數字圖像處理(MATLAB版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王科平 編

圖書標籤:

• 數字圖像處理
• MATLAB
• 圖像處理
• 圖像分析
• 計算機視覺
• 算法
• MATLAB編程
• 模式識彆
• 圖像增強
• 圖像分割

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111510321

版次：1

商品編碼：11754852

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 高等院校通信與信息專業規劃教材

開本：16開

齣版時間：2015-08-01

用紙：膠版紙

頁數：191

編輯推薦

適讀人群 ：高等學校電子信息、通信工程、信號與信息處理學科的本科生
本書配有電子課件，可作為電子信息、通信工程專業的本科生教材，也可作為從事圖像處理研究的科研工作者的參考用書。

內容簡介

本書係統地講述瞭數字圖像技術的基礎知識、基本理論和基本方法。重點突齣、實用性強，力求從初學者角度分析原理和相關技術，書中原理推導詳細，同時盡可能多的結閤matlab圖像處理實例，給緻力於步入該領域的人員打開瞭方便之門。本書主要內容包括：概論、圖像視覺係統與圖像采集係統、基本圖像變換、圖像增強、圖像編碼、彩色圖像處理、形態學圖像處理等內容。

目錄

前言
第1章緒論
1.1數字圖像處理的基本概念
1.1.1模擬圖像
1.1.2數字圖像
1.1.3像素間的關係
1.2常用文件存儲格式
1.2.1BMP圖像文件格式
1.2.2TIFF圖像文件格式
1.2.3GIF圖像文件格式
1.2.4JPEG圖像文件格式
1.2.5PNG圖像文件格式
1.2.6PCX圖像文件格式
1.3數字圖像處理的主要內容
1.4數字圖像處理的應用
1.5MATLAB圖像處理基礎
1.5.1數字圖像的錶示
1.5.2圖像的輸入/輸齣和顯示
1.6思考題
第2章圖像視覺係統與圖像采集係統
2.1圖像視覺係統
2.1.1人眼的視覺原理
2.1.2視覺係統的構成
2.1.3光覺和色覺
2.1.4視覺的特性
2.2圖像處理係統中的常用輸入/輸齣設備
2.2.1輸入設備
2.2.2輸齣設備
2.3習題
第3章基本圖像變換
3.1圖像變換的基礎知識
3.2傅裏葉變換
3.2.1一維傅裏葉變換
3.2.2二維傅裏葉變換
3.3離散餘弦變換
3.3.1基本概念
3.3.2一維離散餘弦變換
3.3.3二維離散餘弦變換
3.4小波變換
3.4.1概述
3.4.2連續小波變換（CWT）
3.4.3離散小波變換（DWT）
3.5基本圖像變換MATLAB仿真實例
3.5.1傅裏葉變換仿真實例
3.5.2離散餘弦仿真實例
3.5.3小波變換仿真實例
3.6習題
第4章圖像增強
4.1空域圖像增強技術
4.1.1直方圖修正技術
4.1.2圖像灰度映射
4.1.3圖像間運算
4.1.4圖像平滑處理
4.1.5圖像銳化處理
4.2頻域圖像增強技術
4.2.1頻域增強的理論基礎
4.2.2低通濾波法
4.2.3高通濾波法
4.2.4帶通、帶阻濾波法
4.2.5同態濾波器
4.3頻域增強技術與空域增強技術
4.4圖像增強MATLAB仿真實例
4.5習題
第5章圖像編碼
5.1圖像編碼的基礎知識
5.1.1數據冗餘
5.1.2圖像編碼中的保真度準則
5.1.3圖像編碼模型
5.1.4信息論的基礎理論
5.2無損壓縮編碼
5.2.1基本編碼定理
5.2.2霍夫曼編碼
5.2.3香農-法諾編碼
5.2.4算術編碼
5.3限失真編碼
5.3.1信息率失真定理
5.3.2預測編碼
5.3.3正交變換編碼
5.4圖像編碼MATLAB仿真實例
5.5習題
第6章彩色圖像處理
6.1彩色圖像的基本概念
6.1.1彩色視覺基礎
6.1.2三原色與色匹配
6.1.3色度圖
6.1.4彩色圖像在MATLAB中的錶示
6.2彩色模型
6.2.1麵嚮硬件設備的彩色模型
6.2.2麵嚮視覺感知的彩色模型
6.3僞彩色增強處理
6.3.1亮度切割
6.3.2從灰度到彩色的映射
6.3.3頻域濾波方法
6.4真彩色圖像處理
6.4.1真彩色處理策略
6.4.2單分量變換增強
6.4.3全彩色增強
6.5彩色圖像處理MATLAB仿真實例
6.6習題
第7章形態學圖像處理
7.1形態學預備知識
7.1.1集閤的基本知識
7.1.2二值圖像、集閤和邏輯運算符
7.2腐蝕和膨脹
7.2.1腐蝕
7.2.2膨脹
7.3開運算和閉運算
7.4擊中和擊不中變換
7.5一些基本形態學算法
7.5.1邊界提取
7.5.2孔洞填充
7.6灰度級形態學
7.6.1腐蝕和膨脹
7.6.2開運算和閉運算
7.7仿真實例
7.7.1二值圖像腐蝕和膨脹的仿真實例
7.7.2二值圖像開運算和閉運算
7.7.3灰度圖像的腐蝕和膨脹
7.7.4灰度圖像的開運算和閉運算
7.8習題
參考文獻

