数字图像处理学（第4版）
作 译 者：阮秋琦
出 版 日 期：2022-05-01
书 代 号：G0433070
Ｉ Ｓ Ｂ Ｎ：9787121433078
图书简介：
本书为国家“十一五”“十二五”规划教材和国家级精品教材。全书分十章，包括：绪论，图像、图像系统与视觉系统，图像处理中的正交变换，图像增强，图像编码，图像复原，图像重建，图像分析，数学形态学原理，模式识别的理论和方法。每一章都安排了大量的思考题，供教学或自学练习，以便加深对本书所述内容的理解。随本书附带的立体化教学素材可在电子工业出版社的华信教育资源网上免费下载。本书可供从事信号与信息处理、通信、自动控制、遥感、生物医学工程、医学、物理、化学、计算机科学乃至经济、商务及社会科学的科研人员、大专院校的教师及本科生、研究生参考学习。
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配 套 资 源
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图 书 内 容
内容简介
本书为国家“十一五”“十二五”规划教材和国家级精品教材。全书分十章，包括：绪论，图像、图像系统与视觉系统，图像处理中的正交变换，图像增强，图像编码，图像复原，图像重建，图像分析，数学形态学原理，模式识别的理论和方法。每一章都安排了大量的思考题，供教学或自学练习，以便加深对本书所述内容的理解。随本书附带的立体化教学素材可在电子工业出版社的华信教育资源网上免费下载。本书可供从事信号与信息处理、通信、自动控制、遥感、生物医学工程、医学、物理、化学、计算机科学乃至经济、商务及社会科学的科研人员、大专院校的教师及本科生、研究生参考学习。图书详情
ISBN：9787121433078开 本：16(185*260)页 数：504字 数：1008本书目录
第1章绪论 11序言 12图像处理技术的分类 13数字图像处理的特点 14数字图像处理的主要方法及 主要内容 141数字图像处理方法 142数字图像处理的主要内容 15数字图像处理的硬件设备 16数字图像处理的应用 17数字图像处理领域的 发展动向 思考题 第2章图像、图像系统与视觉系统 21图像 211有关光学的预备知识 212图像的概念 213图像信息的分类 214图像的统计特性 215图像信息的信息量 216常用图像格式简介 22图像处理系统及外围设备 221图像处理系统中常用的 输入设备 222飞点扫描设备 223鼓形扫描器 224微密度计 225遥感中常用的图像获取设备 226Kinect RGB-D图像获取设备 227其他图像输入设备 23图像处理系统中的输出设备 231监视器 232激光扫描器 233平板显示器 234等离子体PDP显示技术 235OLED显示技术 236数码纸显示技术 237其他图像显示装置 24数字图像处理的主机系统 25视觉系统 251视觉系统的基本构造 252光觉和色觉 26光度学及色度学原理 261颜色的表示方法及观察条件 262三基色混色及色度表示原理 263CIE的R、G、B颜色表示系统 27亮度和颜色感觉的视觉特征 28视觉的空间性质 29视觉的时间特性 210运动的感觉 211形状感觉与错视 思考题 第3章图像处理中的正交变换 31傅里叶变换 311傅里叶变换的定义及 基本概念 312傅里叶变换的性质 313离散傅里叶变换 314快速傅里叶变换 315用计算机实现快速傅里叶 变换 316二维离散傅里叶变换 32离散余弦变换 321离散余弦变换的定义 322离散余弦变换的正交性 323离散余弦变换的计算 33沃尔什变换 331正交函数的概念 332拉德梅克函数 333沃尔什函数 334沃尔什函数的性质 335沃尔什变换 336离散沃尔什—哈达玛变换 337离散沃尔什变换的性质 338快速沃尔什变换 339多维变换 34哈尔函数及哈尔变换 341哈尔函数的定义 342哈尔函数的性质 343哈尔变换及快速算法 