第一章是图像处理的概论;第2至4章是图像处理的基础部分,包括图像处理技术的一些基本概念、图像的基本运算以及图像的变换技术基础;第5至7章是图像处理的技术部分,包括图像增强、图像复原以及图像分割的部分,这部分是图像处理的核心技术部分;第8至11章是图像处理技术的高级处理分不分,包括彩色图像的处理、数学形态学方法、图像压缩技术以及图像的小波变换处理技术; 第12章是图像处理的实例分析。
本书的特色是基础详实、实例丰富、知识点循序渐进、实现代码齐全、实用性强。既能满足基础知识的详尽易懂需要,也能满足工程实践的需要。
数字图像处理原理与实现方法
全红艳 曹桂涛 编著
随着网络及多媒体技术迅猛发展,数字图像处理技术的研究显得特别重要,该技术已经被广泛应用于生物医学、公安、办公自动化、航天航空等领域。本书是在作者多年的图像处理研究和实践基础上编著而成,主要讲述了数字图像处理的基本概念、方法、原理及应用,叙述过程中始终不脱离实践这个主题,真正做到了理论与实践并举,为培养读者的创新意识和提高读者的实践能力奠定了坚实的基础。
本书特点
理论与实践相结合,使算法理解与应用相得益彰。代码丰富,知识点讲述深入浅出;既适用于理论教学,也适用于工程开发与设计。
OpenCV、Matlab以及C++的CDib类三种实现方法,应用领域广、实用性强。
注重图像处理的实例讨论与比较,有助于读者深刻理解图像算法,并巩固所学技能。
配有丰富的习题,便于读者对知识点的掌握。
当今是知识爆炸的时代,网络及多媒体技术发展迅猛。在海量技术以突飞猛进的速度不断发展的过程中,数字图像处理技术的研究显得特别重要。数字图像处理技术已经被广泛应用于生物医学、公安、办公自动化、航天航空及网络应用,因此有必要扎实地学习和掌握数字图像处理的技术,并将其应用于实践中。
数字图像处理是面向实际应用的一门课程,因此对于该门课程的教学要采用理论与实践相结合的方法。目前数字图像处理的多数教材以讲解理论知识为主,这样的内容很难使学生充分理解图像处理的基础理论知识,因此不能达到很好应用的目的。本着提升新世纪学生的创新意识,并不断提高学生实践能力的目的,我们编写了本书。
在编写过程中我们一方面将深奥的图像处理理论知识尽量讲解得浅显易懂,另一方面融入了实践的内容,包括各个知识点的算法实现方法。
具体来说,本书的特点包括以下几个方面:
1)对于读者,零知识起点。没有学习过图形学及算法设计的学生也可以循序渐进地掌握数字图像处理的技能。
2)对于图像处理原理的讲解深入浅出。将复杂的图像处理原理阐述得浅显易懂,便于计算机类、电子类以及其他各类人员学习掌握。
3)对于图像处理的算法,采用不同方法予以实现。对于图像处理的算法,本书分别采用常用的Matlab、OpenCV以及C++的CDib类方法予以实现,以便满足各类工程技术人员的需要。
4)注重图像处理的实例讨论与比较。为了深入理解图像处理的算法,采用图像处理的实例分析方法进行讲解,这样可以使学生扎实地掌握图像处理的算法及理论知识。
5)基础知识讲解与例题相结合,循序渐进。采用例题分析方法,给出理论知识应用的实例,讲解所阐述知识点的使用方法。
6)配有一定量的习题,供学生练习。多数章节给出了习题,便于学生对知识点的巩固。
本书在编写过程中参考了大量图像处理方面的书籍、资料和网站,在书后我们只列出了主要参考文献,对未列出的参考文献的作者在此一并表示感谢。鉴于作者的经验及知识理解有限,编写过程中出现错误在所难免,敬请各位读者不吝指正,我们会将读者的反馈作为进一步提高质量的动力。
编者
2013年盛夏于上海
计算机\图形图像
随着网络及媒体技术迅猛发展,数字图像处理技术的研究显得特别重要。数字图像处理技术已经被广泛应用于生物医学、公安、办公自动化、航天航空等众多领域。本书是在作者多年图像处理的研究和实践基础上编著而成,主要讲述了数字图像处理的基本概念、方法、原理及应用,叙述过程中始终不脱离实践这个主题,真正做到了理论与实践并举,为提升读者的创新意识和实践能力奠定了坚实的基础。
本书特色
理论与实践相结合,使算法理解与应用相得益彰。
适用于理论教学,知识点讲述深入浅出,便于理解和掌握。
也适用于工程开发与设计,代码丰富,有利于指导工程实践。
Opencv,Matlab以及C++三种实现方法,应用领域广、实用性强。
丰富的实例,有助于深刻理解图像算法,并巩固所学技能。
既适用于本科、研究生的教学与科研,也适用于工程技术人员参考。
全红艳:暂无
曹桂涛:暂无
前言
教学建议
第1章概论
11基本概念
111数字图像
112数字图像处理
12数字图像处理技术的发展及应用
13数字图像处理的主要方法
14数字图像处理系统的构成
第2章数字图像基础
21图像的采样和量化
211图像的采样
212图像的量化