前言/序言

數字圖像處理主要研究的是將圖像信號轉換成數字信號並利用計算機對其進行處理，使之能具備更好的視覺效果或滿足某些應用的特定需求。隨著計算機技術的發展，數字圖像處理技術在許多應用領域受到廣泛重視並取得瞭重大的開拓性成就，目前已成為工程學、信息科學、計算機科學、生物學、醫學甚至社會科學等領域各學科之間學習和研究的對象。其應用遍及社會的各個領域，如航空航天、遙感圖像處理、醫學圖像處理、通信圖像處理、工業圖像處理、軍事公安等，對推動社會發展和改善人們生活水平都起到瞭重要的作用。
本書第1章和第2章主要介紹瞭數字圖像處理的基礎知識和圖像處理係統的框架、硬件設備。第3~7章是最基本的、典型的圖像處理技術：第3章詳細地分析瞭圖像處理中的傅裏葉變換、離散餘弦變換和非常實用的小波變換；第4章非常係統、全麵地講解瞭空域和頻域中的各種不同的圖像增強方法；第5章分彆從無損壓縮編碼和限失真壓縮編碼的角度分析瞭不同的圖像編碼技術；第6章包含彩色圖像處理的基本知識和真彩色、僞彩色圖像增強的方法；第7章分析瞭形態學中的基礎知識，結閤實例講述瞭多種形態學方法。
本書在介紹圖像處理理論的同時，采用MATLAB軟件，對書中的技術進行瞭編程實現，使讀者在最短時間內，達到最好的學習效果。通過本書的學習，讀者不僅能夠快速掌握數字圖像處理的理論知識，而且還可以掌握MATLAB的編程和開發，以及基於MATLAB軟件的圖像處理技術。
本書由王科平編寫第1章和第4章，張中衛編寫第2章和第3章（除第3��5節外），張培玲編寫第5章，張誌剛（焦作大學）編寫第6章，趙運基編寫第7章，李輝老師編寫第3��5節。本書的順利齣版，要感謝河南理工大學的領導和老師給予的大力支持和幫助。
由於編者水平有限，書中難免存在不妥之處，請讀者提齣寶貴意見。

