發(fā)布時間：2023-03-28 15:00:33
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的數(shù)字圖像處理論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
論文摘要：針對碩士研究生在學習“數(shù)字圖像處理與模式識別”課程中面臨的理論與實際脫節(jié)、書本知識陳舊和教學手段單一等問題，本文從教材選擇、講授內(nèi)容和手段、講授形式和考核方法等方面進行了教學改革的探討，通過在教學活動中不斷實踐探索，使學生在學習中不僅學到了豐富的理論知識，而且通過開放的實驗環(huán)節(jié)找到理論應用到實際之中的關鍵所在，同時帶領學生放眼于本領域的熱點技術，激發(fā)了大家的研究興趣。本課題已獲得“211工程”三期的資助。
1 緒論
學生剛從本科階段走入研究生階段，都懷著極大的熱情要投身于科學研究中，他們需要通過更多更專業(yè)的課程來夯實自身的理論基礎，以便使他們能夠在科學研究工作中充分發(fā)揮自身才華，所以研究生階段的文化課程具有更強的針對性和實用性。可反觀研究生課程現(xiàn)狀，選用的教材往往是五年甚至十年之前出版的，其內(nèi)容已非常陳舊，與信息時代的要求相差甚遠；學生反映學到的知識不知如何在實際科研中應用，不了解本領域最新發(fā)展方向，學習過程單調(diào)枯燥，沒有達到研究生課程應有的效果。針對這些問題，作者在多年的教學過程中不斷總結原因，不斷進行教學改革探索，并在國家“211工程”資助下，開展了研究生“數(shù)字圖像處理與模式識別”課程的教學改革課題研究。
2 教學改革內(nèi)容
“數(shù)字圖像處理與模式識別”課程面對的授課對象包括電子、自動化、計算機、光電、機械、車輛等各個專業(yè)的碩士研究生，他們在各自的研究領域都將面臨圖像處理及識別的實際問題，為了培養(yǎng)學生掌握該領域的基礎知識，并能迅速地在研究工作中發(fā)揮作用，必須學習本課程，并能靈活應用到各自的研究工作中。本課程從數(shù)字圖像處理技術的整體知識框架出發(fā)，對圖像進行一系列處理技術的討論，經(jīng)過參數(shù)分析與模式識別，使數(shù)字圖像處理與模式識別技術融為一體，為各個應用領域的理論研究和實際應用奠定基礎。
2.1為學生量身打造教材
目前圖像處理領域發(fā)展非常迅速：3D圖像處理技術、3G可視化圖像通信技術、高速公路不停車收費技術等都在日常生活中得到廣泛的應用，可研究生教材中涉及的教學內(nèi)容還停留在上世紀90年代的水平，遠遠不能滿足當今社會的需求。為此，作者所在的課題組三位老師撰寫的國家“十一五”規(guī)劃教材《數(shù)字圖像處理及模式識別（第二版）》，教材更新了一些經(jīng)典算法，同時根據(jù)我們課題組近年在圖像處理領域的最新科研成果，將新算法新技術融合到教材當中，使學生能夠接觸到本領域的前沿技術。另外作為教材的最后一章，作者將一個實際科研項目作為典型實例編入教材中，向?qū)W生展示了如何把教材中涉及的理論方法應用到實際工程之中。通過學習本教材，既可掌握經(jīng)典的圖像處理算法，又接觸到目前比較先進的圖像處理算法，同時又可根據(jù)教材提供的很多應用實例和算法源代碼，促進學生掌握理論知識與實際問題的結合方法，盡快地運用學到的理論知識進行創(chuàng)新性科學研究。該教材也于2008年獲得北京市高等學校精品教材稱號。
另外教材附帶了一套自主開發(fā)的實驗軟件系統(tǒng)，為學生提供實驗平臺，包含六個實驗：圖像的二維傅里葉變換及性質(zhì)、圖像的編碼、圖像的參數(shù)分析、圖像的平滑與銳化、圖像的運動模糊及去模糊、圖像的匹配識別。該軟件界面友好，通用性強，結構開放，可二次開發(fā)，可以激發(fā)學生在完成實驗的基礎上積極動腦去完善現(xiàn)有實驗，開發(fā)新的實驗。
2.2改進授課內(nèi)容
根據(jù)研究生的特點，課堂上除了講授基礎的理論知識以外，主要針對當前比較熱門和先進的數(shù)字圖像處理方法，以及學生們比較感興趣的知識點，以專題研討的形式進行研究和討論。例如針對預防犯罪分子進行犯罪活動方面，可以通過人臉識別的方法在可視頻監(jiān)控的區(qū)域進行自動人臉特征提取，并用犯罪分子圖庫進行比對。大家對這個技術很感興趣，對技術細節(jié)進行了熱烈的討論，各抒己見，通過這種專題討論，活躍了課堂氣氛，增加了學生主動參與的機會，激發(fā)了學生的學習熱情和創(chuàng)造靈感。
同時教學中注重設計了一些新穎的課題，留給學生課后思考、調(diào)研，課上教師與學生進行研究和討論，增強教與學的雙向互動和交流，避免被動式灌輸知識，激發(fā)學生的學習積極性、主動性和創(chuàng)造性。
結合實際科研成果，將一些數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的實例引入教學。例如將嵌入式多通道數(shù)字圖像采集處理系統(tǒng)作為例子，講解系統(tǒng)實現(xiàn)的原理、圖像處理算法的應用及編程實現(xiàn)過程等等，這樣既避免了抽象知識的講授，又滿足了學生對數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的軟、硬件平臺設計方法的掌握，真正達到學以致用。 2.3講授手段綜合應用
除了常規(guī)的教學手段以外，更多地應用現(xiàn)代多媒體技術來授課，包括展示圖片、播放視頻。恰巧多媒體教學技術本身就是多種數(shù)字圖像處理技術的一個綜合應用，所以利用多媒體教學技術來講課就是本門課程涉及的各種技術在實際生產(chǎn)生活中的一個很好的應用實例。目前教學主要采用課堂講授，電子課件與板書相結合，課內(nèi)實驗與課外實驗相輔助，摒棄灌輸式教學方法，倡導啟發(fā)式教育，講授課本知識的同時注意拓寬學生知識面，加強學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，使學生的理論基礎和實踐應用能力同步得到提高，取得了較好的教學效果，幾位教師的學生評價結果皆為優(yōu)秀。
通過搭建一些算法平臺，給學生提供可選擇、有側(cè)重、可設計的實驗環(huán)境，彌補本課程沒有專門實驗的缺點，通過這些平臺可以開啟學生的創(chuàng)新研究和實踐欲望。實踐環(huán)節(jié)提供自主開發(fā)的圖像采集與跟蹤系統(tǒng)軟硬件實驗，學生可自己對實驗進行設計并實時驗證，另外提供一些比較新穎的實驗題目供學生選做，在學習同時通過實驗加深對知識的理解和掌握。同時將相關課件、資料等放置到網(wǎng)絡，供學生訪問下載，并提供Email信箱與學生答疑和溝通。
2.4講授人員因需而變
除了授課教師外，根據(jù)當前研究熱點和學生感興趣的方向，邀請具有專門科研經(jīng)驗和知識的博士生，以研討的形式進行某個知識點的討論，以拓展學生的知識面，實現(xiàn)寬泛的知識教育，同時使學生了解最前沿的學科方向。
2008年邀請了張健博士做了“H.264轉(zhuǎn)換編碼研究與改進”的專題講座；2009年邀請了姜薇博士做了“人臉識別算法研究”專題講座。通過博士生的講座，大家了解了研究生階段的科研工作，極大帶動了學生的求知欲，課堂討論熱烈，很多同學與兩位博士課下進行了多次交流，為他們在學術上起到啟迪作用。同時，大膽地邀請了一名同年級的碩士生站到講臺上，就“基于四元數(shù)FFT的水印嵌入算法”進行了專題討論，面對這個全新的領域，很多同學被深深震撼了，同時感到了壓力和差距，觸動學生從主觀意識上對本門課產(chǎn)生興趣，掀起理論課程聯(lián)系實際項目的學習熱潮。
2.5教學思想的討論與轉(zhuǎn)變
研究生教學的目的不是要學生只掌握書本的知識，也不是必須進行卷面考核。特別是本門課程的實踐性很強，所以本課程通過提供幾個具有綜合性、設計性的命題，結合我們提供的一些平臺，讓學生自己完成方案設計、命題的實現(xiàn)，更鼓勵同學自己提出命題來進行研究實現(xiàn)，以期使學生真正融會貫通本門課程的思想精髓，更好地解決理論知識和科研能力的銜接，也真正實現(xiàn)本門課程的以素質(zhì)為基礎、知識為手段、實踐為中介、能力為目標的教學宗旨。
3 教學改革總結
由于本課題組教師在“數(shù)字圖像處理與模式識別”這門課中一直貫穿著先進的教育理念，得到了全校學生的認可，教學效果良好，2010年聽課人數(shù)達到了169人，并有不同專業(yè)的多名博士生進行了旁聽。
經(jīng)過了幾位教師的努力，本門課的教學改革已見成效，使“教”與“學”達到了有機的平衡和統(tǒng)一，教師知道學生想學什么，學生知道理論知識如何應用，真正達到學以致用，并會在實際科研工作中總結問題，運用理論知識來解決實際問題，也達到了研究生教學改革的目的。
參考文獻：
[1]岡薩雷斯.數(shù)字圖像處理[M].第2版.北京：電子工業(yè)出版社，1998.
