数字图像处理与机器视觉

出版时间：2010-4  出版社：人民邮电  作者：张铮//王艳平//薛桂香  页数：544  
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前言

图像处理与机器视觉是当前计算机科学的一个热门研究方向，它应用广泛，发展前景乐观。近年来，伴随着人工智能、模式识别学科以及人机智能接口技术的飞速发展，机器视觉的研究正在不断升温——从日常生活中与我们息息相关的光学字符识别（OCR）和汽车自动驾驶，到医学应用中的病灶检测与分析，再到未来人机智能交互领域中的人脸识别，情感计算，等等。而图像处理是机器视觉研究中必不可少的图像预处理环节，是我们需要掌握的首要技术。和图像相关的东西往往容易引起计算机初学者的兴趣，我在读大学本科的时候就觉得能让计算机理解所“看”到的东西是一件非常神秘和令人兴奋的事情；但同时它的理论性较强，门槛较高，在各个高校中，这门课程大多也是作为计算机专业研究生的选修课程。要理解该领域的知识，读者需要具有一定的数学基础，除此之外还涉及到信号处理、统计分析、模式识别和机器学习等专业领域知识，因此令很多人望而却步。其实“难以理解”关键在于缺乏必要的先序知识，这才是难以跨越的鸿沟。我们在撰写本书过程中，对于可能造成理解困难的地方，均尽可能地给出了必要的先序知识，深入浅出，尽量定性地进行描述；对于那些并不一目了然的结论均给出了思路和解释，必要的还在附录中提供了证明；对于某些非常专业已经超过本书讨论范围的相关知识则在最后给出了参考文献，供有兴趣的读者进一步学习和研究。本书的宗旨是在向读者介绍知识的同时，培养读者的思维方法，使读者知其然还要知其所以然，并在解决实际问题中能有自己的想法。

内容概要

　　本书将理论知识、科学研究和工程实践有机结合起来，介绍了数字图像处理和识别技术的方方面面，内容包括图像的点运算、几何变换、空域和频域滤波、图像复原、形态学处理、图像分割以及图像特征提取。本书还对于机器视觉进行了前导性的探究，重点介绍了两种在工程技术领域非常流行的分类技术——人工神经网络(ANN)和支持向量机(SVM)，并在配套给出的识别案例中直击光学字符识别(OCR)和人脸识别两大热点问题。　　全书结构紧凑，内容深入浅出，讲解图文并茂，适合于计算机、通信和自动化等相关专业的本科生、研究生以及工作在图像处理和识别领域一线的广大工程技术人员阅读。

