數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)與實(shí)踐
定 價(jià):36 元
叢書名:21世紀(jì)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)用系列教材
- 作者:孫忠貴
- 出版時(shí)間:2024/12/1
- ISBN:9787302697565
- 出 版 社:清華大學(xué)出版社
- 中圖法分類:TN911.73
- 頁(yè)碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
本書主要介紹數(shù)字圖像處理的基本內(nèi)容及相應(yīng)的MATLAB程序?qū)崿F(xiàn)。主要內(nèi)容包括圖像的基本操作、圖像的基本運(yùn)算、圖像變換、圖像的形態(tài)學(xué)操作、圖像增強(qiáng)、圖像去噪、圖像分割等。在內(nèi)容組織上注重理論與實(shí)踐的相輔相成,一方面通過(guò)對(duì)理論內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)明扼要的介紹,使讀者能夠順利進(jìn)入實(shí)踐環(huán)節(jié);另一方面通過(guò)實(shí)踐操作使讀者進(jìn)一步理解并掌握相關(guān)內(nèi)容的理論本質(zhì)。為滿足不同讀者的學(xué)習(xí)需求和開發(fā)習(xí)慣,本書采用雙語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)方案。主體內(nèi)容以MATLAB編程實(shí)現(xiàn),附錄提供Python環(huán)境配置指南,并在配套電子資源中同步提供本書示例程序的雙版本代碼(MATLAB+Python)。本書可供高等學(xué)校數(shù)字圖像處理及相關(guān)課程的專科生、本科生和研究生作為教材使用,也可作為相關(guān)科研人員、工程技術(shù)人員的參考讀物。
本書主要介紹數(shù)字圖像處理的基本內(nèi)容及相應(yīng)的MATLAB程序?qū)崿F(xiàn),適合作為高等院校數(shù)字圖像處理及相關(guān)課程的本科生和研究生教材,同時(shí)也可供相關(guān)科研人員、工程技術(shù)人員參考
第二版前言
隨著信息技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字圖像在諸多領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用,數(shù)字圖像處理的相關(guān)學(xué)習(xí)也受到了越來(lái)越多的關(guān)注。數(shù)字圖像處理已成為理工類諸多專業(yè)?粕、本科生和研究生的一門重要課程。
關(guān)于數(shù)字圖像處理的學(xué)習(xí)既涉及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚摶A(chǔ),又需要熟練的編程技能,將二者在知識(shí)體系上密切結(jié)合并相輔相成是本書寫作的主要?jiǎng)訖C(jī)。圍繞這一動(dòng)機(jī),本書在內(nèi)容上采用了“理論+實(shí)踐+實(shí)驗(yàn)”的呈現(xiàn)形式。其中理論知識(shí)涵蓋數(shù)字圖像處理的常見基礎(chǔ)內(nèi)容,包括圖像的基本操作、圖像的基本運(yùn)算、圖像變換、形態(tài)學(xué)操作、圖像增強(qiáng)、圖像去噪、圖像分割等。本書在介紹這些知識(shí)的過(guò)程中嵌入了必要的程序示例,力求使讀者通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐領(lǐng)悟其理論本質(zhì),同時(shí)也掌握相應(yīng)的編程技能。各章最后的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),在編寫上注意了實(shí)用性、趣味性及啟發(fā)性。相信通過(guò)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告,能夠進(jìn)一步激發(fā)讀者對(duì)圖像處理的學(xué)習(xí)興趣及研究熱情。書中涉及的部分圖片、代碼及其他參考資料等可以在清華大學(xué)出版社官網(wǎng)下載,讀者也可通過(guò)掃描封底二維碼下載。