關鍵字：數(shù)字圖像處理；K-means算法；聚類
一、數(shù)字圖像處理發(fā)展概況及邊緣的概念
數(shù)字圖像處理（Digital Image Processing）即計算機圖像處理，就是利用計算機對圖像進行去除噪聲、增強、復原、分割、特征提取、識別等處理的理論、方法和技術[1]。最早出現(xiàn)于20世紀50年代，它作為一門學科大約形成于20世紀60年代初期。它以改善圖像的質(zhì)量為對象，以改善人的視覺效果為目的。在處理過程中，輸入低質(zhì)量圖像，輸出質(zhì)量高圖像，圖像增強、復原、編碼、壓縮等都是圖像處理常用的方法[1]。數(shù)字圖像處理在航天、航空、星球探測、通信技術、軍事公安、生物工程和醫(yī)學等領域都有廣泛的應用，并取得了巨大的成就。
邊緣就是圖像中灰度有階躍變化或屋頂變化的像素的集合，邊緣是圖像最重要的特征之一，它包含了圖像的大部分信息。實質(zhì)上邊緣檢測就是采用算法提取圖像中對象與背景間的交界線。在目標與背景、目標與目標、區(qū)域與區(qū)域、基元與基元之間都存在邊緣，這是圖像分割所依賴的最重要的特征之一。根據(jù)灰度變化的劇烈程度，邊緣可以分為兩種：一種是屋頂邊緣，一種為階躍性邊緣。對于屋頂狀邊緣，二階導數(shù)在邊緣初取極值，而對階躍性邊緣，二階導數(shù)在邊緣處零交叉；。
二、彩色圖像的K-means聚類算法
（一）K-means聚類
聚類就是把數(shù)據(jù)分成幾組，按照定義的測量標準，同組內(nèi)數(shù)據(jù)與其他組數(shù)據(jù)相比具有較強的相似性。K-means聚類就是首先從n個數(shù)據(jù)對象任選k個對象作為初始聚類中心；剩下的其它對象，則根據(jù)它們與這些聚類中心的距離（相似度），分別將它們分配給與其最相似的（聚類中心所代表的）聚類；然后再計算每個所獲新聚類的聚類中心（該聚類中所有對象的均值）；一直重復此過程直至標準測度函數(shù)收斂為止。通常都采用均方差作標準測度函數(shù)。k個聚類有以下特點：各聚類本身盡可能的緊湊，而各聚類之間盡可能的分開。
聚類的用途是很廣泛的。在商業(yè)上，聚類可以幫助市場分析人員從消費者數(shù)據(jù)庫中區(qū)分出不同的消費群體來，并且概括出每一類消費者的消費模式或者說習慣。它作為數(shù)據(jù)挖掘中的一個模塊，可以作為一個單獨的工具以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫中分布的一些深層的信息，并且概括出每一類的特點，或者把注意力放在某一個特定的類上以作進一步的分析；并且，聚類分析也可以作為數(shù)據(jù)挖掘算法中其他分析算法的一個預處理步驟。
（二）算法思想分析
輸入：聚類個數(shù)k，以及包含 n個數(shù)據(jù)對象的彩色圖片。
輸出：滿足方差最小標準的k個聚類。
處理流程：
(1)從 n個數(shù)據(jù)對象任意選擇 k 個對象作為初始聚類中心；
(2)根據(jù)每個聚類對象的均值（中心對象），計算每個對象與這些中心對象的距離；并根據(jù)最小距離重新對相應對象進行劃分；
(3)重新計算每個（有變化）聚類的均值（中心對象）；
(4)循環(huán)(2)到(3)直到每個聚類不再發(fā)生變化為止。
首先設置K值，也就是確定若干個聚類中心。使用rand函數(shù)隨機獲得K個顏色值，存放在矩陣miu中，第一次對每個像素點中的K種顏色進行迭代運算，得到最小的顏色矩陣的2范數(shù)，同時標記該顏色，依次相加的到各點的顏色矩陣總值。再次迭代得到K中顏色的各個矩陣均值。最后提取出標記的各個顏色，依次對各個點進行顏色賦值，使每個像素點的顏色歸類。得到聚類后的圖像。
（三）算法的數(shù)學描述
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（四）算法過程分析
設置K值為8，讀入一幅圖片后計算圖像上所有的像素點個數(shù)為N，即令N=size(X,1)*size(X,2)，令顏色矩陣R為矩陣[N,K]并清零。隨機獲得顏色聚類中心為Miu=fix(255*rand(K,3))。
在10次迭代中，對每一個像素點進行k=8次迭代，計算該點顏色值與各個聚類中心的歐氏距離dis。若dis最小，則標記此時顏色矩陣為R(n,k)=1。依次對8個聚類中心迭代，計算標記的每一個坐標點的顏色總值sum1和總數(shù)量sum2，計算新的聚類中心Miu(k,:)=sum1/sum2。再次對所有點進行迭代，根據(jù)第一次迭代時標記的R(n,k)值，若R(n,k)為真時，對該點顏色賦值為聚類中心k的顏色值。依次分析聚類出最終效果圖。
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圖 K-means聚類算法流程圖
（五）K-means算法結果分析
K-means算法取K值為8，就是通過對每個像素點進行8次迭代找到歐式距離最小的聚類中心，依次迭代，得出平均聚類中心，以最后得到的8個平均聚類中心為圖像的最優(yōu)聚類中心，依次為各個像素點進行聚類操作，最后得到聚類后的圖像邊緣。
本算法由于要對圖像的各個像素均進行多次迭代，因此執(zhí)行算法將會耗費很長時間，對一幅800x600的圖片進行一次聚類需要耗時200s左右，其運行效率較低。但是由于本算法采用的是動態(tài)獲取聚類中心，且直接對彩色圖像的RGB顏色進行分析聚類，故得到的圖像邊緣檢測效果比較好。K-means算法的特點：聚類中心用各類別中所有數(shù)據(jù)的平均值表示。
三、結語
K-means算法的一個特點就是在每次迭代中都要考察每個樣本的分類是否正確。如果不正確必須調(diào)整，在調(diào)整完全部樣本后，修改聚類中心，然后再進入下一次的迭代。K-means算法工作原理[3]：首先算法隨機從數(shù)據(jù)集中選K個點作為初始聚類中心，再計算每個樣本到聚類中距離，把樣本歸到離它最近的聚類中心所在的類。通過計算新形成的每一個聚類的數(shù)據(jù)對象的平均值得出新聚類中心，若相鄰兩次的聚類中心沒有變化，則證明樣本調(diào)整結束，聚類準則函數(shù)已經(jīng)收斂。若再一次迭代算法中，所有的樣本被正確分類，就不會有調(diào)整，聚類中心也不變化，這就標志著已經(jīng)收斂，算法結束。
參考文獻：
[1] 何東健.數(shù)字圖像處理.西安:西安電子科技大學出版社,2008；
論文關鍵詞：雙語教學 數(shù)字圖像處理 教學效果
論文摘要：為考察“數(shù)字圖像處理”雙語教學的實際教學效果，對授課對象進行問卷調(diào)查。調(diào)查內(nèi)容包括：對雙語教學主要目標的認知、對教材的看法、對課堂教學的適應情況與評價、雙語教學的收獲、影響學習效果的因素。對得到的有效數(shù)據(jù)進行分析討論，并就今后保證雙語教學效果提出了建議。
“數(shù)字圖像處理”是為了適應現(xiàn)代裝甲車輛戰(zhàn)場信息獲取與信息處理的要求而開設的一門專業(yè)基礎性課程。數(shù)字圖像處理技術大量的研究、教學文獻、資料均是以英文形式出現(xiàn)的，直接以原文為信息源來理解相應理論和方法，可以減少因翻譯者的認知偏差而產(chǎn)生的誤解，從而更為準確地把握相關的前沿問題。從對外交流和知識更新的角度看，這門課非常適合雙語教學模式。
學員成績是衡量雙語教學效果的重要方面之一，然而試卷的難易程度、考試方法、教員評卷的寬嚴程度均會影響學員的成績。教學活動是教學雙方參與的活動，學員是教學活動的最直接的感受者，因而最有資格評價教員的課堂教學效果與質(zhì)量。筆者從2004年起一直承擔著“數(shù)字圖像處理”雙語教學課程建設和授課任務，授課對象是光學專業(yè)大三本科學員。在教學中，筆者感到授課對象的英語水平參差不齊，課堂參與程度并不理想。鑒于此，筆者以所授班級全體學員為調(diào)查對象，在學期末課程結束后做問卷調(diào)查，旨在通過學員對雙語教學的評價，考察雙語教學的實際教學效果，并探求保證教學效果的最佳途徑。
一、對象與方法
此次調(diào)查的對象是“數(shù)字圖像處理”雙語授課的全體學員，調(diào)查采用的問卷是選擇式問卷，主要包含以下6個方面內(nèi)容：學員通過英語四、六級情況、對雙語教學主要目標的認知、對教材的看法、對課堂教學的適應情況和期望、雙語教學的收獲、影響學員學習效果的因素。為了準確反映學員的真實想法，調(diào)查采取不記名問卷方式，統(tǒng)一發(fā)放并回收。共發(fā)放問卷31份，收回31份，有效問卷31份。
二、結果與分析
1.學員通過英語四、六級情況
通過四級27人，占87％；通過六級4人，占13％。從外語水平看，學員的外語基礎較好
2.對雙語教學主要目標的認知
學員對雙語教學主要目標的認知情況(多選項問題)調(diào)查結果顯示，認為“提升外語知識和能力”的占71％，排在首位；其次為“開拓國際視野和意識”的占61％；再次為“提升專業(yè)知識和能力”的占58％；最后是“學習外國先進教育理念”的占48％。但是，不同外語水平的學員對雙語教學主要目標的認知情況有所差別，通過四級的學員選“提升外語知識和能力”的人數(shù)最多，占74％；而通過六級的學員選“提升專業(yè)知識和能力”的人數(shù)最多，占75％。可見英語水平越高，對“提升專業(yè)知識和能力”的認同度越高。