书籍目录

第0章　数字图像处理概述　　0.1　数字图像　　　0.1.1　什么是数字图像　　　0.1.2　数字图像的显示　　　0.1.3　数字图像的分类　　　0.1.4　数字图像的实质　　　0.1.5　数字图像的表示　　　0.1.6　图像的空间和灰度级分辨率　　0.2　数字图像处理与识别　　　0.2.1　从图像处理到图像识别　　　0.2.2　什么是机器视觉　　　0.2.3　数字图像处理和识别的应用实例　　0.3　数字图像处理的预备知识　　　0.3.1　邻接性、连通性、区域和边界　　　0.3.2　距离度量的几种方法　　　0.3.3　基本的图像操作　第1章　MATLAB图像处理编程基础　　1.1　Matlab操作简介　　　1.1.1　Matlab软件环境　　　1.1.2　文件操作　　　1.1.3　在线帮助的使用　　　1.1.4　变量的使用　　　1.1.5　矩阵的使用　　　1.1.6　细胞数组(Cell Array)和结构体(Structure)　　　1.1.7　关系运算与逻辑运算　　　1.1.8　常用图像处理数学函数　　　1.1.9　Matlab程序流程控制　　　1.1.10　M文件编写　　　1.1.11　Matlab函数编写　　1.2　Matlab图像类型及其存储方式　　1.3　Matlab的图像转换　　1.4　读取和写入图像文件　　1.5　图像的显示　第2章　Visual C++图像处理编程基础　　2.1　位图文件及其C++操作　　　2.1.1　设备无关位图　　　2.1.2　BMP图像文件数据结构　　2.2　认识CImg类　　　2.2.1　主要成员函数列表　　　2.2.2　公有成员　　2.3　CImg类基础操作　　　2.3.1　加载和写入图像　　　2.3.2　获得图像基本信息　　　2.3.3　检验有效性　　　2.3.4　按像素操作　　　2.3.5　改变图像大小　　　2.3.6　重载的运算符　　　2.3.7　在屏幕上绘制位图图像　　　2.3.8　新建图像　　　2.3.9　图像类型的判断与转化　　　　2.4　DIPDemo工程　　　2.4.1　DIPDemo主界面　　　2.4.2　图像操作和处理类——CImg和CImgProcess　　　2.4.3　文档类——CDIPDemoDoc　　　2.4.4　视图类——CDIPDemoView　　2.5　CImg应用示例　　　2.5.1　打开图像　　　2.5.2　清空图像　　　2.5.3　像素初始化方法　　　2.5.4　保存图像　第3章　图像的点运算　　3.1　灰度直方图　　　3.1.1　理论基础　　　3.1.2　Matlab实现　　　3.1.3　Visual C++实现　　3.2　灰度的线性变换　　　3.2.1　理论基础　　　3.2.2　Matlab实现　　　3.2.3　Visual C++实现　　3.3　灰度对数变换　　　3.3.1　理论基础　　　3.3.2　Matlab实现　　　3.3.3　Visual C++实现　　3.4　伽玛变换　　　3.4.1　理论基础　　　3.4.2　Matlab实现　　　3.4.3　Visual C++实现　　3.5　灰度阈值变换　　　3.5.1　理论基础　　　3.5.2　Matlab实现　　　3.5.3　Visual C++实现　　3.6　分段线性变换　　　3.6.1　理论基础　　　3.6.2　Matlab实现　　　3.6.3　Visual C++实现　　3.7　直方图均衡化　　　3.7.1　理论基础　　　3.7.2　Matlab实现　　　3.7.3　Visual C++实现　　3.8　直方图规定化(匹配)　　　3.8.1　理论基础　　　3.8.2　Matlab实现　　　3.8.3　Visual C++实现　第4章　图像的几何变换　第5章　空间域图像增强　第6章　频率域图像增强　第7章　彩色图像处理　第8章　形态学图像处理　第9章　图像分割　第10章　特征提取　第11章　图像识别初步　第12章　人工神经网络　第13章　支持向量机　

章节摘录

插图：图像的空间和灰度级分辨率1.图像的空间分辨率（SpatialResolution）图像的空间分辨率是指图像中每单位长度所包含的像素或点的数目，常以像素／英寸（pixelsperinch，ppi）为单位来表示。如72ppi表示图像中每英寸包含72个像素或点。分辨率越高，图像越清晰，图像文件所需的磁盘空间也越大，编辑和处理所需的时间也越长。像素越小，单位长度所包含的像素数据就越多，分辨率也就越高，但同样物理大小范围内所对应图像的尺寸也会越大，存储图像所需要的字节数也越多，因而，在图像的放大缩小算法中，放大是对图像的过采样，缩小则是对图像的欠采样，这些内容会在“4.5节图像缩放”中进一步介绍。通常在没有必要对涉及像素的物理分辨率进行实际度量时，通常会称一幅大小为MXN的数字图像的空间分辨率为MXN像素。图0.3给出了同一幅图像在不同的空间分辨率下呈现出的不同效果。当高分辨率下的图像以低分辨率表示时，在同等的显示或打印输出条件下，图像的尺寸会变小，细节变得不明显；当将低分辨率下的图像放大时，则会导致图像的细节仍然模糊，只是尺寸变大。这是因为缩小的图像已经丢失了大量的信息，在放大图像时只能通过复制行列的插值方法来确定新增像素的取值。

