基于混合教学方法的《算法分析与设计》课程教学改革研究

本论文旨在探讨并总结《算法分析与设计》课程中基于线上线下混合教学方法的教学改革实践与效果。随着数字技术的飞速发展,传统的面对面教学方式逐渐显得不够灵活和高效。针对该问题,我们引入了线上线下混合教学方法,重点放在培养学生实际问题解决能力上,通过调整教学内容,采用学习通平台及课堂教学完成线上线下混合教学,线上学习平台上提供了多样化的学习资源,包括课程视频、在线讨论和编程实践;线下教学中,我们注重引入实际案例和团队项目,以促进学生深度学习和团队合作。通过基于线上线下混合教学方法的教学改革,《算法分析与设计》课程的教学质量得到了显著提升,为今后类似课程的教学提供了有益的经验和启示。这一研究为高校教育的创新与发展提供了实际可行的教学模式。

基于非抽样的小波变换的彩色图像增强方法

直接用灰度图像增强算法对真彩色图像增强,容易产生色彩偏差。提出一种新的增强算法:先将真彩色图像由RGB颜色空间转换到HSV颜色空间;再对饱和度分量V作非抽样小波变换,对变换域的低频系数采用对数变换以压缩动态范围进行增强,对高频系数进行分段线性变换以增强边缘及纹理;最后再用非抽样小波逆变换重构V分量,将图像由HSV空间还原到RGB颜色空间。实验表明,增强后的图像色彩基本无偏差,动态范围压缩良好,亮度对比度都得到明显提高,并且取得了较高的信息熵,空间频率,平均梯度,均方差。

基于NSCT变换和PCA的图像融合算法

针对小波变换与Contourlet变换的不足,提出了一种将非下采样Contourlet变换与主成分分析相结合的图像融合算法。对已配准好的融合源图像作NSCT分解,采用PCA加权融合规则对低频系数处理,采用边缘强度最大的规则对各高频子带系数作融合处理,分别得到融合图像的变换系数,对该系数经NSCT逆变换重构得到融合图像。实验结果表明,算法有效地融合了源图像中的重要信息,融合图像边缘、纹理、细节清晰,得到较好视觉效果和较优的评价指标。

基于NSCT的PCA与PCNN相结合的图像融合算法

为了克服小波变换与Contourlet变换在图像融合应用中的不足,文中提出了一种基于非下采样Contourlet变换(Non-Subsampled Contourlet Transform,NSCT)与主成分分析(Principal Component Analysis)及脉冲耦合神经网络(PulseCoupled Neural Networks,PCNN)相结合的融合算法。首先对被融合图像执行NSCT分解,将图像分解为一个低频子带图像和多个高频子带图像,利用PCA加权规则融合低频子带图像得到融合图像的低频子带图像,利用PCNN规则融合各高频子带图像得到融合图像的高频子带图像,最后经NSCT逆变换重构图像。实验结果表明,该算法有效地融合了源图像中的重要信息,融合图像边缘、纹理、细节清晰,得到了较好的视觉效果和较优的评价指标。

基于信号分析的椒盐噪声滤波算法

椒盐噪声对图像造成或亮或暗的像素点,从视觉上影响图像的质量。采用基于信号分析的方法去除图像中的椒盐噪声,信号分析能准确判断出噪声与信号像素,该方法依据椒盐噪声模型准确区分信号与噪声,对信号像素给予保留,而对于噪声像素则有针对性地对其作中值滤波、扩大的中值滤波或均值滤波。实验结果表明,与线性加权、梯度倒数加权以及小波去噪算法相比,文中算法能有效降低图像中的椒盐噪声,对图像的边缘与细节保持较好,并且能得到较高的信噪比。

基于NSCT变换的红外与可见光图像PCNN融合算法

为了克服小波变换与Contourlet变换在图像融合应用中的不足,提出了一种基于非下采样Contourlet变换域的脉冲耦合神经网络的红外与可见光图像融合算法。首先对被融合图像执行NSCT分解,将图像分解为一个低频子带图像和多个高频子带图像,低频子带使用PCNN加权融合规则,高频子带采用自适应链接强度的PCNN加权融合规则进行融合,最后经NSCT逆变换重构图像。实验表明,该算法有效地融合了红外图像与可见光图像中的显著特征,融合图像边缘、纹理、细节清晰,得到了较好的视觉效果和较优的评价指标。