35斜矩阵与斜变换 351斜矩阵的构成 352斜变换 36小波变换 361概述 362时-频分析 363Gabor变换 364连续小波变换 365离散小波变换 366小波包 367二维小波 368Mallat算法 思考题 第4章图像增强 41用直方图修改技术进行 图像增强 411直方图 412直方图修改技术的基础 413直方图均衡化处理 414直方图规定化处理 415图像对比度处理 42图像平滑化处理 421邻域平均法 422低通滤波法 423多图像平均法 43图像尖锐化处理 431微分尖锐化处理 432边缘模型 433零交叉边缘检测 434Canny算子 435Prewitt算子 436经典的Ｋirsch算子 437基于偏微分方程的边缘 检测方法 438高通滤波法 44利用同态系统进行增强 处理 45彩色图像处理 451关于颜色的基本理论 452颜色模型 453伪彩色图像处理 思考题 第5章图像编码 51图像编码分类 52图像编码中的保真度准则 521客观保真度准则 522主观保真度准则 53PCM编码 531PCM 编码的基本原理 532PCM 编码的量化噪声 533编码器、译码器 534非线性PCM 编码 535亚奈奎斯特取样PCM编码 54统计编码 541编码效率与冗余度 542三种常用的统计编码法 543算术编码 55预测编码 551预测编码的基本原理 552ΔＭ（DM）编码 553DPCM编码 56变换编码 561几种特殊的映射变换 编码法 562正交变换编码 57图像编码的国际标准 571H261编码标准 572H261解码原理 573H261的图像复用编码 574传输缓冲器与传输编码 思考题 第6章图像复原 61退化模型 611系统H的基本定义 612连续函数退化模型 613离散的退化模型 62复原的代数方法 621非约束复原法 622约束复原法 63 逆滤波 631逆滤波的基本原理 632去除由均匀直线运动引起 的模糊 64最小二乘方滤波 641最小二乘方滤波的原理 642用于图像复原的几种最小二乘 方滤波器 65约束去卷积 66中值滤波 661中值滤波的基本原理 662加权的中值滤波 67几种其他空间复原技术 671几何畸变校正 672盲目图像复原 673递归图像复原技术 674数字图像修复技术 思考题 第7章图像重建 71概述 72傅里叶变换重建 73卷积法重建 74代数重建方法 75重建的优化问题 76图像重建中的滤波器设计 77重建图像的显示 771重建图像显示应考虑的 问题 772单色显示 773重建对象的显示 774图像重建的应用及CT的基本 原理 思考题 第8章图像分析 81分割 811灰度阈值法分割 812样板匹配 813区域生长 814区域聚合 815基于聚类的分割方法 82描绘 821区域描绘 822SIFT方法 823关系描绘 824相似性描绘 825霍夫变换 83纹理分析 831纹理特征 832用空间自相关函数做 纹理测度 833傅里叶功率谱法 834联合概率矩阵法 835灰度差分统计法 836行程长度统计法 837其他几种方法 838纹理的句法结构分析法 84形状分析的细线化 85图像配准 思考题 第9章数学形态学原理 91数学形态学的发展 92数学形态学的基本概念和 运算 921数学形态学定量分析原则 922数学形态学的基本定义及 基本算法 93一些基本形态学算法 931边缘提取算法 932区域填充算法 933连接部分提取算法 934凸壳算法 935细化算法 936粗化运算 937骨骼化算法 938裁剪 94灰度图像的形态学处理 941膨胀 942腐蚀 943开运算和闭运算 944灰度形态学的应用 思考题 第10章模式识别的理论和方法 101概述 102统计模式识别法 1021决策理论方法 1022统计分类法 1023特征的抽取与选择 1024决策边界的拟合问题 1025统计学习理论与支持 向量机 103神经网络与深度学习 1031感知机 1032多层前馈神经网络 1033深度卷积神经网络 104句法结构模式识别 1041形式语言概述 1042句法结构方法 1043误差校正句法分析 1044文法推断 105模糊识别法 1051模糊集合及其运算 1052模糊关系及性质 1053模糊模式识别的方法 106模式识别的几种应用 1061生物特征识别 1062模式识别在医学上的应用 1063模式识别在自动检测中的 应用 思考题 参考文献展开前 言