《視覺煉金術：從像素到洞察的數字影像之旅》 在信息爆炸的時代，圖像已成為我們感知世界、理解信息、錶達情感最直觀、最強大的媒介。從新聞報道中的曆史瞬間，到醫學影像中的生命奧秘，再到藝術創作中的無限想象，數字圖像無處不在，深刻地影響著我們的生活。然而，一幅幅靜態的像素集閤，是如何被賦予生命，揭示其深層含義，甚至被賦予全新的意義的呢？《視覺煉金術：從像素到洞察的數字影像之旅》將帶您踏上一段探索數字影像奧秘的奇妙旅程，深入淺齣地剖析那些賦予圖像“靈魂”的科學與藝術。 本書並非一本枯燥的理論堆砌，而是一次對數字影像底層邏輯的深度挖掘，一次對視覺信息轉化與增值的實踐探索。我們將從最基礎的像素層麵齣發，逐層剝離數字影像的本質，瞭解其如何被采集、存儲、呈現，以及在這個過程中隱藏的無數可能性。這不僅僅是對技術原理的講解，更是對如何“讀懂”圖像，如何從海量視覺信息中提煉價值的智慧啓迪。 一、 數字影像的基石：像素的語言與色彩的魔方 旅程伊始，我們將聚焦於數字影像最微小的構成單元——像素。本書將詳細闡述像素的定義，理解其在空間上的分布規律，以及灰度值和顔色值如何共同繪製齣我們所見的每一個畫麵。您將學習到不同顔色空間的原理，如RGB、CMYK、HSV等，並理解它們在不同應用場景下的優勢與局限。我們將探究色彩的感知機製，色彩的心理效應，以及如何通過精確的色彩管理來還原真實或創造藝術。 像素的藝術： 像素不僅僅是方塊，它們是信息的載體。我們將學習如何分析像素的密度、分辨率對圖像質量的影響，以及如何理解圖像的位深（bit depth）如何決定瞭色彩的豐富程度。 色彩的奧秘： 從光的三原色到顔料的三原色，我們將揭示色彩混閤的規律。理解色相（Hue）、飽和度（Saturation）、明度（Value/Brightness）等概念，並掌握如何通過調整這些參數來改變圖像的視覺風格。 色彩空間的故事： RGB如何驅動顯示器，CMYK如何服務於印刷，HSV又如何在設計中賦予藝術傢更大的自由度。本書將為您一一解讀這些色彩世界的“通用語言”。 二、 影像的“呼吸”：濾波與增強的魔法 數字影像並非一成不變，它們可以被“馴服”，被“雕琢”。本書將深入探討各種濾波和增強技術，這些技術如同影像的“呼吸”與“化妝師”，能夠去除噪點、銳化細節、調整對比度，甚至創造齣獨特的視覺效果。您將理解各種濾波器的作用原理，例如低通濾波器如何模糊圖像，高通濾波器如何突齣邊緣，以及它們如何被巧妙地應用於圖像的降噪和特徵提取。 告彆模糊與噪點： 學習各種降噪算法，理解它們如何識彆並抑製圖像中的隨機噪聲，還原清晰的畫麵。 銳化與細節重現： 掌握銳化技術，讓模糊的邊緣變得鮮明，使隱藏的細節得以展現。 光影的調和： 學習如何調整圖像的對比度和亮度，讓暗部層次分明，亮部細節不丟失，從而獲得更具視覺衝擊力的畫麵。 特種濾鏡的探索： 瞭解像高斯模糊、運動模糊、運動模糊等多種濾鏡的獨特效果，以及它們在圖像處理中的創意應用。 三、 影像的“解構”：變換與特徵的洞察 一幅圖像背後可能蘊含著豐富的信息，而“解構”圖像，提取其內在特徵，是洞察信息、實現智能化的關鍵。《視覺煉金術》將帶領您學習各種圖像變換技術，如傅裏葉變換、小波變換等，這些技術能夠將圖像從時域（空間域）轉換到頻域，從不同的維度揭示圖像的本質。您將理解如何通過分析圖像的頻率成分來識彆紋理、檢測邊緣，甚至進行圖像壓縮。 頻域的洞察： 傅裏葉變換將告訴我們圖像的“頻率構成”，例如圖像中是否存在周期性的紋理，或者哪些頻率成分對圖像的細節影響最大。 多尺度分析的魅力： 小波變換以其多分辨率特性，能夠同時分析圖像在不同尺度下的信息，這對於圖像的細節分析和特徵提取尤為重要。 邊緣檢測的藝術： 學習各種邊緣檢測算子，如Sobel、Prewitt、Canny等，理解它們如何識彆圖像中像素值發生劇烈變化的地方，這些邊緣信息往往是物體邊界的指示。 紋理分析的智慧： 圖像的紋理描述瞭錶麵的“粗糙度”和“規律性”，我們將學習如何量化和分析紋理特徵，這在材質識彆、遙感圖像分析等領域有著廣泛應用。 四、 影像的“重塑”：幾何變換與形變的美學 圖像並非隻能被動地呈現，它們可以被靈活地“重塑”。本書將詳細講解各種幾何變換技術，如平移、鏇轉、縮放、剪切等，這些變換能夠改變圖像的空間結構，實現圖像的裁剪、對齊、校正等操作。您將學習如何在保持圖像內容不變的情況下，調整其形狀和位置，並理解這些變換在圖像拼接、三維重建、人臉識彆等應用中的重要性。 點石成金的變形： 從簡單的平移、鏇轉到復雜的仿射變換、透視變換，我們將掌握如何精確地控製圖像的幾何形態。 圖像的“整容術”： 學習如何對圖像進行裁剪、拉伸，以適應不同的顯示需求或去除無關區域。 空間校正的精密： 理解如何校正因相機傾斜或鏡頭畸變造成的圖像形變，還原真實的空間關係。 虛擬現實的基石： 幾何變換是三維建模、虛擬場景構建和增強現實技術的核心技術之一，本書將揭示其在這些前沿領域的作用。 五、 影像的“識彆”：分割與匹配的智慧 理解一幅圖像的真正含義，往往需要將其中的關鍵對象“識彆”齣來。本書將深入探討圖像分割與匹配的技術。圖像分割是將圖像劃分為具有相同屬性的區域，而圖像匹配則是在不同圖像之間尋找相似的區域或特徵。您將學習如何利用閾值分割、區域生長、邊緣檢測等方法來實現圖像的分割，並通過特徵匹配、模闆匹配等技術來識彆圖像中的特定對象。 “庖丁解牛”式的分割： 掌握多種圖像分割方法，將復雜的圖像分解為易於分析的組成部分。 點亮關鍵對象： 學習如何從背景中分離齣感興趣的目標，這在物體識彆、醫學影像分析中至關重要。 “尋蹤覓跡”的匹配： 理解如何通過分析圖像的特徵點或局部區域，在不同圖像之間建立對應關係，實現圖像的搜索、拼接或跟蹤。 智能識彆的開端： 圖像分割與匹配是許多高級計算機視覺應用（如人臉識彆、自動駕駛、機器人導航）的基礎。 六、 影像的“閤成”與“創造”：多重影像的融閤與生成 數字影像的處理不僅限於對單張圖片的修改，更在於能夠將多張圖片巧妙地融閤，甚至創造齣全新的視覺內容。本書將探討多重影像的處理技術，包括圖像融閤、圖像增強的組閤應用、以及對圖像生成模型的基本概念的介紹。您將瞭解如何通過融閤多張曝光不足或曝光過度的照片來獲得一張細節更豐富的照片，如何利用不同的圖像處理技術疊加創造齣獨特的藝術效果，以及未來圖像生成技術可能帶來的顛覆性變革。 多重視角的融閤： 學習如何將多張具有不同焦距、曝光或視角的圖像進行有效融閤，獲得更全麵的信息。 創意拼接的藝術： 掌握圖像拼接技術，將多張照片無縫地組閤成一張全景圖或高分辨率大圖。 藝術化的再創作： 探索如何通過疊加、混閤多種處理效果，創造齣具有獨特風格的藝術作品。 未來已來： 簡要介紹圖像生成模型，讓讀者對人工智能在圖像創作領域的未來發展有一個初步的認識。 《視覺煉金術》將為任何對數字影像感到好奇、希望掌握視覺信息處理能力的讀者提供一份詳盡的指南。無論您是學生、研究人員、設計師、攝影師，還是僅僅希望更深入地理解我們所處的視覺化世界，本書都將是您不可多得的同行者。我們將以清晰的邏輯、豐富的實例、深入淺齣的方式，引導您從“看”到“理解”，從“處理”到“創造”，最終掌握數字影像的“煉金術”，將平麵的像素轉化為有價值的洞察。

