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数字图像处理——原理与实现

实现图例化、示例化、代码化、可视化,配套教学课件、习题解答、编程代码和图表素材

作者:黄进、李剑波
丛书名:面向新工科的电工电子信息基础课程系列教材
定价:59
印次:1-3
ISBN:9787302538868
出版日期:2020.01.01
印刷日期:2023.03.08

《数字图像处理——原理与实现》主要介绍数字图像处理的基础知识和基本理论,以MATLAB为实验平台,主要内容包括图像与视觉系统、像素空间关系、空域变换增强、空域滤波增强、图像变换和频域图像增强,以及数字图像处理技术实现的方法和技巧,为原理渗透和工程实践奠定坚实的基础。

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前言 高速铁路是我国一张亮丽的名片,已成为国人出行必不可少的交通工具。我国高铁运行速度高、路网规模大,运营安全备受重视。中国铁路总公司先后颁布实施的《高速铁路供电安全检测监测(6C系统)系统总体技术规范》和《高速铁路接触网运行检修暂行规程》,明确把图像和视频检查作为接触网状态监测的重要手段。只有对现场采集的图像与视频进行处理后,才能及时发现故障隐患,直接指导接触网的养护维修,由此可见,数字图像处理对确保高速铁路安全具有重要意义! 数字图像处理是人工智能的基石。简单来说,人工智能就是要实现计算机对人的视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉的模拟感知、思维决策和行为控制,视觉信息的智能化是最重要的方面,而数字图像处理是视觉信息分析处理和智能理解的基本技术。 数字图像处理理论性强,涉及大量的数学知识,内容抽象,不易理解。初览本书,发现不是想象中的公式罗列和理论推导,而是大量图片对知识点的可视化呈现。遂不禁深入细读,发现每个知识点均设计有演示示例,且提供代码重现,顿觉耳目一新!把复杂深邃的理论以浅显易懂的方式传递,正是人工智能时代知识普及传道的必要和有效方式。 作者2003年留校任教,长期从事图像处理和计算机视觉的科研和教学工作,把图像处理应用于高速铁路6C系统以解决接触网零部件图像识别问题,取得了良好成果。作者结合科研实践与教学经验,凝练成本书,以达到理论性与实践性有机融合、抽象性与可视性完美衔接,是一本难得的优秀书籍。 高仕斌高仕斌,西南交通大学教授、博士生导师,“国家百千万人才工程”入选者,何梁何利科技奖、詹天佑成就奖和全国创新争先奖牌获得者,享受国务院特殊津贴,天府杰出科学家、四川省学术与技术带头人,川藏铁路工程建设咨询委员会委员和“十二五”国家科技重点专项(高速列车专项)专家组专家。获得国家科学技术进步二等奖4次,国家级教学成果奖二等奖3次。2019年11月 人类改造世界需要经历感知世界、认识世界、分析世界和理解世界的过程,其中,感知世界是基础。人类的五感指形、声、闻、味、触,也就是人类的五种感觉,即视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉,靠人类的眼睛、耳朵、嘴巴、鼻子、舌头、手脚、皮肤等感觉器官来获取。据统计,在人类感知世界的所有信息中,视觉信息占60%,俗话说“百闻不如一见”。由此可见,视觉信息在人类生命存在中的重要意义毋庸置疑。 近年来,随着人工智能技术的兴起,人工智能比历史上任何一个时期都更加接近于人类智能。其中,视觉信息的采集、处理、分析和理解技术的进步功不可没。对计算机来说,视觉信息本质上就是图像信息,更具体来说就是数字化后的图像信息,即数字图像信息。因此,研究数字图像信息处理的理论、方法和技术对成功实现人工智能的终极目标具有重大意义。 让我们走入数字图像处理的世界,去探索人工智能的奥秘! 一、 编写原因 本人本科、硕士和博士的研究方向均为计算机科学与技术,博士阶段聚焦于数字图像处理方向的研究。2007年,接到“数字图像处理”课程的教学任务,本以为得心应手、轻车熟路,能够轻松驾驭,孰料事与愿违。由于课程理论性较强,原理较抽象,并且涉及大量的数学推演,某些自认为比较简单的原理,学生却不易理解,接受困难。经过与学生多次、反复地沟通与交流,发现实属正常,一方面,学生作为需要引进门的初学者,没有基础知识的铺垫; 另一方面,数字图像处理又属于实践性较强的技术。遂想到是否可以将每一个知识点都与图例、示例、代码等对应起来,做到知识点的实例化和可视化,并且是逐一地、完全地、一个不漏地实例化和可视化,于是走上了痛苦并快乐着的图例分析、示例设计和代码编写,以及书籍编著的不归路。 