是否双语 |
 是
 否 （非双语课程请保持该选项为“否”）
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一、课程基本信息 |
课程编号 |
01101321 |
课程中文名称 |
信号与信息处理实践 |
课程英文名称 |
Signal and information processing practices |
课程类别 |
实践选修课 |
适用年级、专业 |
2018级 电子信息类专业 |
开课学期 |
2021（1） |
总学时 |
36 |
其中实验（上机）学时 |
36 |
总学分 |
2 |
先修课程 |
面向对象程序设计/Matlab，语音信号处理/数字图像处理 |
后续课程 |
毕业设计 |
课程的教学目的 |
《信号与信息处理实践》为电子信息工程专业信号与信息处理方向的实践课。本课程的设置旨在加强并掌握信号和信息处理工程领域相关理论知识及其实践方法，为未来从事信号与信息处理领域的研究或开发工作打好基础。随着人工智能技术在信号与信息处理领域应用的迅速发展，让学生及时了解、学习并掌握一定的基于人工智能的信号与信息处理方法很有意义。本课程选取语音、图像、视频信号为研究对象，学生根据自己的兴趣，选择程序语言（C/C++，Matlab，Python等）实现对语音信号、医学图像、视频等进行处理、分析与交互等操作，并通过一些实际案例的分析、设计和实践，进一步锻炼学生分析问题、解决问题的能力。 |
二、课程教学目标 |
1 |
课程选取语音、图像、视频等信号为研究对象，通过集中实践，培养学生对信号与信息处理领域中的较为复杂工程问题具备一定的问题分析和使用现代工具实现的能力；实践过程中，培养一定的科学研究的思维能力和项目沟通能力。 |
2 |
通过课程的学习，熏陶科学精神和服务国家发展战略的家国情怀。 |
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三、课程教学目标与毕业要求的对应关系 |
毕业目标 |
指标点 |
课程教学目标点 |
支撑度 |
要求1：品德修养： |
1.3 具有科学精神、人文修养、职业素养、社会责任感和积极向上的人生态度，了解国情社情民情，践行社会主义核心价值观 |
目标2 |
L |
要求3：问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达，并通过文献研究分析电子信息工程问题，以获得有效结论。 |
3.2 能够应用专业基础知识，表达电子信息工程领域的复杂工程问题，能对具体问题进行分解。 |
目标1 |
M |
要求4：设计／开发解决方案：能够综合运用基础理论知识和技术手段设计针对电子信息工程复杂工程问题的解决方案，并能够体现创新意识，兼顾社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。 |
4.3 能够综合应用电子信息工程领域专业知识，设计电子信息设备硬件单元、软件算法、系统结构与调试方案，体现优化与创新。 |
目标1 |
M |
要求6：使用现代工具：能够针对电子信息系统复杂工程问题，开发、选择与使用适合的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对本专业复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。 |
6.1掌握电子信息工程领域中系统设计和建模的基本设设计和仿真工具，仪器设备和开发工具的使用。 |
目标1 |
M |
要求10：沟通：能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。 |
10.1 对电子信息工程领域复杂工程问题，能够以书面和口头形式表达设计思想和方法，与同行进行交流，清楚陈述自己的观点。 |
目标1 |
M |
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四、课程教学内容与要求
知识模块 （章节） |
知识点（节） |
教学要求 |
教学模式 （学时） |
支撑教学 目标点 |
1 |
运动目标跟踪算法与实现 |
运动目标的检测与跟踪是计算机视觉和图像编码领域的重要研究内容之一，在军事、交通、医学等领域有着广泛的应用。课题可以基于OpenCV计算机视觉库来实现。 |
实践 |
目标1 目标2 |
2 |
人脸检测算法与实现 |
人脸检测是目前所有目标检测子方向中被研究的最充分的问题之一，它在安防监控，人证比对，人机交互，社交和娱乐等方面有很强的应用价值。课题目标是找出图像中所有的人脸对应的位置，算法的输出是人脸外接矩形在图像中的坐标，可能还包括姿态如倾斜角度等信息。 |
实践 |
目标1 目标2 |
3 |
基于深度学习的眼底图像血管分割 |
眼底是全身唯一能用肉眼直接、集中观察到动脉、静脉和毛细血管的部位，这些血管可以反映人体全身血液循环的动态以及健康状况，许多全身疾病都可以从眼底上反映出来，比如眼底出血是严重的糖尿病并发症，高血压、冠心病以及肾病等也都会在眼底留下“蛛丝马迹”。课题的目标是利用深度学习U-Net语义分割网络分割出眼底图像的血管。 |
实践 |
目标1 目标2 |
4 |
基于深度学习的眼底图像视盘分割 |
视盘是眼底图像中最主要的生理结构，很多疾病都可以直接（亦或间接地）通过视盘来观测，比如青光眼病变。对视盘进行准确定位和分割有利于眼底病变的诊断。课题的目标是利用深度学习U-Net语义分割网络分割出眼底图像的视盘。 |
实践 |
目标1 目标2 |
5 |
医学图像DICOM格式解析 |
DICOM（Digital Imaging and Communications in Medicine）即医学数字成像和通信，是医学图像和相关信息的国际标准（ISO 12052）。DICOM被广泛应用于放射医疗，心血管成像以及放射诊疗诊断设备（X射线，CT，核磁共振，超声等）。所有患者的医学图像都以 DICOM 文件格式进行存储。课题目的读取DICOM格式文件中的数据头部信息和像素信息。 |
实践 |
目标1 目标2 |
6 |
基于VTK的医学图像三维重建 |
Vtk（visualization toolkit）是一个用C++构建的、开源的免费软件系统，主要用于三维计算机图形学、图像处理和可视化，也常用于医学影像的三维重建、显示与交互。课题目标为利用VTK API实现CT影像（DICOM格式）的读取和三维重建显示，还可包含横切面、矢状面、额状面的显示与交互。 |
实践 |
目标1 目标2 |
7 |
基于GMM-HMM的语音识别 |
GMM高斯混合模型和HMM隐马尔可夫模型相结合，可实现简单的单音字或连续词的语音语音，是一种传统的语音识别方法。具体的实现有助于深入理解语音识别的原理。课题可采用Python语言来实现。 |
实践 |
目标1 目标2 |
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每位学生任选1题，实现的平台和语言可自选。 |
六、考核方式 |
考查（5分制，优、良、中、及格、不及格）。考查实现结果和软件文档（3000字以上）。 |
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七、课程的评价与持续改进机制 |
课程考核结束后，任课教师将会对本课程的毕业要求达成度进行相应的分析，主要包括分析并填写课程达成度评价表，课程考核合理性确认表等。学院本科教学工作指导委员会指派同行教师对任课教师的课程教学目标达成度分析进行审核。教师应根据达成度分析结果，改进相应教学方法、内容、考核等环节，以便学生更好地达到毕业要求的能力。 除了学院的本科教学工作指导委员会对课程进行达成度审核外，教师也要根据学校和学院督导的听课检查情况以及授课和批改试卷过程中发现的问题进行自评和总结，并加以改进。 本课程为电子信息工程的专业必修课程、通信工程的专业选修课程，随着电子信息和通信技术的不断进步，每年在教学内容上将根据时代的步伐、新兴技术的发展和社会的需求对教学内容进行调整。 |
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