数字图像处理起源于20世纪20年代，当时通过海底电缆从英国的伦敦到美国的纽约采用数字压缩技术传输了第一幅数字照片。此后，由于其在遥感等领域的应用，图像处理技术逐步受到关注并得到相应的发展。1964年美国的“喷气推进实验室”处理了由太空船“徘徊者七号”发回的月球照片，这标志着第三代计算机问世后数字图像处理开始得到普遍应用。CT的发明、应用及获得倍受科技界瞩目的诺贝尔奖，使得图像处理技术大放异彩。其后，数字图像处理技术发展迅速，目前已成为工程学、计算机科学、信息科学、统计学、物理、化学、生物学、医学甚至社会科学等领域中各学科之间学习和研究的对象。随着人工智能、大数据、云计算、物联网的提出以及Internet的广泛应用，图像处理科学与技术已是现代信息处理领域的热点课题。而且随着科技事业的进步以及人类需求的多样化发展，多学科的交叉、融合成为现代科学发展的突出特色和必然途径，因此，图像处理科学与技术逐步向其他学科领域渗透并为其他学科所利用是科学发展的必然。图像处理科学又是与国计民生紧密相联的一门应用科学，它已给人类带来了巨大的经济和社会效益，不久的将来它不仅在理论上会有更深入的发展，在应用上亦是科学研究、社会生产乃至人类生活中不可缺少的强有力的工具。它的发展及应用与我国的现代化建设联系之密切、影响之深远是不可估量的。在信息社会中，图像处理科学无论在理论上还是实践上都存在着巨大的潜力。 本书最早源于作者1983年的一套讲义，后来在经过几轮教学后正式出版了《数字图像处理基础》教材，也是国内最早的图像处理方面的教材之一。随着图像处理科学的发展和日益广泛的应用需求，各个院校都在开设数字图像处理课程。在同仁的关心和帮助之下， 2000年编著了《数字图像处理学》一书。 自《数字图像处理学》出版以来，深受广大读者的青睐，经多次修订完善，先后荣获： 2006年普通高等教育“十一五”国家级规划教材。 2011年“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。 2011年教育部普通高等教育精品教材。 2007年北京交通大学的“数字图像处理”课程被评为国家级精品课程。 本书第4版仍然分为10章，根据作者多年教学及科研实践的体会并参考相关文献概括地描述了图像处理理论和技术所涉及的各个分支。众所周知，图像处理理论和技术所包含的内容是如此之广阔，以至各章都涉及更加专深的理论及内容，因此，每一个章节自成一书亦不为过。第4版系统地介绍了数字图像处理的基本理论和方法，其目的是使读者对图像处理有一个全面的了解，同时增加了近年来图像处理理论和算法的新进展，以便为读者进一步深入研究打下一个扎实的基础。 第4版的内容安排如下： 第1章详细介绍了图像处理科学与技术的起源、发展、核心理论及未来的主要发展动向，图像处理工程涉及的图像信息获取、存储、传输、处理及显示五大领域，同时对图像处理的八项内容做了概括性的介绍，以期使读者对图像处理科学与技术的体系有较为全面的了解。 图像是与光学有关的科学，图像处理既与信源（图像）有关，也与信宿（人眼或受信机）有关，第2章对图像、图像处理系统及视觉系统相关的知识做简单介绍，以开阔读者的视野。 第3章主要介绍图像处理中涉及的主要数学工具。众所周知，图像处理涉及大量的数学知识，其中正交变换是十分重要的预处理环节，本书详细介绍了图像处理常用的傅里叶变换、沃尔什变换、余弦变换、斜变换、哈尔变换、小波变换的理论、算法及实现，为读者后续学习打下坚实的数学基础。 