3.對教材的看法
本課程選用的教材是岡薩雷斯的Digital ImageProcessing，但由于受到課時限制只選取了其中的部分章節(jié)作為教學內(nèi)容。為了便于學員自學，還自編了一本與教學內(nèi)容同步的詞匯手冊。從調(diào)查結果看，認為教材“很難”或“較難”的占58％；認為教材“一般”或“較容易”的占32％。而對于詞匯手冊，74％的學員持肯定態(tài)度，認為對學習有一定的幫助。調(diào)查中還發(fā)現(xiàn)，約10％的學員對教材的難易程度以及詞匯手冊的輔助作用認識比較模糊，選擇了“不好說”一項，這說明他們對本課程所選用的教材和詞匯手冊并不熟悉。造成這種情況的原因可能是：他們對課程本身并不感興趣，或是尚不知如何學習本課程。
4.對課堂教學的適應情況和期望
統(tǒng)計結果表明，84％的學員在一開始并不能適應雙語教學模式，然而經(jīng)過一段時間后均能適應雙語模式。這說明雙語模式對學員來說并不是無法跨越的鴻溝，只要給予一定的鍛煉過程，絕大部分學員都能習慣這種教學模式。但是調(diào)查中也有約10％的學員選擇“一直不適應”，這主要集中在僅通過四級的學員中，在已通過六級的學員中并沒有人選此項，可見外語水平越高，雙語模式的適應情況越好。
在“數(shù)字圖像處理”雙語課堂上，課件是必不可少的，它承載了很大信息量，比如重點詞匯、一些不易直觀接受的內(nèi)容，用課件展示出來，非常有助于學員的理解和記憶。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，94％的學員希望授課的課件為中英文混合形式，然而他們所期望課件的中英文比例差別較大，其中選“中英文各半”的占21％，選“英文為主中文為輔”的占41％，選“中文為主英文為輔”的占38％。這與學員所希望的課堂上的中英文授課語言的比例相類似。這說明在雙語教學中，一味追求全英文授課，很有可能導致學員對雙語教學的不認同，最終影響雙語教學效果。但是，需要注意的是，中英文混合授課時無論以哪種語言為主，都要避免“雙語混合疲勞”現(xiàn)象產(chǎn)生。所謂的“雙語混合疲勞”指的是，為了滿足學員對課堂語言的要求，在課堂上總是混合使用兩種語言，打破了學員的正常思路，導致學員對課程內(nèi)容無法理解。這樣的授課方式筆者曾經(jīng)嘗試過，比如在講授某一知識點時，先用英語講一遍之后再用漢語講一遍，發(fā)現(xiàn)學員根本無法跟上教學節(jié)奏，這主要是由于他們的注意力完全被中英文之間的對應關系牽扯住，從而忽視了對教學內(nèi)容的理解。同樣，在課件的制作中也要避免“雙語混合疲勞”現(xiàn)象。 轉(zhuǎn)貼于
5.雙語教學的收獲
雙語教學的收獲的調(diào)查分兩個方面，專業(yè)知識和外語水平。71％的學員認為雙語教學對專業(yè)知識有一定的促進作用，而81％的學員認為雙語教學對外語水平有一定的提高作用。可見學員對外語方面收獲的認同程度大于專業(yè)知識方面。這恰與學員對雙語教學主要目標的認知相吻合。但是，筆者認為雙語教學的主要目標絕不是語言教學，也不是為了擴展學員在專業(yè)領域的外語詞匯量，而應該是以講授專業(yè)知識為主線，以系統(tǒng)地掌握一門專業(yè)知識為主要目的。為了避免本末倒置，在教學過程中，要重視對學員教學目的的教育；同時，教員在備課授課中，要注重課程前延和后續(xù)相關學科知識的銜接，不要讓雙語課程孤立，讓學員能夠?qū)⑦@門課程的專業(yè)知識納入自己的專業(yè)知識體系。
6.影響學員學習效果的因素
調(diào)查發(fā)現(xiàn)，74％的學員表示“不認識專業(yè)英文詞匯”是他們學習本門課程的主要困難。約65％的學員認為“教材參考詞匯表”是學習本門課程有效的輔助措施。這說明在授課中，同步詞匯手冊對學習本門課程非常重要。87％的學員認為“中英文參考資料”對學習本門課程很有效。關于這一點筆者認為，如何給學員提供適當?shù)闹杏⑽膮⒖假Y料需要慎重考慮，資料不宜太多，否則會與教學內(nèi)容偏離，適得其反。
三、對保證雙語教學效果的建議
對雙語教學效果的評價有多種，如領導評價、專家評價、同行評價、學員評價等。此次調(diào)查從學員角度出發(fā)，符合以學員為中心的教學模式。針對調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的問題，為保證教學效果，在今后的教學中需要把握以下兩點：
(1)加強學員雙語教學目的的認知教育，避免學員學習中過分強調(diào)語言而忽略專業(yè)知識。
(2)教學內(nèi)容要深入淺出。教員在授課中，除了對講授內(nèi)容要了如指掌，做到放得開、收得攏以外，還應洞察學生心理，了解學員對知識的掌握情況。不要只站在教的角度考慮問題，還應從學的立場出發(fā)，將要講的內(nèi)容轉(zhuǎn)化成學員渴求的知識傳授給學員。
雙語教學是一項實施成本較高的課程教學，如果沒有好的教學效果，不僅造成人力、物力、財力等資源的浪費，還會對下一步的推進造成不利影響，因此每門雙語教學課程都要重視教學質(zhì)量。
參考文獻：
關鍵詞：手寫數(shù)字識別；Fisher判別；置信度分析
中圖分類號：TP751文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2011)21-5202-03
Algorithm Based on Confidence Analysis for Off-Line Handwritten Digits Recognition
GAO Jian-qing, CHEN Xing-e
(Department of Electronic Information Science, Fujian Jiangxia College, Fuzhou 350007, China)
Abstract: This article has mainly studied the characteristic choice, the characteristic extraction and the classifier design questions in the off-line hand-written digits recognition, has selected the grid characteristic and the intersection characteristic, has used the minimum distance classifier and based on the Fisher distinction linear classifier, and uses based on the confidence analysis method carries on the mix integration, enhanced the recognition accuracy.
Key words: handwritten digits recognition; fisher distinction; confidence analysis
脫機手寫數(shù)字識別是整個OCR領域中最為困難的部分，是一個經(jīng)典的研究問題，在銀行票據(jù)的認證、稅表的自動處理、郵政編碼識別等方面有很多重要的應用。數(shù)字的類別雖然只有十種，筆劃簡單，但是一些測試結果表明，數(shù)字的正確識別率比印刷體漢字和聯(lián)機手寫體漢字低。手寫數(shù)字識別的主要難度在于其變體多，而且對數(shù)字識別單字識別正確率的要求高。目前對各類字體的數(shù)字識別已經(jīng)有很多算法，但識別效果仍然不夠理想，特別是在脫機手寫數(shù)字識別方面還處在發(fā)展階段。
脫機手寫數(shù)字識別算法中，特征的選擇與提取和分類器的設計是最關鍵的部分，本文采用了網(wǎng)格特征、交叉點特征的特征提取方法，給出了最小距離分類器和基于Fisher判別的線性分類器的分類方法，并使用基于置信度分析的方法進行混合集成，提高了識別正確率。
1 特征提取
脫機手寫數(shù)字圖像經(jīng)過灰度化、二值化、銳化、去除噪聲點、傾斜調(diào)整、數(shù)字分割、歸一化和細化等預處理后，需要根據(jù)識別方法的進行圖像特征抽取，選擇的特征要求能夠足夠代表這個圖像模式，而且特征的數(shù)量盡可能少，這樣能有效地進行分類和降低計算量。本文選取了網(wǎng)格特征和交叉點特征，選取這兩種特征符合了保持足夠的信息量和相關性小的原則，同時特征維數(shù)為16個，也不大。
1.1 網(wǎng)格特征
經(jīng)過歸一化后，圖像的大小都是16×16，把圖像分成4×2=8個格子，在每個格子里面統(tǒng)計黑色像素的個數(shù)，這樣就形成一個8維的特征。網(wǎng)格的分法劃分的方法跟歸一化后的大小和字符的形狀特征有關系，可以劃分為2×2，3×3，4×4等。數(shù)字字符一般在縱向的特征信
息比較豐富一些，所以采用4×2比較合適，在縱向分成4塊，橫向分成2塊。按照從上到下，從左到右的順序，對每個格子中的黑色像素進行統(tǒng)計，存入向量X中，則X=(x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8)。在圖1中是經(jīng)過預處理后的手寫數(shù)字圖像“5” 的網(wǎng)格特征劃分示意圖，對該圖進行網(wǎng)格特征統(tǒng)計后，特征向量X=(4,6,4,0,2,7,7,5)。