22图像的表示及实例
221图像表示
222图像类型及实例
23影响数字图像质量的因素
231空间分辨率
232强度等级分辨率
233对比度
234清晰度
24人眼结构与视觉特性
241人眼结构
242人眼视觉特性
25常见的图像格式
251JPEG
252GIF
253TIFF
254PCX
255BMP
26图像处理的编程基础
261Matlab方法
262OpenCV方法
263CDib类方法
264图像的基本操作
习题
第3章图像的基本运算
31代数运算
311加运算
312减运算
313乘运算
314除运算
32逻辑运算
321与运算
322或运算
323补运算
33几何变换
331平移变换
332镜像变换
333旋转变换
34图像的缩放
341图像的缩小
342图像的放大
35插值运算
351前向映射法和后向映射法
352灰度重采样
353常用的插值法
36图像缩放及插值运算的实现方法
361图像缩放功能的Matlab实现方法
362前向映射法实现缩放功能
363后向映射法实现缩放功能
37图像的控制点变换与图像的变形处理
371三角形区域的变换方法
372四边形区域的变换方法
习题
第4章频域处理基础
41时域与频域表示
42傅里叶变换
421连续傅里叶变换
422离散傅里叶变换
43快速傅里叶变换
44傅里叶变换的性质
45利用傅里叶变换进行图像处理
451图像傅里叶变换
452图像傅里叶变换的实现方法
46离散余弦变换及实现方法
461离散余弦变换
462离散余弦变换的实现方法
习题
第5章空域点处理方法
51点运算
511点运算基础
512点运算的实现方法
52直方图处理
521直方图处理基础
522直方图处理的实现方法
53伪彩色处理
531伪彩色处理基础
532伪彩色处理的实现方法
习题
第6章图像增强
61空域的平滑与锐化
611邻域操作
612空域的平滑技术
613空域的锐化技术
614平滑与锐化相结合的滤波技术
62频域的平滑与锐化
621数字图像的频域处理基础
622低通滤波器与图像的平滑处理
623高通滤波器与图像的锐化处理
习题
第7章图像复原
71图像复原基础
72图像退化与数学模型
73典型的图像复原方法
74退化函数估计方法
741图像观察估计法
742试验估计法
743模型估计法
75逆滤波复原及其实现方法
751逆滤波复原基础
752逆滤波复原的实现
76维纳滤波复原及其实现方法
761维纳滤波复原基础
762维纳滤波复原的实现方法
77噪声模型
78空域滤波复原
781均值滤波器
782统计滤波器
783自适应滤波器
习题
第8章图像分割
81图像分割基础
811图像分割的概念
812图像分割的基本方法
813图像分割系统的构成
82非连续性检测
821孤立点的检测
822线的检测
823边缘检测
83边缘连接
831局部处理方法
832Hough变换及实现方法
84阈值分割法
841单阈值分割与多阈值分割
842均值迭代阈值分割法
843最大类间方差分割法
844常见的多阈值分割法
85基于区域的分割方法
851区域生长算法
852区域分裂合并算法
86基于能量的分割方法
861主动轮廓模型
862主动轮廓线演化的实例
863主动轮廓分割方法的实现
864水平集方法
习题
第9章彩色图像处理
91色彩模型基础
911RGB色彩模型
912CMY色彩模型
913HSV与HSI色彩模型
914各种色彩空间之间的转换
92RGB彩色图像的处理
93彩色图像处理
931彩色图像平滑
932彩色图像锐化
933彩色图像分割
934彩色图像的边缘提取
94假彩色图像处理
95彩色图像处理的实现方法
习题
第10章数学形态学方法
101集合论基础知识
1011元素和集合
1012平移和反射
1013结构元
102形态学基本运算
1021腐蚀
1022膨胀
1023开运算
1024闭运算
103形态学基本运算的实现
104利用形态学处理图像
1041利用形态学算子处理图像
1042形态学图像处理的实现方法
习题
第11章图像压缩
111图像压缩技术基础
1111编码与解码
1112图像压缩的必要性和可能性
1113信源编码
1114性能指标
112无损压缩编码
1121哈夫曼编码
1122香农范诺编码
1123游程编码
1124无损预测编码
1125算术编码
习题
第12章小波变换
121小波变换概述
122小波变换基础
1221小波变换的定义
1222小波变换的性质
1223常用的基本小波
123连续小波变换和离散小波变换
1231连续小波变换
1232离散小波变换及实例
124多分辨率分析
125小波变换的应用
126小波变换的实现
习题
第13章图像处理实例
131动画中人脸变形实例
132医学图像增强应用实例
主要参考文献