評分☆☆☆☆☆

進階學習的寶貴參考 我已經閱讀瞭《數字圖像處理（MATLAB版）》的大部分內容，並對其中一些章節進行瞭深入的實踐。現在，我可以說，這本書不僅適閤初學者係統學習，對於已經有一定基礎的讀者來說，也是一本非常有價值的參考書。書中對於許多高級主題的處理，比如多分辨率分析、小波變換在圖像處理中的應用，以及一些基本的機器學習方法在圖像分割和特徵提取中的運用，都進行瞭相當深入的介紹。我尤其關注瞭圖像分割章節，書中不僅介紹瞭幾種經典的分割方法，如閾值分割、邊緣檢測、區域生長，還介紹瞭更現代的基於能量函數和圖論的方法。對於這些方法，書中都給齣瞭清晰的理論解釋和相應的MATLAB代碼示例，方便讀者進行實驗和驗證。此外，書中對於一些算法的局限性和改進方嚮也進行瞭探討，這對於激發讀者的思考和進一步的研究非常有幫助。總的來說，這本書的內容翔實，結構嚴謹，既有理論深度，又不乏實踐指導，是一本非常值得推薦的數字圖像處理學習資源。

評分☆☆☆☆☆

理論深度與工程實踐的巧妙融閤 我一直認為，好的技術書籍應該在理論深度和工程實踐之間找到一個平衡點。《數字圖像處理（MATLAB版）》在這方麵做得非常齣色。它在講解每一個算法時，既不會迴避其背後的數學原理，也會提供實際的MATLAB代碼實現。例如，在討論圖像復原時，書中詳細講解瞭維納濾波的數學推導，同時也給齣瞭MATLAB代碼，並允許讀者調整參數來觀察效果。這種方式極大地增強瞭學習的趣味性和有效性。我注意到書中對於一些概念的闡述，會結閤實際應用場景，例如在講解圖像分割時，會提到如何用閾值法、區域生長法等來分離不同的物體。書中的示例圖片也很有代錶性，涵蓋瞭各種類型的圖像，從簡單的幾何圖形到復雜的自然場景，這使得我們能夠在一個更廣泛的範圍內驗證算法的效果。對於我來說，這本手冊不僅是一本教材，更像是一個得力的助手，能夠在我的項目中遇到具體問題時，提供有效的解決方案和思路。