1.2 交叉點特征
交叉點特征與網(wǎng)格特征對整個圖像的劃分完的每個區(qū)域的黑色像素進行統(tǒng)計不同，是對局部位置的黑色像素的個數(shù)進行統(tǒng)計。為了提高特征的分類能力，必須選具有代表性的取局部特征。在縱向的特征信息比較豐富，因此在縱向應該選取更多的局部特征，而邊緣部分不適合選取，因為通過細化后的圖像邊緣部分有很多白色，區(qū)分度不高。交叉點特征的選取方法是，在橫向接近四等分以及縱向接近二等分的地方，用三條水平線和一條垂直線穿過圖像，統(tǒng)計其與圖像相交地方的黑色像素的個數(shù)，這樣可以得到4維特征。按照先水平方向再垂直方向穿透的順序，統(tǒng)計每條穿透線上的黑色像素的個數(shù)，存入向量Y中，則Y=(y1,y2,y3,y4)。在圖2中是經(jīng)過預處理后的手寫數(shù)字圖像“5” 的交叉點特征穿透示意圖，對該圖進行交叉點特征統(tǒng)計后，特征向量Y=(1,1,1,3)。
2 最小距離分類器
首先將所有待識別手寫數(shù)字圖像進行預處理，使之分割成為16×16大小的二值化圖像，然后提取網(wǎng)格特征，根據(jù)式(1)計算出最小距離的模板作為第一種分類方法；接著提取交叉點特征，根據(jù)式(2)計算出最小距離的模板作為第二種分類方法。
(1)
(2)
(3)
其中kil表示第l類模板的第i維特征值，由式(3)計算出來，總共有10類模板對應10個阿拉伯數(shù)字。tlij表示第l類模板的第j個樣本的第i維特征的值，Nl表示第l類模板的樣本總數(shù)，M表示特征維數(shù)。
若Dr=min(Dl)則識別結果為r。
3 Fisher線性判別
關于線性判決函數(shù)的分析工作，在歷史上，是從R.A.Fisher的經(jīng)典論文(1936年)開始的[1]。Fisher的方法實際上涉及維數(shù)壓縮問題，因為低維空間比高維空間在解析和計算工作方面有非常明顯的優(yōu)勢，所以降低維數(shù)就成為處理實際問題的關鍵。
下面，定義幾個必要的基本參量。
1）在d維X空間
各類樣本均值向量mi。
，Ni為i類樣本總數(shù)， (4)
樣本類內(nèi)離散度矩陣Si和總類間離散度矩陣Sw。
(5)
Sw=S1+S2 (6)
樣本類間離散度矩陣Sb。
Sb=(m1-m2)(m1-m2)T(7)
2）在一維Y空間
各類樣本均值mi。
，Ni為i類樣本總數(shù)，(8)
樣本類內(nèi)離散度si2和總類內(nèi)離散度sw。
(9)
(10)
投影后，在一維Y空間里各類樣本盡可能的分開，各類樣本內(nèi)部盡量密集，類內(nèi)離散度越小越好，兩類樣本均值之差(m1-m2)越大越好，因此可以定義Fisher準則函數(shù)為：
(11)
下面要求使得JF(w)取得最大值的w*，經(jīng)過推導可得：
(12)
以上所做的工作是將d維空間的樣本集Ψ映射成一維樣本集ζ，d維空間的分類問題已經(jīng)轉(zhuǎn)化為一維空間的分類問題，所以只要再確定一個閾值y0就可以做出決策了。
選取： (13)
這樣對于給定的x，計算出它在w*上的投影點y：y=w*Tx
決策規(guī)則：
(14)
數(shù)字識別過程也是分類的過程，識別目標總共有10個數(shù)字，首先要對樣本中的兩種不同的數(shù)字對應的二維圖像矩陣進行運算，這樣就有C210=45種組合。對于每一種組合的兩個數(shù)字，取出對應的所有樣本，根據(jù)式(4)算出樣本均值向量m1和m2，按照選取特征點的個數(shù)找出這兩個向量中差值較大的點對應的坐標，本文選取了60個特征點，也就是要映射的一維空間Y。再根據(jù)式(8)算出m1和m2，然后根據(jù)式(9)、式(10)和式(12)就可以算出w*，根據(jù)式(14)算出閾值y0。
4 基于置信度分析的混合集成方法
多方案集成是目前模式識別領域內(nèi)研究的一個熱點，從僅利用分類器首選類別判定的多數(shù)表決方法發(fā)展到利用識別結果進行信息度量。置信度分析是分類器集成的一個重要工具，有采用基于不同特征的分類器，也有采用基于相同特征的不同種分類器。因此為了提高分類的效果，可以采用基于不同特征和不同分類器的混合模型的集成方法。
Consensus理論研究如何將一組專家的各自結論協(xié)調(diào)一致，它在統(tǒng)計和管理科學中被廣泛應用。在Consensus理論中，有兩個主要方法：“對數(shù)意見池”(Logarithmic Opinion Pool-Log-OP)和“線性意見池”(Linear Opinion Pool-Linear-OP)。
Log-OP的決策函數(shù)為：
(15)
Linear-OP的決策函數(shù)是：
(16)
在以上兩個式子中，pi(wj|X)是第i個專家對X所屬類別的概率估計，γ1,…, γM是分配給每個專家的權重，集成系統(tǒng)的最后結果是：
(17)
設計手寫數(shù)字識別集成分類器時，先從測試樣本中統(tǒng)計出每種分類器識別出的結果對應于每一個數(shù)字的概率，如式(18)所示：
(18)
Pij表示i被識別為j的概率，Rij表示i被識別為j的次數(shù)，Nj表示識別為j的總次數(shù)。本文中使用了三個分類器：兩個最小距離分類器，包括網(wǎng)格特征、交叉點特征；一個線性分類器，是基于Fisher線性判別。設這三個分類器對應的概率分別為PX,PY,PZ。專家的權重根據(jù)對測試樣本識別的正確率來設定，分別為γ1,γ2,γ3,。再用Mi表示集成分類器識別為數(shù)字i的概率，則：
(19)
j1，j2，j3表示三個分類器識別的結果，他們的值有可能不一樣。若Mr=max(Mi)，那么識別的結果為r。
5 實驗結果分析
通過應用上述的識別算法，使用美國郵政服務數(shù)據(jù)庫USPS提供的2007個測試樣本進行了不同特征不同分類器的測試，測試結果如表1所示。從單一的分類器來看，F(xiàn)isher線性判別的總體的識別正確率比較高，但是Fisher判別對數(shù)字“0”和“6”的識別正確率比網(wǎng)格特征低，對數(shù)字“1”的識別正確率又比交叉點特征低。通過分類器的集成，最終使各個數(shù)字的識別正確率都得到了提高，總體的識別正確率達到了90%。
6 結束語
本文主要討論了脫機手寫數(shù)字識別問題中的特征的選擇與提取和分類器設計，設計了基于置信度分析的集成分類器，使識別正確率在單一分類器的基礎上得到了提高。在其他文獻中，識別正確率較高的是采用改進AdaBoost集成方案[2]，達到95.8%。因此本文的識別正確率還有待提高，但在實驗中理想的結果可以達到95%，還有改進的空間，可以從以下兩個方面進一步研究：把最小距離分類器改為BP神經(jīng)網(wǎng)絡分類器，提高單個分類器的性能；在特征選擇方面再引入如投影特征、邊緣特征以及寬高比等。
參考文獻：
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關鍵詞 遙感制圖；制圖方式
中圖分類號TP7 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）71-0204-02
1遙感制圖概論
遙感制圖是指通過對遙感圖像目視判讀或利用圖像處理系統(tǒng)對各種遙感信息進行增強與幾何糾正并加以識別、分類和制圖的過程。遙感圖象有航空遙感圖象和衛(wèi)星遙感圖象，制圖方式有計算機制圖與常規(guī)制圖。目前應用最多及著重研究的是利用Landsat的MSS圖象制圖。由于多波段的衛(wèi)星圖象具有信息量豐富、現(xiàn)勢性強，利用它編圖周期短等優(yōu)點，在制圖方面得到了廣泛的應用。簡單地說是通過對遙感圖像目視判讀或利用圖像處理系統(tǒng)對各種遙感信息進行增強與幾何糾正并加以識別、分類和制圖的過程，可作為新編地形圖的重要信息來源。
傳統(tǒng)地圖的制圖方法是測繪，編繪。隨著計算機及相關輸入、輸入設備的使用，出現(xiàn)了計算機地圖制圖，實現(xiàn)了工藝上和技術上的變革，產(chǎn)生了數(shù)字地圖。遙感技術的興起使傳統(tǒng)的地圖編制理論與方法發(fā)生了深刻的變革。因為遙感技術可以通過多平臺、多波段、多時相的信息源，快速、真實地提供了豐富的制圖信息。遙感技術在地圖學領域的應用，也大大縮短了地圖的成圖周期。
2遙感制圖方法分類
遙感技術的出現(xiàn)，使得制圖方法拓寬，從而豐富了地圖類型以及地圖內(nèi)容。從廣義的概念上講，遙感影像制圖是由遙感影像加以特定地圖要素的符號，比如境界線、風向、等壓線，再輔以注記、說明、圖廓、圖框、圖名、圖例等成圖。
2.1常規(guī)方法
常規(guī)方法制作遙感影像地圖過程與步驟上與普通地圖編制、生產(chǎn)流程基本相同，但是又有所區(qū)別，遙感影像地圖主要用影像表現(xiàn)信息，需要進行影像處理，如濾波和變換；而且制圖綜合簡單許多。
生產(chǎn)流程上包括：設計、選圖像、選底圖、影像糾正、制版、套印。