本書優(yōu)質(zhì)版自2016年11月發(fā)行以來(lái),多次重印,并得到來(lái)自社會(huì)讀者及多所院校師生的積極反饋。這些寶貴建議與筆者在課堂教學(xué)及研究生培養(yǎng)中的實(shí)踐積累,共同促成了此次修訂再版。本書第二版完全保持了優(yōu)質(zhì)版的框架和體系,但在以下幾方面作了進(jìn)一步的修改和完善。首先,在每節(jié)后面增加了擴(kuò)展閱讀欄目,著重介紹與該節(jié)知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的歷史經(jīng)緯、關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)等,是章節(jié)知識(shí)的有益補(bǔ)充。其次,課后實(shí)驗(yàn)題目得到進(jìn)一步豐富。再次,考慮到近年來(lái)Python語(yǔ)言在計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的廣泛使用,為滿足不同讀者的學(xué)習(xí)需求和開發(fā)習(xí)慣,本版采用雙語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)方案。在主體內(nèi)容繼續(xù)采用MATLAB編程實(shí)現(xiàn)的同時(shí),附錄部分提供了本書的Python環(huán)境配置說(shuō)明,并在配套電子資源中同步提供書中示例程序的雙版本代碼(MATLAB+Python)。最后,優(yōu)質(zhì)版中一些文字上的錯(cuò)誤及不妥之處也得到了糾正。所有這些變動(dòng)的目的是使本書更加容易理解,更加容易激發(fā)讀者對(duì)數(shù)字圖像處理的學(xué)習(xí)興趣和啟發(fā)性思考,從而讓更多讀者從中受益。能否達(dá)到這一目標(biāo),有待于實(shí)踐的檢驗(yàn)。
本書的編寫工作得到山東省自然科學(xué)(ZR2024MF143,ZR2020MF040)和山東省重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)經(jīng)費(fèi)的資助。全書的完成,參考和引用了大量同行的研究成果,在此向原作者表示衷心感謝。同時(shí),本書寫作過(guò)程還受到諸多文獻(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)資源等的啟發(fā),書中引用不完全之處,懇請(qǐng)各位學(xué)者見諒。
由于編者水平所限,書中難免出現(xiàn)不當(dāng)之處,敬請(qǐng)各位讀者及同行批評(píng)指正。
編者2025年5月
優(yōu)質(zhì)版前言
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及信息技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字圖像在諸多領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用,數(shù)字圖像處理的學(xué)習(xí)也受到了越來(lái)越多的關(guān)注。數(shù)字圖像的學(xué)習(xí)內(nèi)容既涉及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚摶A(chǔ),又需要熟練的編程技能,將二者在知識(shí)體系上密切結(jié)合并相輔相成是本書寫作的主要?jiǎng)訖C(jī)。
本書介紹數(shù)字圖像若干研究方向的基本知識(shí),在介紹這些理論知識(shí)的同時(shí)嵌入了必要的程序示例,力求使讀者通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐進(jìn)一步理解并掌握數(shù)字圖像研究的理論本質(zhì),同時(shí)也掌握相應(yīng)的圖像處理MATLAB編程技能。
