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课题
使用图像复原处理模糊图片
课时
10课时（450min）（理论课：5课时实训课：5课时）
教学目标
知识目标：
（1）理解图像退化与图像复原的基本概念。
（2）掌握图像退化与复原模型。
（3）了解常见的噪声模型。
（4）掌握只存在噪声的图像复原方法。
（5）掌握大气湍流模型和运动模糊模型等退化函数模型。
（6）掌握实用的图像复原技术及其在MATLAB中的实现方法。
技能目标：
（1）能够使用空间滤波消除图像中的随机噪声。
（2）能够使用频域滤波消除图像中的周期噪声。
（3）能够使用逆滤波、维纳滤波和约束最小二乘方滤波进行图像复原。
素养目标：
（1）提高跨学科知识的学习能力，能够做到融会贯通。
（2）培养批判性思维，锻炼客观、理性的思考方式。
教学重难点
教学重点：图像退化与图像复原的基本概念、实用的图像复原技术及其在MATLAB中的实现方法。
教学难点：实用的图像复原技术及其在MATLAB中的实现方法。
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1/2/3/4节课
考勤
【教师】使用APP进行签到
【学生】按照老师要求签到
新课预热
【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】教师讲解图像退化与图像复原的相关内容
图像在采集、处理和传输的过程中可能会受到成像系统、采集设备、处理方法和传输介质等因素的影响而出现失真、模糊和有噪声等现象，造成图像质量下降，这个过程称为图像退化。图像复原是一种使退化了的图像去除退化因素，并以最大保真度恢复成原始图像的技术。
【学生】聆听、记录
课前准备
【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“图像质量评价”视频，讨论并回答下列问题
问题1：图像质量评价指标可分为哪两类？
问题2：均方误差与复原图像质量之间的关系是什么？
【学生】分组、观看、聆听、思考
问题导入
【教师】提出以下问题
问题：图像退化与图像复原分别指什么？
【学生】聆听、思考、回答
【教师】总结学生的回答，导入本节课课题：数字图像基础
传授新知
【教师】讲解图像退化与图像复原相关内容
5.1图像退化与图像复原
5.1.1图像退化与图像复原的基本概念
图像在采集、处理和传输的过程中可能会受到成像系统、采集设备、处理方法和传输介质等因素的影响而出现失真、模糊和有噪声等现象，造成图像质量下降，这个过程称为图像退化。（详见教材）
【教师】组织学生观看“常见的退化现象”图片，帮助学生了解常见的退化现象
（详见教材）
图像的退化过程可以理解为退化函数和加性噪声项的联合作用，故图像退化可表示为
（详见教材）
（详见教材）
（详见教材）
【师生互动】
【教师】随机邀请学生回答一下问题：
与图像增强类似，图像复原的目的也是改善图像质量，但二者又有区别。图像复原和图像增强的区别是什么？
【学生】聆听、思考、回答
图像复原是在已知退化图像、退化函数、加性噪声项等先验知识的条件下，通过复原算法或技术，（详见教材）
【教师】组织学生观看“图像退化与复原模型”图片，帮助学生了解图像退化与复原模型
（详见教材）
5.2噪声滤除
5.2.1噪声模型
数字图像的噪声主要来源于图像的获取和传输过程。（详见教材）
1．常见噪声的概率密度函数
概率密度函数用于描述噪声灰度值的概率分布情况，可用概率密度函数曲线来表示。（详见教材）
【教师】组织学生观看“常见噪声的概率密度函数曲线”图片，帮助学生了解常见噪声的概率密度函数曲线
（1）高斯噪声的概率密度函数为
（详见教材）
（2）瑞利噪声的概率密度函数为
（详见教材）
（3）伽马噪声的概率密度函数为
（详见教材）
（4）指数噪声的概率密度函数为
（详见教材）
（5）均匀噪声的概率密度函数为
（详见教材）
（6）椒盐噪声通常表现为图像上随机分布的黑色像素或白色像素，类似于胡椒和盐粒。它的概率密度函数为
（详见教材）
【教师】组织学生观看“测试图像”和“叠加噪声的测试图像及其灰度直方图”图片，帮助学生了解叠加噪声的测试图像及其灰度直方图
（详见教材）
周期噪声
周期噪声是图像在获取过程中受电力或机电干扰所产生的噪声，它以一种特定频率重复出现，（详见教材）
【教师】组织学生观看“被周期噪声污染的图像”图片，帮助学生了解被周期噪声污染的图像
5.2.2只存在噪声的图像复原
当图像的退化过程仅受噪声影响时，图像在空域和频域中的退化公式可简化为和。（详见教材）各个滤波模板的作用与实现函数如表所示。
滤波模板
作用
MATLAB中的实现函数
算术均值滤波模板
最简单的