展開來講，設計階段：根據(jù)任務要求進行影像地圖設計，確定資料，專題要素表示方法的選擇，圖面配置要求，生產(chǎn)流程，生產(chǎn)技術措施，質(zhì)量管理方法等等；
選圖像：要根據(jù)制圖專題內(nèi)容，選擇恰當時相和波段的圖像，對選好的圖像進行預處理，對專題內(nèi)容進行目視解譯；
選底圖：所選擇的基礎底圖要反映出區(qū)域地理背景，對影像進行位置糾正，選擇的底圖范圍要與制圖范圍相適應，比例尺與制圖比例尺一致，要素相對要全面；
影像糾正：即要求影像與底圖具有一致的坐標系統(tǒng)；
制版：使遙感影像解譯形成的線劃注記版，影像套合地圖的基本要素有經(jīng)緯網(wǎng)、高程點、等高線、交通網(wǎng)、境界線、居民點。
套印：分色、分色片、套印。
2.2計算機輔助制圖方法
在計算機系統(tǒng)支持下，根據(jù)地圖制圖原理，應用數(shù)字圖像處理技術和數(shù)字地圖編輯加工技術，實現(xiàn)遙感影像地圖制作和成果表現(xiàn)的技術方法。
需要計算機的軟硬件設備進行處理，硬件設備包括輸入設備、處理設備、輸出設備。軟件包括圖像處理軟件，地圖編輯處理軟件，專用制圖軟件。
生產(chǎn)流程包括：選圖像、數(shù)字化，選底圖，數(shù)字化，影像糾正與圖像處理，影像鑲嵌、地圖拼接，影像與地圖復合，制作符號注記層，圖面配置，圖件輸出。
展開來講，選圖像、數(shù)字化：根據(jù)制圖內(nèi)容和要求選圖像，包括時相、波段、多景圖像來源盡可能統(tǒng)一圖像質(zhì)量，對于攝影膠片，需“數(shù)字化”黑白掃描，彩色掃描；
選底圖：所選擇的基礎底圖要反映出區(qū)域地理背景，對影像進行位置糾正，選擇的底圖范圍要與制圖范圍相適應，比例尺與制圖比例尺一致，要素相對要全面；
數(shù)字化：底圖數(shù)字化的方法包括手扶跟蹤數(shù)字化、屏幕數(shù)字化、掃描矢量化，步驟包括分幅、分層數(shù)字化，又要編輯、檢查；
影像糾正與圖像處理：幾何糾正使得影像具有底圖一致的坐標系統(tǒng)，方法上使用控制點糾正；圖像處理上要做到消除噪音、去云、信息增強；方法上采用對比度變換、圖像平滑、銳化、彩色合成、主成分變換等方法。
影像鑲嵌、地圖拼接：幾何校正以及邊緣灰度處理；
影像與地圖復合：將統(tǒng)一區(qū)域的圖像與圖形準確套合；
制作符號注記層：即地圖符號與注記的選擇；
圖面配置：圖名、圖例、圖框、比例尺、指北針等等；
圖件輸出：利用設備輸出
總結來講：遙感制圖包括遙感圖像輸入、數(shù)據(jù)預處理、圖像識別分類、幾何投影變換、影像圖形輸出等步驟。
2.3遙感制圖中重要步驟
圖像鑲嵌：為了便于鑲嵌，鑲嵌要有足夠?qū)挼闹丿B區(qū)，最好不少于圖像的1/5,如果過于狹窄，會影像鑲嵌精度，特別是圖像邊緣會出現(xiàn)扭曲。鑲嵌時最好先進行圖像校正，這樣精度會高些。
圖像變換和增強：要注意綜合使用各類方法，來突出相關的專題信息，提高圖像視覺效果。綜合使用光譜增強、彩色增強和空間增強。
3 發(fā)展前景
遙感制圖按照表現(xiàn)內(nèi)容可以分為普通影像地圖和專題影像地圖。按照獲取遙感信息傳感器可以分為航空攝影影像地圖，掃描影像地圖，雷達影像地圖。
遙感影像地圖在現(xiàn)代化的應用中具有明顯的優(yōu)勢。其信息量豐富，與傳統(tǒng)地圖相比，遙感影像地圖上沒有信息空白區(qū)域。傳統(tǒng)地圖往往經(jīng)過制圖綜合，地物分布信息被高度概括。形象直觀，影像是經(jīng)過“自然概括”的，而不是“人為綜合、抽象”的。能直觀形象地反映地勢起伏等形態(tài)，增加了地圖的可讀性。具有一定的數(shù)學基礎，與一般的遙感影像相比，遙感影像地圖具有較為嚴密的數(shù)學基礎，可以方便確定地理位置、進行地圖量測與定量分析。現(xiàn)勢性強，遙感技術可以快速、準確、動態(tài)地獲取信息，遙感制圖成圖周期短。目前應用最多及著重研究的是利用Landsat的MSS圖像制圖。由于多波段的衛(wèi)星圖像具有信息量豐富、現(xiàn)勢性強，利用它編圖周期短等優(yōu)點，在制圖方面得到了廣泛的應用。
4結論
隨著數(shù)字環(huán)境和軟硬件設備的飛速發(fā)展，遙感制圖具有廣闊的發(fā)展前景，多層次、多元化、系統(tǒng)化的遙感制圖體系必將形成。
參考文獻
[1]趙銳.遙感制圖原理與方法.測繪出版社，1990-7-1.
關鍵詞：藏文傳輸;信息隱藏;秘密信息共享;信息安全
中圖分類號：TN401 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2014）12-00-05
0 引 言
安全、有效的信息傳輸對國家安全、社會穩(wěn)定和人民安居樂業(yè)至關重要。網(wǎng)絡和多媒體技術的發(fā)展，使得信息傳輸?shù)乃俣群蛿?shù)量正以驚人的增量發(fā)展。然而，信息傳輸?shù)谋憷诜奖闳藗兊耐瑫r也給信息安全帶來了隱患，同時也為基于數(shù)字載體的秘密信息傳輸提供了廣闊的研究空間。目前，基于載體的秘密信息傳輸是信息安全領域的一個方興未艾的研究熱點。而基于載體預處理的藏文信息隱藏技術將為信息安全領域提供一些新的數(shù)字信息共享和傳輸理念，特別是藏文的預處理規(guī)律、在數(shù)字信息中的隱藏規(guī)律等，將有助于涉藏秘密通信技術的發(fā)展，并可以對民用和商用領域中涉及到藏文內(nèi)容的傳輸、共享、存儲和提取的通信過程起到安全保護、版權保護及完整性認證的作用，并對國家涉藏領域的網(wǎng)絡輿情監(jiān)控、國內(nèi)外涉藏敏感信息標注和情感色彩認知起著至關重要的作用。
在藏文信息隱藏技術方面，目前主要涉及的技術有關鍵字識別、字符識別和提取、韻律認知、語義角色標注、文本資源挖掘和語料抽取等，并以此為基礎進行置亂優(yōu)化。
1 國內(nèi)外信息隱藏技術研究現(xiàn)狀
信息隱藏一直是信息安全領域中保障隱秘信息安全傳輸和數(shù)字信息版權的重要手段，也是近年來國內(nèi)外學者研究的熱點之一。最新的一屆ACM信息隱藏和多媒體安全會議（ACM IH&MMSec’13 Workshop）的主要研究內(nèi)容有信息隱藏算法、多媒體水印和認證、載體運算域的數(shù)字信號處理等。其中，信息隱藏算法的設計首先依賴于載體的選擇和預處理;關于多媒體水印和認證的研究則將信息隱藏和數(shù)字水印的載體范圍從數(shù)字圖像等常見載體拓展到了包括三維模型在內(nèi)的新型載體上;載體運算域的數(shù)字信號處理涉及到了載體預處理時所用的具體方法，如空間域或變換域等。2013年IEEE 圖像處理國際會議（IEEE ICIP 2013）的主要研究內(nèi)容包括圖像、音視頻和3-D等多媒體的信息隱藏算法和多媒體特征提取和分析等，這兩類研究內(nèi)容均與載體的選取和預處理有關。最新一屆信息隱藏國際會議（IH2012）的主要研究內(nèi)容包括多媒體安全和其他載體的信息隱藏。我國的第十一屆全國信息隱藏暨多媒體安全學術大會（CIHW2013）中關于信息隱藏算法的研究內(nèi)容也主要集中在非常規(guī)載體的分析和預處理上。
藏文作為信息隱藏領域一種新的信息格式，對其研究主要局限于藏文操作系統(tǒng)、藏文信息技術標準、藏文信息處理等幾個方面[1]，具體內(nèi)容集中在藏文編碼字符集、術語集、拼音輔助集等的建立。
基于載體的秘密通信技術是20世紀90年代中期發(fā)展起來的跨領域的學科，而載體的預處理技術一直是其研究的主要方向。對隱藏載體進行預處理，生成信息隱藏嵌入?yún)^(qū)域是信息隱藏算法中最重要的研究內(nèi)容之一。從上述國內(nèi)外各學術會議中關于信息隱藏的參會論文和研討情況看，各類載體固有特性的研究對預處理技術有著重要的意義，且數(shù)字圖像依然是主要的一類載體，而三維模型將是未來主要研究的一類非常規(guī)載體。下面就對數(shù)字圖像和三維模型兩類載體的預處理技術的研究現(xiàn)狀進行闡述。
1.1 數(shù)字圖像預處理技術研究綜述
基于數(shù)字圖像的信息隱藏技術是信息隱藏學科中重要的技術分支，是目前應用最廣、覆蓋范圍最大的信息隱藏技術手段。在基于數(shù)字圖像的信息隱藏技術研究中，信息隱藏區(qū)域的生成是關系算法性能的重要因素。信息隱藏區(qū)域的生成方法主要包括空間域生成法、變換域生成法以及空間域和變換域聯(lián)合的生成方法。
空間域算法：作為空間域算法中出現(xiàn)最早、操作最簡單且應用最廣泛的算法，基于位平面分解理論的LSB算法可以直接替換的方式隱藏較大的數(shù)據(jù)量，劉紅翼等提出的一種LSB算法具有容量大、運算量小的特點[2];劉文彬等提出的LSB隱寫替換的消息定位方法則可以對此類算法進行檢測[3];而IH2012的論文中，有學者運用假設檢驗理論和含秘載體的奇偶感知特性可有效地檢測LSB算法所隱藏的隱秘信息[4，5]，這些研究為藏文信息隱藏中涉及到關于此類算法的抗檢測性研究提供了新的待改進方向。張焱等提出的像素值排序和趙彥濤等提出的直方圖修改等空間域算法在沿用LSB直接替換的隱藏理念的同時，還提升了魯棒性，因此也被廣泛用于數(shù)字圖像載體預處理[6，7];隨后，楊春芳等提出了針對此類算法的檢測方法[8]，這也為針對此類算法抗檢測性改進的研究提供了重要依據(jù)。此外，上述同類算法中的載體子區(qū)域劃分思想、內(nèi)容自適應思想等也對本項目基于載體結構特性建立空間匹配模型的機制提供了方法學上的有力支持[9-13]。
