摘 要：学生创新思维的培养一直是教学实践改革的重点和难点。本文以数字图像处理的直方图图像增强知识点为引导，简要论述了培养学生创新思维的具体途径，即注重培养学生学习兴趣和学生自主学习的能力，最后通过构建基于Matlab GUI的灰度图像直方图增强演示系统来具体说明提升学生学习兴趣及学生自主学习动力的措施。
　　关键词：图像处理；Matlab；创新思维
　　中图分类号：TP391
　　创新思维是指特有的个性思维创造能力，创新包含更新、创造、改变三层含义。创新思维的本质在于将创新意识的感性愿望提升到理性的探索上，实现创新活动由感性认识到理性思考的飞跃[1]。近些年来，我校为深入贯彻落实《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》（教高〔2012〕4号）精神，紧紧围绕学校应用型人才培养这一根本任务和学校转型发展这一中心工作，进一步推动学校教育教学综合改革，努力提升应用型本科人才培养质量。在这个办学宗旨指导下，我校计算机科学学院修订了本科教学课程大纲，将数字图像处理课程纳入到本科课程大纲。数字图像处理课程是信息工程、电子技术、通讯工程、信号处理、模式识别、生物医学、计算机科学与技术等领域中高速发展的综合性学科分支[2]。随着全球数字信息化的快速发展和广泛应用，数字图像处理逐渐成为与国计民生密切相关的应用学科技术，并进一步推动了社会的进步和发展[3][4]。
　　1 培养创新思维
　　数字图像处理课程相关的数学理论抽象，算法难度偏大，给教师教学和学生学习造成了很大的困难。因此，在实践教学的过程中，为了培养学生的创新思维，提升本科人才培养的要求，教师应该注重以下两个方面的内容。
　　1.1 培养学生的学习兴趣，增强主体意识。
　　学习兴趣是培养创新思维的源动力。学生只要对学习内容产生了好奇，就会自己主动地去查找相关资料，主动请教老师和同学。因此，教师要多学习一些教育理论和心理学方面的知识，并且要认真研究相关教材和资料，根据学生的具体情况，尝试多种教学方法，努力增强学生的学习动力，培养学生对应用问题的浓厚兴趣。同时，教师还要采用合适的应用案例，养成学生独立思考的习惯，培养学生解决实际应用问题的能力。对于数字图像处理这门课程的特点，教师要布置大量上机操作训练，让学生体验图像处理的乐趣。以直方图增强知识点为例，一幅视觉效果很差的图像，其灰度直方图都集中在很窄的一段区间内，为了增强该图像的对比度，提高图像的视觉效果，就需要采用一种图像增强方法。为了使学生产生对图像增强的兴趣，可以直接调用Matlab图像处理工具箱的histeq函数，得到增强后的图像，该图像与原图像相比，视觉效果得到了很大的提升，这样就可以使学生对直方图均衡化图像增强方法产生兴趣。教师在这种情况下，可以尝试让学生自己编写函数来实现histeq函数的功能。
　　1.2 培养学生自主学习的能力
　　自主学习是指学生自己为学习主体、教师为客体，学生通过独立分析、探索及实践方式来进行学习知识的过程。教师要要充分调动学生的主动性和积极性，使得学生以自身为主体，自主选择学习方法，制定学习计划，查找学习资料，最终实现对知识的掌握。以数字图像处理的直方图知识点为例，首先应该引导学生对直方图的概念有所认识，在此基础上，进一步认识直方图在图像处理中的基本概念，这个过程需要学生对教材的知识进行系统的掌握，并且要结合其它的相关资料，然后根据教材上关于直方图的数学公式，利用Matlab软件仿真出一幅图像的直方图分布，最后需要将得出的仿真图片和利用Matlab图像处理工具箱的imhist函数得到的直方图分布图片进行比较，观察图像曲线是否一致来检测自己编写的程序是否正确。
　　2 基于Matlab GUI的灰度图像直方图增强
　　2.1 Matlab GUI简介
　　图形用户界面（Graphical User Interfaces，GUI）是提供人机交互的工具和方法。Matlab图像用户界面开发环境提供了一系列创建用户图形界面的工具。这些工具极大地方便了GUI程序的设计和生成过程，并可以利用GUIDE完成两点基本任务。
　　2.2 基于Matlab GUI的图像直方图增强系统的构建
　　本仿真系统采用在win7下的Matlab R2009a平台上，利用Matlab软件的GUIDE功能创建。系统的界面如图1所示，菜单功能项如图2所示。
　　其中，文件菜单选项有三个菜单子项，分别实现图像的“打开”、“关闭”和“保存”，图像增强菜单选项有一个菜单子项，实现图像的“直方图增强”，直方图菜单有两个菜单子项“原直方图”和“增强后图像直方图”，分别在指定窗口显示原图像的直方图分布和直方图增强后图像的直方图分布。基于Matlab GUI的图像直方图增强系统能够有效地显示原图像和增强后图像的视觉效果和图像灰度分布对比，能够激发同学们对直方图增强原理的兴趣，从而独立自主地去分析、探索及实践图像增强的原理。
　　3 结束语
　　如何培养学生的创新思维，使之适应当今社会发展的需要一直是计算机教育机构在努力探索的问题。本文以数字图像处理课程的图像增强知识点为案例，简要阐述了如何利用实际应用知识来激发学生的学习兴趣，使之养成良好的自主学习能力的问题，最后通过构造一个簡单的图像增强应用系统来激发学生对数字图像课程的学习兴趣，从而增强了学生运用实际知识来解决问题的能力。
　　参考文献：
　　[1]姚本先.大学生心理健康教育[M].合肥：安徽大学出版社，2012.
　　[2]冈萨雷斯，阮秋琦.数字图像处理（Matlab版）[M]，北京：电子工业出版社，2011.
　　[3]胡伏原，王俭.《数字图像处理》教学改革探索[J].中国科技信，2009（14）：248-249.
　　[4]曹玉东，王冬霞，周军.数字图像处理课程教学改革与探索[J].辽宁工业大学学报（社会科学版），2013（15）：129-131.
　　作者简介：黄果（1980-），男，副教授，博士，研究方向：数字图像处理与分析、分数阶微积分。
　　作者单位：乐山师范学院智能信息处理及应用实验室，四川乐山 614000；乐山师范学院物电学院，四川乐山 614000
　　基金项目：乐山师范学院教育教学改革研究项目（项目编号：JG13-ZF15，JG13-ZF23）资助项目。