本書各章最后以實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),這部分內(nèi)容在編寫過(guò)程中注意了實(shí)用性、趣味性及啟發(fā)性。相信通過(guò)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告,能夠激發(fā)讀者對(duì)圖像處理的學(xué)習(xí)興趣及研究熱情。另外,本書中涉及的部分圖片、代碼及其他參考資料等在網(wǎng)上有電子資源,讀者可通過(guò)掃描封底二維碼下載。
全書共分為9章,涵蓋了數(shù)字圖像處理的若干研究?jī)?nèi)容,如圖像的基本操作、圖像的基本運(yùn)算、圖像變換、圖像的形態(tài)學(xué)操作、圖像增強(qiáng)、圖像去噪、圖像分割等。
本書的寫作結(jié)合了編者多年來(lái)在數(shù)字圖像處理方面的教學(xué)實(shí)踐與研究經(jīng)驗(yàn),并受到山東省應(yīng)用型人才培養(yǎng)特色名校建設(shè)工程及山東省自然科學(xué)(ZR2014FM032)的資助。全書的完成,參考和引用了大量同行的研究成果,在此向原作者表示感謝,并且受到諸多文獻(xiàn)、資源的啟發(fā),書中引用得不完全,請(qǐng)?jiān)髡呒案魑煌卸喽嗾徑狻?br />
由于編者水平所限,書中難免出現(xiàn)不當(dāng)之處,敬請(qǐng)各位讀者批評(píng)指正。
編者2016年7月
目錄
第1章緒論
1.1基本概念
1.2MATLAB基礎(chǔ)
1.2.1MATLAB工具箱安裝
1.2.2幾個(gè)常用的MATLAB命令
1.2.3MATLAB的內(nèi)聯(lián)函數(shù)與匿名函數(shù)
1.2.4MATLAB GPU編程基礎(chǔ)
1.3本書內(nèi)容
本章實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)一MATLAB工具箱安裝
實(shí)驗(yàn)二MATLAB基本操作
實(shí)驗(yàn)三經(jīng)典圖像數(shù)據(jù)集
第2章圖像的基本操作
2.1數(shù)字圖像的離散化表示
2.1.1灰度圖像
2.1.2彩色圖像
2.2數(shù)字圖像的讀、寫和顯示
2.2.1圖像的讀取
2.2.2圖像的顯示
2.2.3圖像的保存
2.3鄰域操作與塊操作
2.3.1圖像的鄰域操作
2.3.2圖像的塊操作
本章實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)一灰度圖像的基本操作
實(shí)驗(yàn)二彩色圖像的基本操作
實(shí)驗(yàn)三圖像的鄰域操作
實(shí)驗(yàn)四索引圖像格式轉(zhuǎn)換
第3章圖像的基本運(yùn)算
3.1代數(shù)運(yùn)算
3.1.1圖像的疊加函數(shù)
3.1.2非常值差函數(shù)
3.1.3圖像的減法運(yùn)算
3.1.4圖像的乘法運(yùn)算
3.1.5圖像的除法運(yùn)算
3.1.6圖像的線性組合
3.1.7圖像的求補(bǔ)運(yùn)算
3.2幾何變換
3.2.1改變圖像大小
3.2.2圖像的剪切
3.2.3圖像的旋轉(zhuǎn)
3.2.4圖像的幾何形變
本章實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)一圖像亮度的自適應(yīng)調(diào)整
實(shí)驗(yàn)二使用基本運(yùn)算添加圖像水印
實(shí)驗(yàn)三仿射變換的MATLAB實(shí)現(xiàn)
實(shí)驗(yàn)四圖像的光照不均勻校正
第4章圖像的頻域操作
4.1傅里葉變換
4.1.1連續(xù)傅里葉變換
4.1.2離散傅里葉變換
4.1.3離散傅里葉變換的實(shí)現(xiàn)
4.1.4快速卷積的離散傅里葉變換實(shí)現(xiàn)
4.2離散余弦變換
4.2.1離散余弦變換定義
4.2.2離散余弦變換的實(shí)現(xiàn)
4.3小波變換
4.3.1小波變換的定義
4.3.2離散小波變換的實(shí)現(xiàn)
4.4Hough變換與Radon變換
4.4.1Hough變換
4.4.2Radon變換及實(shí)現(xiàn)
本章實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)一利用傅里葉變換進(jìn)行文本定位
實(shí)驗(yàn)二離散余弦變換練習(xí)
實(shí)驗(yàn)三小波變換練習(xí)
實(shí)驗(yàn)四Radon變換練習(xí)
實(shí)驗(yàn)五感興趣區(qū)域圖像壓縮
第5章形態(tài)學(xué)圖像處理