變換域算法：不同于空間域算法直接對載體的空間特性進行修改，變換域預處理方法以修改載體的頻率參數(shù)來隱藏信息[14]，因此算法的魯棒性比空間域算法好。在此基礎上，唐燕等又對隱秘信息的檢測和恢復進行了研究和改進，實現(xiàn)了幾乎無需原始參量的半盲提取[15]。盡管變換域算法不具備空間域算法容量大、運算量小和易操作等優(yōu)勢，但是變換域中的多小波理論因其同時具有對稱性、短支撐性、二階消失矩和正交性等特性成為了信號處理中有明顯優(yōu)勢且較常用的方法，在前期研究中利用多小波方法將數(shù)字圖像載體分塊后作為嵌入?yún)^(qū)域，提高了算法的魯棒性和不可見性[16，17]，這種方法為在藏文信息隱藏研究中建立基于區(qū)域能量的階梯性分布機制提供了一種研究手段。
混合域算法：較單獨運用一種空間域或變換域生成隱藏區(qū)域并設計信息隱藏算法來看，基于空間域與變換域聯(lián)合的信息隱藏算法可以兼有多種算法的性能優(yōu)勢。在基于空間域和變換域聯(lián)合的信息隱藏算法中，空間域的作用體現(xiàn)在數(shù)據(jù)嵌入的具體操作方面，因為隱藏的實質(zhì)就是在當前環(huán)境下的空間分量上進行數(shù)據(jù)修改，利用邊緣像素值差分（Edged Pixel Value Differencing，EPVD）將載體換算為若干個像素塊，以最大斜角的數(shù)據(jù)修改作為信息隱藏的具體方法[18];利用濕紙碼和基于LSBM的雙層隱寫來對載體進行加1嵌入或減1嵌入[19];另外，國內(nèi)外許多學者利用調(diào)色板理論進行數(shù)據(jù)嵌入[20，21]。而變換域在載體預處理中的主要作用是生成滿足特定需要的信息隱藏環(huán)境（區(qū)域），主要包括變換后的系數(shù)分布以及n階分量子圖等。如對RSV顏色空間的V分量做DCT變換，分塊后作為嵌入?yún)^(qū)域[22];利用視覺顯著點技術確定跟蹤窗（Regions of Interest，ROI），在ROI的DCT系數(shù)上嵌入隱藏信息，并指定某個ROI邊緣地圖脆弱性標識，嵌入到DWT變換后的含密圖像中[23];前期研究中，研究人員利用自適應顏色遷移理論中l(wèi)αβ域?qū)︻伾目刂屏Γ薘GB顏色分量的強相關性，并結合GHM能量分區(qū)隱藏信息，在不可見性、嵌入信息量和魯棒性方面均具有較好的表現(xiàn)[24]。
1.2 三維模型預處理技術研究綜述
潘志庚等將基于三維模型的信息隱藏預處理方法主要分為空間域算法和變換域算法[25]。這也這為藏文信息隱藏研究提供了新的思路和方法。
空間域算法：空間域算法通常具有易嵌入和盲提取的特點，如直接置換載體的幾何信息來隱藏數(shù)據(jù)是三維模型載體信息隱藏最原始、最直接的方法[26]。為改進此類算法的魯棒性，引入仿射不變量是有效的措施，如利用具有連續(xù)解析性的仿射不變量優(yōu)化需要置換的頂點[27]、 將穩(wěn)態(tài)錨點通過三角垂心編碼解析為聚類元素從而嵌入隱秘信息[28]。此外，基于主元分析的算法也有助于改善空間域算法的魯棒性，例如可根據(jù)主元分析（Primary Component Analysis，PCA）來確定模型的關鍵位置作為魯棒區(qū)域，并用網(wǎng)格分割法改進魯棒性和不可見性[29-32]。這類算法也為藏文信息隱藏從載體結構特性進行解析和預處理提供了理論依據(jù)。改進型的空間域算法多針對魯棒性或容量性有所提升，如基于連續(xù)解析性的體積矩的盲算法，改善了之前算法對連通性攻擊的魯棒性[33];通過重排頂點和面片在網(wǎng)格文件中的表示信息，利用表示域內(nèi)的信息進行嵌入使算法具有良好的不可見性和大容量性[34]，但對相似變換以外的攻擊不具有魯棒性。
變換域算法：三維模型預處理的變換域方法大多利用頻譜分析將模型信息參數(shù)化[35]，對參數(shù)進行少量修改后以隱藏信息，其中，基于小波變換的算法可以對規(guī)則和非規(guī)則網(wǎng)格模型進行小波域參量修改以嵌入較多信息[36]。理論上，變換域算法比空間域算法魯棒性強，但由于三維模型頂點的天然無序性和不規(guī)則性，對其進行頻譜分析難度大，導致變換域算法實用性目前較低，因此空間域算法依然是比變換域算法更有實用價值的研究方向[37]。
2 藏文信息隱藏技術研究現(xiàn)狀
目前反映藏文信息處理技術最新進展的文獻較少，綜合以已有的研究成果及相關研究文獻，藏文信息處理可劃分為藏語信息處理和藏字信息處理兩個層次[38，39]。藏語信息處理包括機器翻譯、信息檢索、信息提取、文本校對、文本生成、文本分類、自動摘要以及藏文字識別和語音識別的后處理等等;而藏字信息處理包括操作系統(tǒng)以及編碼字符集、輸入技術、字形描述與生成、存儲、編輯、排版、字頻統(tǒng)計和藏字屬性庫等。這些研究基礎對藏文信息隱藏技術的發(fā)展至關重要，是基于載體預處理的藏文信息隱藏的主要技術來源。鑒于藏文的獨特構造，以及藏文的特點，目前對藏文秘密信息的預處理技術一般指置亂和加密算法的選擇[40]，而置亂使信息變得雜亂無章難以辨認，可以起到加密與改變信息嵌入特性的作用。可用于藏文信息隱藏的置亂算法主要有Arnold變換、幻方矩陣、Gray碼變換、混沌序列等方法[41]。其中，Arnold變換算法簡單且置亂效果顯著，使有意義的數(shù)字圖像變成像白噪聲一樣的無意義圖像，實現(xiàn)了信息的初步加密和信息結構的調(diào)整，在嵌入信息為數(shù)字圖像時可以很好的應用[42]。幻方置亂的思想基于查表思想，基于數(shù)字圖像的幻方置亂可降低幻方置亂階數(shù)或以圖像塊進行置亂，實現(xiàn)置亂效果與系統(tǒng)開銷的平衡[43]。Gray是一種具有反射特性和循環(huán)特性的單步自補碼，它的循環(huán)、單步特性消除了隨機取數(shù)時出現(xiàn)重大誤差的可能，它的反射、自補特性使得求反非常方便[44]。混沌的優(yōu)勢在于對初始條件的極端敏感和軌跡在整個空間上的遍歷性。根據(jù)經(jīng)典的Shannon置亂與擴散的要求，這些獨特的特征使得混沌映射成為信息隱藏嵌入算法的優(yōu)秀候選[45]。上述傳統(tǒng)的置亂算法一般用于正方形圖像處理，而經(jīng)過改進的Arnold算法可直接用于寬高不等的矩形圖像而不必進行正方形擴展[46]，這也將是藏文信息隱藏技術所采用的主要置亂方法之一。
3 藏文信息隱藏技術的研究目標、研究內(nèi)容和要解決的問題
3.1 研究目標
面向藏文安全通信的高性能信息隱藏算法是目前藏文信息隱藏技術的主要目標，包括提出性能出色的、適合藏文通信要求的信息隱藏算法;提出一種具有普適性的高性能信息隱藏嵌入?yún)^(qū)域生成原則和嵌入規(guī)則：
（1） 基于數(shù)字圖像的藏文信息隱藏算法：提出至少兩種基于數(shù)字圖像的藏文信息隱藏算法，算法將同時滿足面向藏文安全的信息隱藏應用所要求的高不可見性（PSNR≥34.90dB）、強魯棒性（抗擊大約69%以下的JPEG2000壓縮、35%以下的剪切及常見濾波與加噪）、大容量性（基于彩色圖像的信息隱藏信息嵌入率≥18%）以及高感知篡改性（檢測隱藏數(shù)據(jù)是否被篡改能力≥95%）。
（2） 基于三維模型的藏文信息隱藏算法：提出至少一種基于三維模型的藏文信息隱藏算法。算法將同時滿足面向藏文安全的信息隱藏應用所要求的高不可見性（RSNR≥69.94dB、En≥70%）、應對一般攻擊的強魯棒性（抗擊大約0.10%隨機加噪、50-times Laplacian平滑、50%均勻重網(wǎng)格化以及均勻簡化等）、大容量性（相對理想的RSNR，嵌入率≥29%）以及低復雜度（根據(jù)載體模型幾何信息量而變化）。
（3） 普適性信息隱藏嵌入?yún)^(qū)域生成原則和嵌入規(guī)則：利用載體圖像能量和復雜度特性，提出基于能量性和復雜度的藏文信息隱藏區(qū)域生成原則和嵌入規(guī)則，將適應于所有對數(shù)字圖像處理后有能量區(qū)別的圖像處理方法，指導設計者利用能量與魯棒性、復雜度與不可見性的對應關系，研究出同時滿足不可見性和魯棒性的信息隱藏算法。
3.2 研究內(nèi)容
（1） 藏文信息隱藏區(qū)域生成原則與規(guī)則研究：數(shù)字圖像信息隱藏技術的研究核心集中在隱藏區(qū)域和嵌入規(guī)則的設計上，藏文信息隱藏算法的設計方法和思路就是在選定藏文信息隱藏區(qū)域以及制定好信息隱藏規(guī)則后，按照一定的順序?qū)烧哌M行合理的組織，所以研究藏文信息隱藏區(qū)域生成原則以及信息隱藏規(guī)則是重點。
（2） 基于數(shù)字圖像的藏文信息隱藏算法研究：隱藏算法是基于數(shù)字圖像的信息隱藏技術的研究核心，需按照嵌入域進行劃分，對基于空間域和基于變換域的信息隱藏算法分別進行研究，提出單獨基于空間域、單獨基于變換域以及兩者聯(lián)合應用的數(shù)字圖像信息隱藏算法。
（3） 基于三維模型的藏文信息隱藏算法研究：首先對三維模型的結構特性和能量特性進行研究，再根據(jù)載體模型的特性找出對應的預處理方法。在研究基于空間域和基于變換域的信息隱藏算法的基礎上，提出改進型的三維模型信息隱藏算法。主要用于提升載體有效嵌入容量和降低載體視覺失真度。