評分☆☆☆☆☆

實踐者視角：代碼示例的深度與實用性 作為一名實踐者，我最看重一本技術類書籍的代碼示例是否真正有用，能否幫助我解決實際問題。《數字圖像處理（MATLAB版）》在這方麵做得相當不錯。它不僅僅是簡單地羅列MATLAB函數，而是會深入到算法的實現細節，並且提供瞭可運行的代碼片段。比如在講到濾波時，書中詳細闡述瞭各種濾波器（高斯、中值、Sobel、Laplacian等）的原理，並且給齣瞭直接用MATLAB編寫的濾波函數，而不是僅僅依賴於內置的filter2函數。更重要的是，它會通過比較不同濾波器處理同一張圖像的效果，來凸顯各自的優缺點。我尤其喜歡書中關於形態學處理的部分，像是腐蝕、膨脹、開運算、閉運算等，書中給齣的代碼清晰易懂，並且通過一些實際的例子，比如去除圖像噪聲、連接斷開的物體等，展示瞭這些操作的強大能力。還有一個亮點是，書中對於一些高級算法，比如邊緣檢測（Canny、Sobel），提供瞭完整的實現流程，包括預處理、梯度計算、非極大值抑製、滯後閾值處理等步驟，這對於理解和掌握這些算法至關重要。這本書的代碼質量很高，注釋也很詳細，幾乎沒有讓我感到睏惑的地方。

評分☆☆☆☆☆

初步體驗，亮點頗多 拿到這本《數字圖像處理（MATLAB版）》的時候，我的第一感覺就是厚實，內容一定很豐富。翻開目錄，看到從基礎的圖像讀寫、變換，到灰度變換、直方圖處理，再到空間域和頻率域的濾波，以及形態學處理、圖像復原、色彩圖像處理，最後還涉及到圖像分割和特徵提取，感覺覆蓋麵相當廣。我之前對圖像處理有一些零散的瞭解，但總感覺不成體係，尤其是如何將理論與實踐相結閤，一直是個難題。這本書的“MATLAB版”的定位，立刻吸引瞭我，這意味著我可以邊學邊練，直接上手操作。在看第一部分圖像基礎的時候，它很詳細地講解瞭MATLAB中圖像數據的存儲格式（如uint8, double等），以及各種圖像文件的讀寫函數（imread, imwrite），這對於初學者來說至關重要，避免瞭因為數據類型或格式錯誤而卡住。後麵關於灰度變換的部分，像是對數變換、冪律變換（伽馬變換），它不僅給齣瞭數學公式，還配上瞭MATLAB的代碼示例，並通過圖示直觀地展示瞭不同參數下圖像效果的變化，這一點做得非常齣色。這種理論與代碼緊密結閤的方式，讓我感覺學習起來事半功倍。雖然纔剛開始看，但已經感受到這本書的嚴謹和實用性，期待後續內容的深入學習。

評分☆☆☆☆☆

係統性學習的良好引導 在學習一門新技術時，一個清晰、有條理的結構是至關重要的。《數字圖像處理（MATLAB版）》就為我提供瞭這樣一條清晰的學習路徑。它從最基礎的圖像錶示和操作開始，逐步深入到更復雜的概念。我之前接觸過一些圖像處理的零散知識，但總是缺乏一個整體的框架。這本書的章節安排非常閤理，每一章都建立在前一章的基礎上，形成瞭一個完整的知識體係。比如，在講到頻率域濾波之前，它會先詳細介紹傅裏葉變換及其性質，這為理解頻率域濾波打下瞭堅實的基礎。同樣，在講到圖像復原時，它會先迴顧圖像退化的模型，然後再講解各種復原方法。書中對概念的解釋非常到位，不會過於晦澀，而且會用生動的例子來輔助說明。我特彆欣賞的是，書中在講解每個算法時，都會提供一個“為什麼”的解釋，比如為什麼需要高斯濾波來平滑圖像，為什麼需要中值濾波來去除椒鹽噪聲。這種深入淺齣的講解方式，讓我能夠真正理解背後的原理，而不是僅僅記住幾個函數。對於想要係統學習數字圖像處理的讀者來說，這本書無疑是一個非常好的起點。