第4~6章分别对数字图像处理的主要方法——图像增强、图像编码、图像复原做系统介绍，并增加了最新的SIFT和图像修复等方法的介绍。这些处理的特点是从图像到图像的处理方法。 第7章介绍图像重建，使读者理解图像处理的另一类处理特点，以进一步掌握从数据到图像的处理方法。 第8章的图像分析是从图像到景物描述的处理，它包括目标检测、图像分割、特征提取及描述等一系列处理。 第9章是以随机集论和积分几何为基础的图像处理方法，本章对膨胀、腐蚀、击中与击不中变换等做了详细介绍，使读者对这种特殊的处理方法有全面的了解。 第10章系统而全面地介绍模式识别的理论与方法，对统计识别、句法结构识别和模糊识别法进行了详细的讨论，同时对当前炙手可热的深度学习理论进行了详细诠释，这也是人工智能领域的支柱知识，同时给出了一些应用实例。 本书第4版根据读者和广大教师的建议进一步修改和增添了辅助内容，如实验、课件及编程实例，根据多年的实践编制的实验演示软件既可以用作教学或自学演示，以便加深读者的感性认识，也可以在教学中用作实验软件或直接用于图像处理。此外，为教学方便，本版教材还附上短学时（32学时）、长学时（64学时）及研究生教学的课件3套，选用该书的教师可根据教学时数及内容裁剪。同时本书还附上了多个C语言的编程实例，涵盖各种处理方法的实用MATLAB图像处理函数、标准图像库、来自科研实践的教学案例以及MOOC等辅助教学资源，使本书成为了一本适合本、硕、博一体化培养的“立体化”的教学用书。 教学辅助资料目录如下： 1 数字图像处理学C语言程序实例； 2 数字图像处理学MATLAB编程学习及演示软件； 3 数字图像处理学MATLAB编程源程序实例； 4 数字图像处理学教师参考课件； 5 数字图像处理学教学案例； 6 数字图像处理学实验； 7 图像处理中的常用标准图像； 8 国际标准Huffman编码表； 9 数字图像处理学MOOC； 10详细参考文献。 具体内容可登录电子工业出版社的华信教育资源网下载：wwwhxeducomcn。 本书第4版在编写中得到学校行政部门的大力支持，同时在编程实验、案例及MOOC制作中也得到本人指导的博士生、硕士生的帮助，如付树军博士、仵冀颖博士提供了多幅图例，王雪峤博士编写和校验了全部MATLAB图像处理函数，安高云博士和金一博士参与了MOOC制作，同时许多硕士生为案例的形成提供了大量的素材。此外，本书第4版还引用了一些论文和资料，对此，本人深表感谢。本书第4版之所以能高效率、高质量地及时出版，也是与电子工业出版社的支持分不开的，在此表示由衷的感谢。由于本人水平所限，书中一定会有许多不足之处，敬请读者批评指正。 作者 （qqruan@bjtueducn）于北京交通大学展开作者简介
阮秋琦 北京交通大学教授、博士生导师，任北京交通大学电子信息工程学院、计算机与信息技术学院、软件学院院长，信息科学研究所所长，校学位委员会副主席，国务院学位委员会学科评议组成员。IET Fellow，IET北京分会主席，IEEE终身会员，IEEE北京分会主席，中国通信学会会士，中国电子学会会士、理事，中国电子教育学会常务理事；信号处理学会副主任委员、中国图像图形学会奖励委员会副主任、科技部项目评审专家，国家自然科学基金评审专家。研究领域包括图像处理、计算机视觉等。承担国家自然科学基金、国家863、973等科研项目80余项。发表论文490余篇，出版书籍及教材15部。获省部级及以上科技奖6项。编著的教材入选国家“十一五”、“十二五”规划教材，国家及北京市精品教材，获中国电子教育学会优秀教材一等奖，校优秀教材特等奖、铁道部优秀教材二等奖。获国家及北京市教学成果奖6项。被评为国家级有突出贡献专家、国家级教学名师、中组部联系的高级专家、北京市教学名师、铁道部有突出贡献专家、铁道部优秀科技工作者、北京市优秀教师、詹天佑北方交通大学奖、茅以升科技奖、詹天佑科技人才奖、宝钢优秀教师特等奖、并享受国家政府津贴。 -
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