（4） 載體與藏文秘密信息的一致化方法研究：基于上述研究基礎，生成結構和能量差異化子區(qū)域，再將藏文秘密信息按照拼音屬性進行解析生成信息序列。再利用優(yōu)化算法使得預處理后的載體信息和藏文秘密信息的解析編碼獲得最大一致化，從而提高算法性能。
3.3 需解決的關鍵問題
綜合已有的研究，在藏文信息隱藏技術方面，目前需要解決的問題有以下幾個方面：
（1） 信息隱藏區(qū)域與嵌入規(guī)則設計：在具有什么性質(zhì)的區(qū)域內(nèi)應用什么樣的規(guī)則進行藏文信息隱藏才可以解決“不可見性與魯棒性的對立、容量性與抗分析性的對立”問題，是藏文信息隱藏研究領域的關鍵技術之一。需找出隱藏區(qū)域的性質(zhì)與信息隱藏性能的關系，提出面向藏文信息傳輸?shù)男畔㈦[藏區(qū)域選擇的原則與方法;給出在具有具體性質(zhì)的嵌入?yún)^(qū)域中的藏文信息隱藏嵌入規(guī)則的制定原理和方法;提出大量的藏文信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換思想與方法，以提供形式多樣的信息隱藏嵌入規(guī)則。
（2） 數(shù)字圖像載體預處理方法：①多小波理論在載體預處理中的應用。對于數(shù)字圖像經(jīng)過多小波變換后所具有的特殊性質(zhì)，找出多小波變換后數(shù)字圖像所具有的能量特性與基于數(shù)字圖像信息隱藏算法性能之間所遵循的規(guī)律已有學者進行研究。②顏色空間的性能分析與應用選取。RGB、CMYK、lαβ、YUV以及HSx顏色空間，應用方法以及應用各有優(yōu)劣勢。該技術的應用難點在于為顏色空間在藏文信息隱藏的應用提出完備的應用方案，因為這些顏色空間在藏文信息隱藏技術中的應用目前非常少，應用優(yōu)劣還處于實驗驗證階段，沒有理論驗證的支持。
（3） 三維網(wǎng)格模型載體預處理方法：骨架抽取和內(nèi)切球解析技術在藏文信息隱藏算法中的應用。這種方法不涉及頂點數(shù)量及坐標的改變和拓撲關系的修改。難點在于尋找一個理想的仿射不變量作為輔助參數(shù)以彌補算法對縮放攻擊的脆弱性。
（4） 藏文的置亂與遺傳優(yōu)化算法：有的藏文字處理系統(tǒng)把藏文看成是由30個輔音、4個元音、3個上加字、5個下加字共42個藏文字符組成的，而有的則認為由其他數(shù)量的字符組成。基于對藏文中加字對發(fā)音的影響規(guī)律的研究，利用字符與二進制碼的解析規(guī)則和置亂與優(yōu)化技術對信息置亂，達到隱藏信息與載體信息的最大匹配度也是一個技術難點。
4 藏文信息隱藏技術研究的新方法
（1）利用載體圖像能量和復雜度特性，提出基于能量性和復雜度的藏文信息隱藏區(qū)域生成原則和嵌入規(guī)則。高能量與強魯棒、高復雜度與高不可見性的對應關系，從根本上解決藏文信息隱藏算法中不可見性和魯棒性的對立問題，為面向藏文通信安全的信息隱藏算法的設計給出一種普適性方法。
（2）根據(jù)數(shù)字圖像信息隱藏嵌入?yún)^(qū)域的生成原則和嵌入規(guī)則，提出新的、高性能的數(shù)字圖像的藏文信息隱藏算法。算法利用lαβ等顏色空間轉(zhuǎn)換以及多小波對載體圖像進行的處理，生成具有不同能量特性的嵌入?yún)^(qū)域，從頻率域上滿足藏文信息隱藏的應用要求;通過對載體圖像進行顏色遷移、矢量解析以及環(huán)形處理，從數(shù)字圖像的空間結構上滿足藏文信息隱藏的應用要求。
（3）提出滿足三維模型結構特性和能量特性的藏文信息隱藏算法。算法利用局部高度理論和均值偏移理論對載體模型進行預處理，生成具有不同能量特性的嵌入?yún)^(qū)域，從頻域上滿足信息隱藏的應用要求;通過對載體圖像進行骨架抽取、內(nèi)切球解析，從空間結構上滿足藏文信息隱藏的應用要求。
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關鍵詞：電子信息;創(chuàng)新能力;實驗實踐;教學改革
21世紀是以信息科學為關鍵技術的知識經(jīng)濟時代，信息產(chǎn)業(yè)是我國重點發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，而電子信息工程專業(yè)是培養(yǎng)電子信息技術高級技術人才的主要專業(yè)之一[1][2]。地方性院校在電子信息專業(yè)人才培養(yǎng)方式上，既不同于清華大學等一流大學，也不同于深圳職業(yè)技術學院等國內(nèi)一些優(yōu)秀的職業(yè)技術學院，如何在缺乏政策、資金、地域優(yōu)勢，教學手段相對落后的情況下，構建面向區(qū)域經(jīng)濟、行業(yè)經(jīng)濟的應用型、工程型人才培養(yǎng)體系是急需研究的問題。本文針對地方院校電子信息工程的一般性特點，探討了實驗、實踐教學環(huán)節(jié)改革在電子信息專業(yè)教學中的重要作用，培養(yǎng)學生成為具有扎實的專業(yè)理論基礎、并有較強的工程實踐能力及創(chuàng)新精神的、在某一專業(yè)方向具有技能專長的應用型和工程型技術人才。
一、課程設置保基礎、重實踐、強能力
如何培養(yǎng)當今社會所需要的工程應用型人才、工程教育如何適應市場經(jīng)濟發(fā)展及地方與行業(yè)的需要，如何建立適應區(qū)域經(jīng)濟需求的專業(yè)方向，課程的設置是解決這些問題的落腳點。地方院校電子信息專業(yè)在課程設置上應遵循：保基礎、重實踐、強能力，面向工程應用的原則。
課程設置主要有：基礎課程群、專業(yè)基礎課程群、專業(yè)必修課程群以及專業(yè)選修課程群。專業(yè)基礎課程力求保證學生具有較扎實的電子學科系統(tǒng)的基礎理論和知識；專業(yè)必修課程使學生在電路系統(tǒng)、軟件技術、信息處理、網(wǎng)絡與通信等幾個方面受到基本的、規(guī)范的專業(yè)教育；專業(yè)選修課課群則根據(jù)技術經(jīng)濟發(fā)展不斷優(yōu)化、更新，使學生能夠了解和跟蹤先進的電子信息技術。實踐教學環(huán)節(jié)改革旨在培養(yǎng)學生工程觀、系統(tǒng)觀、強化綜合實踐能力，使能從事電子與信息系統(tǒng)的設計、開發(fā)、應用。
二、建立適應時展和適應區(qū)域經(jīng)濟需求的實踐教學體系
工科類專業(yè)的核心是要培養(yǎng)學生的實踐能力、創(chuàng)新能力和工程素養(yǎng)[3][4][5]。要達到這個目標就必須大力加強實踐教學，建立多層次、多類型的實踐教學體系。建設開放性實踐教學環(huán)節(jié)，主要通過增加開放性、綜合性、設計性、創(chuàng)新性實驗，進行多學科綜合課程設計，面向工程實際的畢業(yè)設計(論文)，開展豐富的大學生課外科技活動等培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的實際能力，逐步培養(yǎng)創(chuàng)新精神和工程設計能力。
1.學科實驗課
實驗教學在高等工科教育中占有非常重要的地位，它不僅是對理論教學的論證、補充，更是培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際，增強動手能力和創(chuàng)新能力的重要手段。現(xiàn)在的綜合實驗臺，雖提高了實驗效率，但學生的失去了動手參與的機會，這樣的實驗激發(fā)不了學生的興趣，更談不上有什么創(chuàng)新性。實踐教學改革目標要求在實驗課中減少驗證性實驗項目，增加綜合性和設計性實驗項目。實際教學中在單片機應用、電子線路、C++編程等課程要求設計性、開發(fā)性試驗或編程題目達到80％以上，并要求每學生每門課程至少提出一個創(chuàng)新性題目，并進行方案設計，實驗室提供相應制作條件并計入學科成績，這對促進學生的積極性，加強工程實踐能力培養(yǎng)起到積極作用。
2.綜合課程設計
課程設計是實踐教學環(huán)節(jié)中非常重要的一個部分，學習某一專業(yè)學科基本分析、計算、設計方法的過程。但是縱觀現(xiàn)階段電子技術發(fā)展，電子系統(tǒng)越來越復雜，硬軟件結合緊密，學科知識綜合交叉，僅用一門學科知識很難完成實用性的設計；因此有必要對專業(yè)基礎課、必修課進行分門別類，組合成群，進行綜合性課程設計，才能加強課程設計的全面性、有效性。實際教學中我們把電子信息專業(yè)基礎平臺組成四個課群，開展四項綜合課設，促使學生綜合運用所學知識，了解各個學科相互聯(lián)系，理解電子系統(tǒng)的組，建立了系統(tǒng)工程觀念。
（1） 電子技術綜合課程設計。電子技術基礎包括模擬電子和數(shù)字電子技術和通信電子技術，是電子信息技術類專業(yè)的重要專業(yè)基礎課，通過模擬、數(shù)字、數(shù)模混合電路的綜合設計，通過使用開發(fā)板、計算機仿真、實際制作相結合的手段，進一步使學生掌握、融合電子線路基本理論、方法。綜合性的電子技術課程設計題目主要有：數(shù)顯溫度計、電壓表、電流表的設計、超聲波測距系統(tǒng)的設計、簡易數(shù)字存儲示波器設計、數(shù)調(diào)信號發(fā)生器、數(shù)字頻率計、數(shù)碼功率放大器等等。