NSCT变换域PCNN彩色图像增强算法

为了改善由于光照不均对真彩色图像的影响,根据人类对颜色的感知特性,利用YCb Cr彩色模型空间,提出了一种基于非抽样Contourlet变换(NSCT)的PCNN模型的图像增强算法。首先,将图像从RGB彩色空间转换到YCb Cr彩色空间;然后对亮度分量进行NSCT分解,得到低频子带系数和高频方向子带系数,对低频子带,利用PCNN增强,对高频子带采用非线性变换进行增强;最后,使用NSCT逆变换重构图像的亮度分量,并将图像从YCb Cr色彩空间模型还原到RGB空间得到增强后的图像。实验结果表明,算法增强效果明显优于同态滤波、空域PCNN及NSCT域的PCNN算法,不仅增加了彩色图像的明亮度,而且图像保真性好,纹理更清晰。

基于边缘强度匹配的图像融合并行算法的研究

图像融合是图像理解和计算机视觉领域中的一项重要课题。随着图像规模的增大,图像融合面临着处理速度的挑战。最近几年,GPU面向通用计算应用得到了快速发展。本文基于GPU编程模型和硬件特性,深入研究了基于边缘强度的图像融合算法,提出了该算法的并行模型。实验结果表明,该方法有效地综合了源图像中的重要信息,融合图像边界清晰,得到较好视觉效果和较优的评价指标,执行速度与CPU上相比提高了3个数量级。

《面向对象程序设计》课程教学模式的探索与实践

《面向对象程序设计》是高校计算机类专业大学生的必修课。本文结合本科教学实践经验,针对目前该门课程教学中存在的问题,就教学模式的改革进行了探索与实践。

GPU实现的椒盐噪声自适应中值滤波算法

提出了一种基于先检测、后滤波的椒盐噪声滤除GPU实现算法。该算法首先依据椒盐噪声的特征,将图像像素分为噪声和信号,然后对噪声像素作标准中值滤波,如果中值为信号,则用中值代替噪声像素灰度值;如果中值为噪声,则取中值邻域,如果中值邻域为信号,则用它代替噪声像素灰度值;否则扩大邻域窗口,重复算法。但随着图像规模的增大,在CPU上执行的时间显著增加。分析并利用图形处理器(GPU)的并行处理特征,并在GPU上实现了本文算法。实验结果表明所提出的算法较经典的自适应中值滤波算法有较好的去噪效果和边缘保护能力,并且随着图像规模的增大,算法执行时间较CPU可以提高最多3个数量级。

多维互动式教学模式在Qt程序设计教学中的探索与实践

多维互动式教学实现了传统教学模式向新型教学模式的转变,为实现培养学生自主学习能力、提高其综合素质提供了有效途径。本文研究了多维互动式教学模式在Qt程序设计课程中的教学模式,该教学方法以多种方式方法调动学生的学习主动性,让学生的精力全部集中在课堂中。教学实践表明,多维互动的教学方式能有效增强课堂教学效果。

噪声检测自适应窗口滤波算法

脉冲噪声的存在,从视觉上影响图像的质量。为了去除图像中的脉冲噪声,提出了利用相似邻居数对图像中的噪声像素进行标记并建立相应矩阵,接着根据噪声的污染程度自适应的选择滤波窗口,最后对噪声像素进行自适应均值滤波去除图像中的脉冲噪声。实验结果表明,算法能有效降低图像中的脉冲噪声,对图像的边缘与细节保持较好。

GPU实现的抑制椒盐噪声的排序滤波算法

文中提出了一种简单有效的排序滤波算法,并在GPU上实现了该算法。算法首先检测图像中的信号,如果检测的像素是信号则保留不变,否则取其邻域并对邻域内的非噪声像素排序并取中值,若中值为信号,则用它代替噪声像素灰度值;否则扩大邻域窗口,重复算法。随着图像规模的增大,在CPU上执行的时间显著增加。文中在CUDA平台上对其进行了实现。实验结果表明该算法不仅能有效地移除椒盐噪声,而且执行效率高,图像的规模越大,加速比越高,最多可提高3个数量级。

