引入图像分析领域的学术前沿;三是增加实践课题,增强学生分析和实践的能力。

2 国际化教学设计方案

2.1 教学与国际接轨

为了缩小与国际一流大学相关课程教学水平上的差距，我们选用了国际化的教材[1，2]和国内优秀教材[3]，并根据图像分析技术最新发展动向，制定了教学内容。

根据国际课堂设计经验，我们的课堂设计主要包括三种形式：一是授课教师讲授课程的基本理论；二是实际案例分析；三是课题研究。我们在学生了解了图像分析的一些基础理论后，引入实际案例分析，使学生能从不同的视角了解图像分析技术，提高学生对这门课程的学习兴趣。

在对图像分析基础理论作深入讲解的同时,我们还会选择一些近两年来的高水平学术文章[4-6]作为讲授内容的补充,使学生夯实基础理论知识的同时,也能了解图像分析技术的发展新动态。

我们在课堂上使用中英文双语讲授，以培养学生阅读外文文献的能力，有助于他们在科研工作中主动地学习和接受最新的科研成果。

2.2 结合实际案例

在讲授基础理论知识以及最新高水平学术文献的同时，我们会结合实际科研中的一些案例对理论知识进行深入剖析，使得学生能将基础理论知识与实际应用结合起来，理解更加深入。

比如，在讲解“多尺度分析的现代工具”这一章时，我们会展示在实际科研项目中的各类多尺度模型及其分析过程；在讲解“初级特征的提取”这一部分时，我们会提供实际的各类空中或舰船目标特征提取示例，以方便学生深入体会和认识。

这种教学方法不仅加深了学生对基础理论知识的理解，也让学生建立了实际应用的印象，使其在夯实基础的同时，也能快速找到知识应用的切入点。

2.3 设置课题研究环节

前面的教学设计都是理论知识的传授。为了增强学生的动手能力，我们还设置了课程设计环节。在教学过程中，我们为学生筛选出容易上手而又有一定难度的实践课题，如“匹配滤波”，“小目标特征提取”等，要求学生自己动手编写代码，撰写研究报告，并走上讲台与同学和老师探讨研究成果和分享心得体会。这种课程环节既有利于增强学生的学习兴趣，又提高了学生们的实际动手能力，有效地解决了学生“知识都懂，不会动手”的问题。

在教学过程中，我们必须认清“学生按照考核要求去学习”这样的事实。因此，我们对学生的考核进行了相应的调整，使得图像分析课程成绩由卷面考试成绩、平时成绩以及答辩成绩三部分组成，其中，卷面考试分数占总成绩的50%，平时成绩(是否积极参与科研讨论和分析)占总成绩的20%，课程设计成绩(课题研究及报告)占总成绩的30%。这种考核方式有效地改善了学生的学习方式，达到了培养学生科研能力的目的。

3 小结

多年的实践表明，我们提出的“图像分析”课程设计方案明显提高了课堂的教学质量，显著增强了学生对图像分析技术基础理论知识的掌握和发展前沿的了解，提升了学生在图像分析技术方面的运用能力，受到了学生的一致好评。

[1] Rafael C. Gonzalez. Digital Image Processing [M].London：Prentice-Hall,Inc,2002.

[2] Richard O.Duda. Pattern Classification (2nd Edition)[M].New Jersey:John Wiley & Sons, Inc. 2001.

[3] 孙即祥.现代模式识别[M].长沙: 国防科技大学出版社，2002.

[4] Lowe D G.Distinctive image features from scale invariant keypoints [J].International Journal of Computer Vision,2004,60(2):91-110.

[5] Ojala T, Pietikainen M,and Maenpaa T. Multiresolution gray-scale and rotation invariant texture classification with local binary patterns [J]. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 2002,24(7):971-987.

[6]Mikolajczyk K, and Schmid C. A performance evaluation of local descriptors [J].IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence,2005, 27(10):1615-1630.

Internationalized Teaching Design of Image Analysis Course

ZHANG Tian-xu, WANG Yue-huan

(SchoolofAutomation,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,China)

We propose an internationalized teaching design of Image Analysis course, following the development of cutting-edge with international standards. This new teaching method is designed to broaden students’ knowledge of image analysis and develop students’ ability to use this technology. The teaching practice shows that this new teaching design improves teaching quality significantly and gets the praise of students.

internationalized teaching; innovation of teaching; image analysis

2014-08-19

华中科技大学国际化课程建设经费资助。

张天序(1947—)，男，重庆市人，博士，教授，博导，主要从事模式识别与智能系统研究。

张天序，王岳环.“图像分析”课程的国际化教学设计[J].东华理工大学学报：社会科学版，2014，33(4)：384-385.

Zhang Tian-xu,Wang Yue-huan.Internationalized teaching design of Image Analysis Course[J].Journal of East China Institute of Technology(Social Science)，2014，33(4)：384-385.

G642

A

1674-3512(2014)04-0384-02