二、 本书特色 本书的特色在于知识点的“实例化”和“可视化”。一方面,重构结构体系,更新知识内容,做到每一个知识点对应一个实例(包括图例和/或示例),实现知识点的实例化,用实例阐释理论,加深读者对知识点的理解; 另一方面,所有实例用代码实现,把“看不见摸不着的原理”变成“可视可触可控的实体”,实现知识点的可视化,促进读者对知识点的应用。期待本书的品读是一个寓学于趣、寓趣于乐的过程。 三、 读者对象 本书以原理阐释为基础,以图例示例为引导,以代码实现为手段,以实践应用为目标,逻辑严谨、深入浅出、内容翔实、示例丰富,适合作为理工科高等院校数字图像处理领域的教学用书,也可作为数字图像处理、计算机视觉、人工智能等领域广大科研人员、工程技术人员的参考用书。 四、 本书结构 本书包含11个一级标题、28个二级标题和96个三级标题。11个一级标题为内容简介、前言、目录、七章正文和参考文献。七章正文分别是绪论、图像与视觉系统、像素空间关系、空域变换增强、空域滤波增强、图像变换和频域图像增强。每一章均由正文和习题两部分构成,正文包含文字、图例、示例和代码,习题解答可通过书中二维码获取。 本书包含181个知识点。其中,第1章有14个知识点,第2章有22个知识点,第3章有54个知识点,第4章有33个知识点,第5章有27个知识点,第6章有16个知识点,第7章有15个知识点。 五、 本书素材 本书素材丰富,包含图表、公式、例题、代码、习题和课件,力求让知识点的阐释更加形象生动和浅显易懂,所有素材均可通过书中二维码获取。 1. 229个图表 本书包含229个图表,其中,图有219个、表有10个,涉及111个知识点。第1章有14个图、1个表,涉及4个知识点; 第2章有21个图、3个表,涉及16个知识点; 第3章有37个图,涉及23个知识点; 第4章有52个图、6个表,涉及23个知识点; 第5章有44个图,涉及21个知识点; 第6章有22个图,涉及12个知识点; 第7章有29个图,涉及12个知识点。所有图表原始文件可通过书中二维码获取。 2. 318个公式 本书包含318个公式,涉及107个知识点。其中,第1章有1个公式,涉及1个知识点; 第2章有13个公式,涉及7个知识点; 第3章有87个公式,涉及33个知识点; 第4章有38个公式,涉及19个知识点; 第5章有65个公式,涉及20个知识点; 第6章有88个公式,涉及13个知识点; 第7章有26个公式,涉及14个知识点。 3. 102个例题 本书包含102个例题,涉及70个知识点。其中,第1章有1个例题,涉及1个知识点; 第2章有5个例题,涉及5个知识点; 第3章有6个例题,涉及4个知识点; 第4章有33个例题,涉及18个知识点; 第5章有27个例题,涉及19个知识点; 第6章有12个例题,涉及11个知识点; 第7章有18个例题,涉及12个知识点。 4. 165段代码 本书包含165段代码,约5191行语句,涉及75个知识点。其中,第1章有1段代码,涉及1个知识点; 第2章有6段代码,涉及5个知识点; 第3章有9段代码,涉及8个知识点; 第4章有80段代码,涉及21个知识点; 第5章有24段代码,涉及16个知识点; 第6章有21段代码,涉及12个知识点; 第7章有24段代码,涉及12个知识点。所有代码原始文件可通过书中二维码获取。 5. 64个习题 本书包含64个习题。其中,第1章有6个习题,第2章有10个习题,第3章有17个习题,第4章有9个习题,第5章有9个习题,第6章有10个习题,第7章有3个习题。习题解答可通过书中二维码获取。 6. 1套课件 本书包含1套课件,可作为教师教学或读者自学参考所用。课件可通过书中二维码获取。 六、 致谢 经过12年教学工作的积累,终于完成素材整编和知识梳理,即将编著成册。一路走来,既有繁杂素材精练整编的抓狂,也有散乱知识体系梳理的烧脑,当然,还有经验心血编著成册的喜悦。感谢李剑波老师、王敏老师、刘怡老师在书稿编著中的辛勤付出,使得本书能够顺利出版!感谢李啸天、李继秀、秦泽宇、杨旭、郑思宇、付国栋等研究生在书稿校对中的一丝不苟,使得本书能够精益求精!感谢赵舵老师、马磊老师、黄德青老师在工作中的理解与支持,使我能够专注于书稿的编著!感谢父母、家人在生活中的细心照顾和家庭温暖,使我能够潜心于教学和科研!感谢两个女儿带给我的欢声笑语和童真乐趣,使我得以享受人生的天伦之乐!你们是我最宝贵的财富和最坚强的后盾,也是激励我不断前行的动力! 黄进2019年10月 配套教学资源下载