双通道分块同态滤波彩色图像增强算法

为了有效增强由于光照不均的彩色图像,文中在应用HSV彩色模型空间的基础上,提出了一种基于双通道的分块同态滤波彩色图像增强算法。首先将光照不均源彩色图像从RGB色彩空间模型转换到HSV色彩空间模型。然后为了弥补光照不足引起的图像亮度不均,对变换后的亮度分量做分块巴特沃斯高通同态滤波,之后会出现轻微块效应,为了去除块效应,对相邻子图像边界处亮度值采用3×3邻域均值的亮度值代替;接着为了提高图像的整体对比度,对变换后的饱和度分量做全局巴特沃斯高通同态滤波以便微调增强效果。最后,再将图像从HSV色彩空间模型还原到RGB色彩空间模型。实验结果表明,该算法不仅增加了图像暗区域明亮度,而且颜色保持较好,纹理更清晰。

一种基于高频强调滤波和直方图均衡化的图像增强方法

直方图均衡化能够调节图像的动态灰度范围,是一种经典有效的图像增强方法,但它建立在合并相似像素灰度的基础之上,模糊了图像的细节。高频强调滤波将变换后的低频和高频分量都得到了增强,但是低频分量的增强要弱一些,这样会使得图像边缘更加清晰。实验表明,经该方法增强后的图像,其主观视觉效果明显改善。

基于NSCT与PCNN的图像融合

针对非下采样Contourlet变换(NSCT)变换的平移不变性、多尺度性和多方向等特点,结合脉冲耦合神经网络(PCNN)的全局连接性和神经元的脉冲同步性,提出基于NSCT变换区域特征与脉冲耦合神经网络相结合的图像融合方法。首先对待融合图像进行多尺度、多方向的分解,低频系数采用区域能量融合规则,高频系数作为脉冲耦合神经网络的输入,最后对融合后的系数经过NSCT逆变换得到融合图像。实验结果表明,融合结果在主观和客观评价上均优于其他对比方法。

一种基于Curvelet变换的指纹图像增强方法

Curvelet变换具有各向异性和多方向性等良好特性,是表示分段平滑曲线边缘的最优基。为了确保指纹特征提取算法的鲁棒性,需要对原始含噪指纹图像进行预处理以增强纹线的清晰度,增加脊线和谷线的对比度,减少伪信息。本文提出了一种基于Curvelet变换的指纹图像增强方法,该方法对Curvelet变换后的低频系数实现线性灰度拉伸,以增强其对比度,而高频系数采用阈值去噪。仿真实验表明,该方法优于常用的空间域直方图均衡化和小波域图像增强法,具有良好的视觉效果。

基于CUDA的椒盐噪声自适应中值滤波算法

针对传统中值滤波算法的优缺点,结合椒盐噪声的特征,提出了一种有效的自适应中值滤波算法。首先依据椒盐噪声的特征,将图像像素分为噪声和信号,然后根据窗口内噪声点的个数自适应地确定滤波窗口的尺寸,仅对噪声像素进行中值滤波。但随着噪声密度和图像规模的增大,在CPU上执行的时间显著增加。分析并利用图形处理器(GPU)的并行处理特征,并在CUDA平台中实现了算法。实验结果表明,所提出的算法能够有效地去除椒盐噪声、保留边缘和细节,并且能显著缩短计算时间,随着噪声密度和图像规模的增大,最大加速比达到6 000倍。

利用Debug探索Visual C++编程原理

在Visual C++教学中,Windows编程及MFC编程是两个难点。提出利用Debug分析Windows程序的内部结构,以及利用Debug理解MFC应用程序的运行过程。

基于结构相似性的多源图像融合

对源图像进行小波分解,得到图像分解后的高频系数和低频系数,并且计算源图像的结构相似性。对于低频系数采用系数绝对值取大法进行融合;对于高频系数依据相似性大小对其进行融合,如果相似性大于设定阈值,则高频系数采用系数绝对值取大法,否则采用计算像素点边缘强度法进行融合,对融合后的系数进行小波逆变换得到融合图像。实验结果表明,该方法有效地综合了源图像中的重要信息,融合图像边界清晰,得到更好视觉效果和更优的评价指标,融合效果优于对比实验中的小波方法。