编辑推荐

《数字图像处理与机器视觉:Visual C++与Matlab实现》：各种标准图像处理算法(Matlab／Visual C++)汽车牌照的投影失真校正(Matlab／Visual C++)顶帽变换(Matlab／Visual C++)主成份分析(Matlab)LBP特征提取(Matlab)基于人工神经网络的数字识别系统(visual C++)基于支持向量机的人脸识别系统(Matlab)为想要了解数字图像处理与机器视觉领域的读者提供了一条扎实的进阶之路，从基本的图像处理算法，到投影校正、顶帽变换等高级应用，再到特征提取、分类器设计，以及像光学字符识别、人脸识别等综合案例，一步步地引导读者从阅读中获得知识，于实践中升华感悟。Matoab与Visusl C++两种语言描述的无缝连接，体现出科学研究和工程实践在图像处理与机器视觉领域的完美结合。从实践所需的理论，理论指导的实践以及理论与实践的结合3个层次展开每一部分内容，做到有的放矢。理论翔实，拒绝知识断层，同时又不偏执于理论本身，理论知识以说明实际问题为目的，定量解释与定性描述恰当融合。应用案例丰富，不仅给出详尽的实现代码，更揭示出背后的设计思想，注重思维历练，让您知其然，更知其所以然。内容具有一定深度，这不是一本在2个月后就会失去价值的应用程序参考，相反她让你每次欣赏时都能得到新的享受。Matlab与VisualC++两种语言描述的无缝连接，体现出科学研究和工程实践在图像处理与机器视觉领域的完美结合。

用户评论 (总计118条)