(2)單片機及應用課程設計。單片機在電子系統(tǒng)中的應用極為廣泛，其難度適中、應用開發(fā)成本低，設計過程具有創(chuàng)造性，與其他學科結合緊密，特別適于地方院校電子信息專業(yè)學生學習和應用。在完成電子技術基礎、通信線路、單片機、傳感檢測等課程后，學生已具備了較多的電子方面的知識，選擇一個與單片機應用相關的項目，設計出進而完成一個實際產(chǎn)品的設計，可培養(yǎng)學生的電子系統(tǒng)觀、工程意識，使課程設計更接近實際產(chǎn)品設計。采用的單片機以51為主，兼顧其他如6805系列，PIC單片機、AVR單片機、MSP430單片機等。電子信息專業(yè)中，信號處理課程是主要的專業(yè)課程（包括數(shù)字信號處理、數(shù)字圖像處理、語音信號處理等），但是由于課程的概念比較抽象，許多理論是基于較為繁瑣的數(shù)學理論和數(shù)學推導，容易使學生感到乏味很難與實際結合起來，達不到預期的效果。考慮實際硬件制作的難度和成本，根據(jù)我校學生的實際情況，主要采用軟件Matlab等進行仿真的方法進行課程設計。本課程的教學重點并不在于提高學生的軟件編程能力，而是要求學生掌握信號處理課程的基本概念、基本方法和基本技能及基本應用。因此，我們采用仿真軟件來滿足“信號處理”課的教學的需要。如： FIR數(shù)字濾波器的設計、數(shù)字圖像處理算法、語音信號的編碼、合成、識別等都可通過Matlab仿真實現(xiàn)。
（3）應用軟件編程的課程設計。電子信息專業(yè)軟件類課程有基礎層次的《面向?qū)ο蟪绦蛟O計》、《軟件技術基礎》、《數(shù)據(jù)庫原理》和專業(yè)選修課《C++與可視化程序設計》、《JAVA語言》等課程。眾所周知，計算機語言系列的課程是實踐性非常強，為此在綜合設計中突出實用性，需用所學的一門以上的語言對一些小型項目進行模擬開發(fā)，目的在于訓練學生綜合應用所學程序設計知識，獨立完成項目設計問題、加深軟件系統(tǒng)理解，提高編程水平，實際教學中題目主要包括：信息管理系統(tǒng)設計、可視化工控程序設計、開發(fā)網(wǎng)絡小游戲、網(wǎng)頁制作等。
3． 畢業(yè)設計
畢業(yè)設計是培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、綜合分析解決實際問題能力的重要實踐教學環(huán)節(jié)，是對學生在校四年學業(yè)中的基礎理論知識、運用工具知識、實際動手能力、知識創(chuàng)新等綜合知識能力的綜合訓練，對培養(yǎng)工程實踐能力具有重要意義。對此，畢業(yè)設計的選題要盡量來源于生產(chǎn)實踐實際和科研課題，做到“真題真做”。實際課題有助于學生主動學習，激勵學生的獨創(chuàng)精神，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。此外為調(diào)動了學生學習的積極性和創(chuàng)造性，鼓勵學生根據(jù)自己的就業(yè)意向、興趣、社會需求自擬畢業(yè)設計課題。面向工程實踐畢業(yè)設計題目類型主要有：①硬件設計部分，以各類單片機為主的系統(tǒng)設計；以DSP為主的信號處理硬件設計；儀器儀表信號采集處理的電路設計，通信系統(tǒng)設計等，智能建筑弱電系統(tǒng)設計；面向工控的PLC應用系統(tǒng)設計等。②軟件部分：管理數(shù)據(jù)庫設計；網(wǎng)絡通信編程；基于Vis）ual C++的工控軟件、組太設計；語音、數(shù)字圖像處理與仿真；此外畢業(yè)設計嚴格做到一人一體，要求使用當前先進理論和技術，選擇流行的硬件芯片、軟件和開發(fā)工具，是畢業(yè)設計過程與企業(yè)人才需求接軌。
三、豐富大學生課外活動、組織學生參加各級各類電子競賽
建立學生創(chuàng)新中心，參加電子設計競賽。為了豐富大學生生活，增強學生實踐能力，我們由專業(yè)教師組建了大學生創(chuàng)新中心，還邀請企業(yè)的工程師作為兼職輔導老師，我院地處河北，緊鄰京津，創(chuàng)新中心根據(jù)這一區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和技術要求，設立了不同的產(chǎn)品設計和研究課題學生還可以根據(jù)自己的興趣、愛好進行一些小制作、小發(fā)明。我們還積極開展第二課堂活動，激發(fā)學生興趣，積極參加全國、全省的電子設計競賽，學校和院系也可以經(jīng)常組織一些中小型的競賽活動，如、無線電通訊比賽、網(wǎng)絡設計比賽、網(wǎng)頁制作等。
定期進行專題講座。定期開展學術講座，內(nèi)容涉及到《智能信息處理》、《高速DSP技術及其應用》、《ARM嵌入式系統(tǒng)設計》、《無線通信系統(tǒng)開發(fā)》、《虛擬儀器及其應用》、《電子設計自動化》等技術，使學生普遍獲得了較大的信息量，更加深人地了解了電子信息技術。
建立健全校外實踐基地，加強產(chǎn)學研合作。高素質(zhì)人才的培養(yǎng)離不開優(yōu)越的條件和優(yōu)良的環(huán)境，在完善基礎實驗設施的基礎上，建立健全校外實踐基地，建立與企業(yè)和科研單位的廣泛的聯(lián)系，共同承擔人才培養(yǎng)、有計劃地組織參學生參觀、實習和生產(chǎn)勞動，擴大學生的視野，增加他們與社會接觸的機會，了解科學技術的最新發(fā)展動態(tài)。
作者單位：河北建筑工程學院
參考文獻:
[1]陳小虎，劉化君，朱曉春等.電氣信息與電子信息類應用型人才培養(yǎng)體系的創(chuàng)新與實踐[J] .中國大學教育，2006，(4)：55-56.
(1)召開學生座談會，征集畢業(yè)年級學生及畢業(yè)后走上工作崗位學生對“方案”的修訂意見，了解學生自身需求。堅持以學生的學為中心，處理好教與學的關系。(2)邀請用人單位參與“方案”的修訂。了解行業(yè)最新發(fā)展動態(tài)，邀請用人單位參與修訂論證，充分考慮行業(yè)對專業(yè)人才的要求，尤其是行業(yè)協(xié)會制定的人才質(zhì)量標準。(3)參照執(zhí)行教育部的專業(yè)規(guī)范標準，確保專業(yè)完整性。
2德、智、體、美全面發(fā)展，處理好
通識教育與專業(yè)教育的關系本著“通識教育為體，專業(yè)教育為用”的思想，通識素質(zhì)類教育貫穿始終，德育工作與通識類課程考核結合，學術講座日常化，引進并開設高質(zhì)量的藝術類通識教育課程。針對全國各地生源基礎教育水平差異，對外語、數(shù)學、計算機課程進行分級教學。專業(yè)教育逐步向產(chǎn)學研合作的模式靠近，專業(yè)課程開設以業(yè)界需求為主導，鼓勵與業(yè)界建立長期、穩(wěn)定、互動的合作關系，鼓勵“方案”的部分課程以合作教育的形式開展，包括合作辦學、合作育人、合作就業(yè)、合作發(fā)展等。
3大力開展第二課堂教育，“方案”
反映培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識的要求設置6學分區(qū)間，給予參加學科競賽、參與教師教、科研課題研究，參加人文、社會科學、自然科技、軍事、歷史、藝術類通識課程修讀，開展創(chuàng)業(yè)，參加職業(yè)資格認證考試、英語四、六級考試，參加計算機等級考試等學生的學分獎勵，該模塊是學生畢業(yè)必要條件之一。
4改革實踐教學模式，加強實踐教學環(huán)節(jié)，處理好理論教學與實踐教學的關系
按照《普通高等學校本科教學工作合格評估方案》，工科實踐教學比例占總學分不低于25%。根據(jù)校企合作的實際情況，改革實踐教學模式，靈活多樣，畢業(yè)實習以集中統(tǒng)一安排為主。重點讓學生體驗基層行業(yè)工人的工作過程，磨練意志，為走上工作崗位打下良好的基礎。提倡學生的畢業(yè)論文(設計)以參與教師的教、科研課題的形式完成。重視課程設計。
5合理安排第四學年教學工作
根據(jù)學生職業(yè)發(fā)展需求“，方案”要考慮考取研究生深造和就業(yè)兩種需求，1-10周集中安排課程，剩余時間安排畢業(yè)實習、畢業(yè)論文(設計)、準備研究生考試，確保教學秩序。
6教學計劃統(tǒng)一性與靈活性相結合
隨時關注行業(yè)發(fā)展需求，建立專業(yè)與行業(yè)信息交流機制，將行業(yè)發(fā)展最新的信息整合為課程資源，通過短課時的課程、講座等形式開設，同時必須堅持“方案”的執(zhí)行穩(wěn)定性。
7分方向培養(yǎng)
在電子技術和信息系統(tǒng)的理論基礎上，從第三學年開始分方向培養(yǎng)：嵌入式集成電路、信號與信息處理兩個方向。嵌入式集成電路方向主要課程：嵌入式系統(tǒng)原理與應用、嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式微控制器應用、嵌入式Linux設備驅(qū)動開發(fā);信號與信息處理方向主要課程：信息論基礎、數(shù)字圖像處理、DSP技術與應用、信息與網(wǎng)絡安全。同時設置多門其他方向的選修課：通信工程、物聯(lián)網(wǎng)工程、計算機網(wǎng)絡、軟件工程等。
8小結