5.1數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的集合論基礎(chǔ)
5.2二值形態(tài)學(xué)
5.3灰度形態(tài)學(xué)
5.4形態(tài)學(xué)操作的MATLAB實(shí)現(xiàn)
本章實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)一利用imerode函數(shù)和imdilate函數(shù)實(shí)現(xiàn)圖像的開、閉操作
實(shí)驗(yàn)二圖像光照不均勻校正的形態(tài)學(xué)實(shí)現(xiàn)
第6章圖像的空域增強(qiáng)
6.1基本知識(shí)
6.2灰度變換
6.3直方圖處理
6.3.1直方圖
6.3.2直方圖均衡化
6.4空域?yàn)V波
6.4.1平滑濾波
6.4.2銳化濾波
本章實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)一直方圖均衡化編程實(shí)現(xiàn)
實(shí)驗(yàn)二灰度變換與直方圖均衡化比較
實(shí)驗(yàn)三圖像空域?yàn)V波的塊操作實(shí)現(xiàn)
實(shí)驗(yàn)四基于人眼視覺系統(tǒng)的灰度變換
第7章圖像的頻域增強(qiáng)
7.1低通濾波
7.1.1傅里葉變換低通濾波
7.1.2小波變換低通濾波
7.2高通濾波
本章實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)一巴特沃思濾波器的快速算法實(shí)現(xiàn)
實(shí)驗(yàn)二頻域?yàn)V波器的圖像濾波
實(shí)驗(yàn)三基于DCT變換的圖像低通濾波
第8章圖像去噪
8.1噪聲模型及實(shí)現(xiàn)
8.1.1兩類常見的噪聲模型
8.1.2噪聲添加的實(shí)現(xiàn)
8.2噪聲濾除及效果評(píng)價(jià)
8.3細(xì)節(jié)保持濾波器
8.3.1灰度最小方差濾波器
8.3.2k近鄰平滑濾波器
8.3.3自適應(yīng)中值濾波器
8.3.4雙邊濾波器
8.3.5非局部均值濾波器
本章實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)一不同濾波器的濾波性能比較
實(shí)驗(yàn)二細(xì)節(jié)保持濾波器的實(shí)現(xiàn)
實(shí)驗(yàn)三NLM濾波器實(shí)現(xiàn)
第9章圖像分割
9.1點(diǎn)檢測(cè)與線檢測(cè)
9.1.1點(diǎn)檢測(cè)
9.1.2線檢測(cè)
9.2邊緣檢測(cè)
9.2.1圖像不連續(xù)性的數(shù)學(xué)刻畫
9.2.2Roberts算子
9.2.3Sobel算子
9.2.4Prewitt算子
9.2.5拉普拉斯算子
9.2.6LOG算子與DOG算子
9.2.7Canny算子
9.2.8形態(tài)學(xué)算子
9.3基于灰度閾值的圖像分割
9.3.1全局閾值分割
9.3.2局部閾值分割和多閾值分割
9.4區(qū)域生長(zhǎng)法與分裂合并法進(jìn)行圖像分割
9.4.1區(qū)域生長(zhǎng)法
9.4.2分裂合并法
9.5使用分水嶺法進(jìn)行圖像分割
本章實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)一基于Radon變換的灰度圖像線檢測(cè)
實(shí)驗(yàn)二不同檢測(cè)算子的性能比較
實(shí)驗(yàn)三閾值分割算法比較
實(shí)驗(yàn)四圖像的四叉樹分解
實(shí)驗(yàn)五分水嶺算法進(jìn)行圖像分割
附錄A實(shí)驗(yàn)報(bào)告參考模板
附錄BPython環(huán)境搭建
B.1安裝Anaconda
B.1.1下載Anaconda
B.1.2安裝Anaconda
B.1.3測(cè)試Anaconda
B.2建立虛擬環(huán)境并安裝NumPy、Pillow和OpenCV
B.2.1建立虛擬環(huán)境并激活
B.2.2安裝NumPy包和Pillow包
B.2.3安裝OpenCV包
B.3安裝PyCharm
B.3.1下載PyCharm
B.3.2安裝PyCharm
B.3.3設(shè)置PyCharm解釋器
B.4本書Python代碼測(cè)試示例
參考文獻(xiàn)