•   数字图像处理与机器视觉——Visual C++与Matlab实现（附光盘），内容很好
•   结合了vc和matlab的案例，介绍了数字化图像处理，以及虚拟机器视觉
•   数字图像处理与机器视觉这本书 适合做工程研究的同学去使用，对初学者也是一个不错的参考书！很好！
•   数字图像处理与机器视觉
•   这是一本数字图像处理不错的书，基本的操作从c++和matlab两种语言来实现，有对比有助于学习
•   与数字图像处理有关的几乎全介绍了，C++和MATLAB程序也详细，适合初学。
•   本书对图像处理技术有全面的介绍，并有相应的matlab和VC程序，易懂！是本很不错的书！
•   很好的一本书，很多东西都可以直接拿来用。不亚于冈萨雷斯的数字图像处理，图形与代码、说明相结合，说明的很透彻。不过如果要理解原理，可能需要很高的数学基础。
•   国内难得一见的图像处理方面的技术书，不但有实战，而且对背后的理论解释也比较通俗易懂。
•   可以在windows上轻松的学习 数字图像处理了。效率很高！
•   挺不错的一本书，适合图像处理方向的初学者
•   这本书还是写得非常翔实的，算是对自己学习图像处理的一个整理
  还有一点，我喜欢看同龄人写的书，易懂不教条，可操作性强。
•   于图像处理方面很适用和全面.
•   大致看了一下还行就是提供自己设计的类可以简化用C++图像处理的一些繁琐的事。
•   此书写的不错，对于我这种初学图像处理的人来说简直太有帮助了
•   学习视觉图像的一般好书
•   图像方向的书，看起来还将的蛮多的，开始好好阅读
•   是一本学习模式识别的有用的书
•   有人脸识别的经典算法，经典，实用，很不错
•   里面有很多Matlab的列子，特别讲支持向量机的部分比较详细。
•   很不错的一本数字图象处理方面的书，个人认为很经典！！！
•   内容不错分别讲解了VC和matlab两种方法的使用，主要是注重于操作，结合原理类书籍一起看比较好！
•   讲解还算详细，主要是有Visual C++和Matlab的代码，是上手时期不错的选择。
•   内容很全面，技术讲解很具体！
•   讲的很详细，每个例题都附有两种语言的实现，讲的比较全面！
•   好书一本 适合初学者 两种语言都讲得比较好
•   比较适合入门，但需要有些C++和matlab基础，
•   视觉学习不可或缺的书籍
•   如题，视觉方面的好书
•   内容不错 就是光盘有点问题，已经上门退货，准备重新买
•   刚拿到书，首先从质量上，书很好，没有问题。内容上只看了一点，感觉也蛮好的，应该是比较适合初学者的
•   这本书比较适合我的研究，感觉还可以，仔细研读吧
•   这本书内容全面，很实用。
•   光盘刚拿到就是坏的，断开了，换个行么
•   书很好，就是附带的光盘坏了，不知道能不能补发一个
•   图书非常好，正是我所需要的，讲解非常详细。包装很好，送货很快。非常满意。
•   该书讲得很详细，很适合初学者~
•   书很不错，例举有很多，很适合我这类的初学者~
•   书本质量不错，内容也还好
•   厚厚的一本，内容充实，值得学习
•   内容一般般的,没有特别之处.
•   大致翻看了一下，内容还不错，应该值得
•   这本书很好，送货也很快，整体不错，希望对以后的学习有帮助吧。
•   还是看中国人编的书比较好理解，看起来也快些。外国教材理解起来有点怪。
•   很好，老公买的，非常有参考价值
•   非常好，非常实用,给老公买的，他在家天天看
•   非常喜欢——质量非常好，非常满意，十分有用
•   不错不错，不过胶水溢出来了
•   书依旧的好，快递速度比上次快
•   学长在用，我来买来看
•   书上的例子比较详细，不错！
•   正版书，快递也不错
•   书挺便宜，物流快
•   在使用中~
•   因为图书馆里的书都是往年的旧书，参考性不强。这款值得参考。
•   书很好,利于学习编程
•   什么时候都是需要学习，学无止境，不过也没有看
•   还没细读，希望有用
•   书不错，讲得挺清晰的
•   嗯，从实例出发，理解起来更容易
•   还没开始读 不过觉得挺不错
•   正在学习，希望有所帮助启发
•   很适用，同事都说好。
•   写的很详细，容易看懂！
•   没得说，听说不错，我看看再说。
•   还不错啊，能从书上学到东西
•   收到了，但是还没看！
•   很不错，希望好好学习一下~
•   发货很快，但是感觉书有些盗版，整体还不错，挺！
•   是我想要的》
•   还有源码，呵呵
•   才翻看了一天，感觉此书还不错，印刷质量也很好，用着很舒服，也很满意
•   好书，实用，对自己帮助很大
•   正在学习中！印刷质量很好！
•   快递很给力 送到屋里来了
•   书写的很通俗易懂，值得一看
•   对于我这个初学者作用很大。
•   该书写的还不错，代码也挺好。新手可以看看
•   书很好用，是正版，纸张不错。
•   实用，详细，有代码
•   书不错，细节需要完善！
•   都是c++的东西
•   书不错了，加油！
•   很好用，实用性很强，专业性强
•   很好很满意好评
•   不错，但是C++好难懂啊啊啊啊啊
•   还只看了一部分，感觉很实用，也易懂。。。
•   书的内容很全，程序也全面，是一本数字图像处理与机器视觉程序设计的较好的参考书
•   感觉还勉强可以，这本书最大的特色就是vc与matlab能够同时对相关的知识进行实现，提供学习者更好的认识图像处理方面的认识
•   内容不错，偏应用，理论很少。几乎图像处理有关的内容都有程序实现，因为是拿来当工程应用时参考用的，所以对于该书理论上的不足几乎可以忽略。当成一本程序实现的参考书用了~
•   图像处理的书买了不少了，基本是VC的，买这本书是为了学点matlab。没想到意外还学到一些别的知识，很好。
•   内容翔实，正是我需要的，工作中正需要学习图像处理的东西。很值得一看。
•   书本华丽，内容充实。作为图像处理参考教材很合适，希望有更多实例则更好。
•   图像处理方面的知识都讲到了，还行。很有帮助
•   适合于搞工程的同学们，所有代码均能编译通过、运行正常，但算法淹没在了MFC以及C++的类中，不适合于做理论、研究算法的同学们学习
•   书隔了一天就来到了，外包装很好，保证了书的封面没有刮痕等看起来不舒服的书的内容很实用，有基础有代码，讲解透彻唯一觉得遗憾的是，书的纸张不怎么好
•   下单后等了三四天才发货，书编写的不错，但是，书质量太差，纸张薄，胶装有严重问题，书还没怎么翻就分两半了
•   这本书的VC部分我没有仔细阅读，所以不便评价，而matlab部分基本上能看做冈萨雷斯那本matlab的翻译，同时由于原书的翻译（阮秋琦版）实在太烂，所以我建议可以把这本书当作原书的翻译。
•   正在读第10章的LBP部分，书中说代码是在光盘中某某处，一查竟然没有！再试着一运行那个PCA的程序也没有运行下去，感觉程序代码是有问题的，总之比较气愤啊！
•   这本书非常重视算法的数学基础，不像一些不负责任的作者，胡乱抄抄代码就了事儿。结合《数字图像处理》（冈萨雷斯版）边看原理边实践，很有收获！