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  • 《数字图像处理——原理与实现》注重理论性与实践性有机融合、抽象性与可视性完美衔接, 寓学于趣、寓趣于乐。以图表公式为素材,以例题习题为引导,以代码实现为手段,以实践应用为目标,实现所有知识点的图例化、示例化、代码化和可视化,逻辑连贯、深入浅出、内容翔实。■图例化。以图表公式为素材,着眼原理,重在呈现,力求形象,实现知识点的图例化。
    ■示例化。以例题习题为引导,着眼逻辑,重在翔实,力求浅出,实现知识点的示例化。
    ■代码化。以代码实现为手段,着眼重现,重在验证,力求扩展,实现知识点的代码化。
    ■可视化。以实践应用为目标,着眼实践,重在应用,力求生动,实现知识点的可视化。
    配套资源丰富,包括教学课件、习题解答、编程代码、图表素材,均可通过前言二维码下载。

  • 《数字图像处理——原理与实现》注重理论性与实践性有机融合、抽象性与可视性完美衔接, 寓学于趣、寓趣于乐。以图表公式为素材,以例题习题为引导,以代码实现为手段,以实践应用为目标,实现所有知识点的图例化、示例化、代码化和可视化,逻辑连贯、深入浅出、内容翔实。■图例化。以图表公式为素材,着眼原理,重在呈现,力求形象,实现知识点的图例化。
    ■示例化。以例题习题为引导,着眼逻辑,重在翔实,力求浅出,实现知识点的示例化。
    ■代码化。以代码实现为手段,着眼重现,重在验证,力求扩展,实现知识点的代码化。
    ■可视化。以实践应用为目标,着眼实践,重在应用,力求生动,实现知识点的可视化。
    配套资源丰富,包括教学课件、习题解答、编程代码、图表素材,均可通过前言二维码下载。

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  • 前言

    高速铁路是我国一张亮丽的名片,已成为国人出行必不可少的交通工具。我国高铁运行速度高、路网规模大,运营安全备受重视。中国铁路总公司先后颁布实施的《高速铁路供电安全检测监测(6C系统)系统总体技术规范》和《高速铁路接触网运行检修暂行规程》,明确把图像和视频检查作为接触网状态监测的重要手段。只有对现场采集的图像与视频进行处理后,才能及时发现故障隐患,直接指导接触网的养护维修,由此可见,数字图像处理对确保高速铁路安全具有重要意义!

    数字图像处理是人工智能的基石。简单来说,人工智能就是要实现计算机对人的视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉的模拟感知、思维决策和行为控制,视觉信息的智能化是最重要的方面,而数字图像处理是视觉信息分析处理和智能理解的基本技术。

    数字图像处理理论性强,涉及大量的数学知识,内容抽象,不易理解。初览本书,发现不是想象中的公式罗列和理论推导,而是大量图片对知识点的可视化呈现。遂不禁深入细读,发现每个知识点均设计有演示示例,且提供代码重现,顿觉耳目一新!把复杂深邃的理论以浅显易懂的方式传递,正是人工智能时代知识普及传道的必要和有效方式。

    作者2003年留校任教,长期从事图像处理和计算机视觉的科研和教学工作,把图像处理应用于高速铁路6C系统以解决接触网零部件图像识别问题,取得了良好成果。作者结合科研实践与教学经验,凝练成本书,以达到理论性与实践性有机融合、抽象性与可视性完美衔接,是一本难得的优秀书籍。

    高仕斌高仕斌,西南交通大学教授、博士生导师,“国家百千万人才工程”入选者,何梁何利科技奖、詹天佑成就奖和全国创新争先奖牌获得者,享受国务院特殊津贴,天府杰出...

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