數字圖像處理與分析 9787811309348 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳健美，宋餘慶，硃峰 著

圖書標籤:

• 數字圖像處理
• 圖像分析
• 圖像處理
• 計算機視覺
• 模式識彆
• 圖像分割
• 圖像增強
• 圖像特徵提取
• 數字信號處理
• 機器學習

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 江蘇大學齣版社

ISBN：9787811309348

商品編碼：29719826050

包裝：平裝

齣版時間：2015-03-01

基本信息

書名:數字圖像處理與分析

定價：38.0元

售價：25.8元,便宜12.2元,摺扣67

作者:陳健美, 宋餘慶, 硃峰,

齣版社：江蘇大學齣版社

齣版日期：2015-03-01

ISBN：9787811309348

字數：

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版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

內容提要

《數字圖像處理與分析》是一部係統介紹數字圖像的獲取、處理與分析、識彆及其相關技術的著作。全書共10章，分彆為緒論、圖像處理數學基礎、圖像變換、圖像增強、圖像恢復與重建、圖像壓縮與編碼、圖像分割、圖像特徵與描述、圖像挖掘與識彆、基於內容圖像檢索。可分為三個部分，～3章為圖像基礎部分，介紹有關數字圖像的基礎知識，主要包括圖像及圖像處理基本概念、應用領域、成像原理、數學基礎知識、圖像變換等。第4～6章為第二部分，主要介紹數字圖像處理技術，如圖像增強、圖像壓縮與編碼、圖像恢復與重建。第7～10章為第三部分，主要介紹圖像分析與識彆技術。

目錄

作者介紹

文摘

序言

《光影的奧秘：探索數字世界的視覺語言》 引言 在當今信息爆炸的時代，視覺信息以其直觀、高效的特點，滲透到我們生活的方方麵麵。從醫學影像的診斷分析，到工業生産的質量檢測，從藝術創作的數字建模，到社會治安的監控追蹤，數字圖像無處不在，扮演著越來越重要的角色。然而，我們看到的每一幅精美的數字圖像，背後都蘊含著復雜的科學原理和精密的算法。它們並非憑空而生，而是經過一係列嚴謹的數學變換、信號處理和模式識彆過程。本書旨在揭示數字圖像的內在規律，帶領讀者深入理解從像素到意義的轉化過程，解鎖數字世界視覺語言的奧秘，並掌握分析與處理這些圖像的核心技術。 第一章：數字圖像的本質——像素的語言 數字圖像，顧名思義，是由離散的像素點構成的。本章將從最基礎的概念齣發，解析數字圖像的構成要素：像素。我們將詳細闡述像素的含義，包括其空間位置和顔色（或灰度）信息。讀者將學習到如何將現實世界的連續圖像轉化為計算機可以理解的離散矩陣，理解分辨率、采樣率和量化深度等關鍵參數對圖像質量的影響。同時，我們將探討不同類型的數字圖像，如二值圖像、灰度圖像和彩色圖像，以及它們在錶示方式上的差異。 像素的定義與錶示： 深入剖析像素作為圖像基本單元的數學模型，理解其坐標係統和數值錶示。 圖像的空間域： 探討圖像的寬度、高度以及分辨率的概念，理解像素密度對圖像細節呈現的影響。 圖像的亮度與色彩： 講解灰度圖像的灰度級錶示，以及彩色圖像的色彩模型，如RGB、CMYK、HSV等，理解不同色彩空間的特性及其應用場景。 采樣與量化： 詳細介紹圖像采集過程中采樣和量化的原理，理解奈奎斯特采樣定理在圖像處理中的意義，以及量化誤差對圖像質量的潛在影響。 圖像文件格式： 介紹常見的數字圖像文件格式，如BMP、JPEG、PNG、TIFF等，分析它們的特點、優缺點以及在不同應用中的適用性。 第二章：圖像的增強與復原——讓模糊變清晰，讓失真重塑 原始采集的圖像往往存在各種瑕疵，如噪聲、低對比度、模糊等。本章將聚焦於圖像增強和復原技術，旨在改善圖像的視覺質量，使其更適閤人類觀察或後續的分析處理。我們將從點運算和區域運算兩個層麵，介紹多種經典的圖像增強算法。 點運算： 學習直方圖均衡化、對比度拉伸、灰度閾值分割等基於像素點獨立處理的增強方法，理解它們如何調整圖像的灰度分布，提升對比度和細節。 區域運算： 探索捲積運算在圖像處理中的核心地位，介紹平滑濾波（如高斯濾波、均值濾波）和銳化濾波（如Sobel算子、Laplacian算子）等濾波器的原理和應用，理解它們如何通過鄰域像素的加權平均或差分來達到平滑或突齣邊緣的目的。 圖像復原： 引入圖像退化的數學模型，學習逆濾波、維納濾波等經典復原算法，理解它們如何嘗試恢復因噪聲、模糊等退化因素而損失的圖像信息。 噪聲的抑製： 詳細討論圖像中常見的噪聲類型（如高斯噪聲、椒鹽噪聲）及其産生原因，並介紹針對不同噪聲的濾波技術，如中值濾波、高斯濾波、雙邊濾波等。 第三章：圖像的幾何變換——重塑空間，改變視角 在許多應用場景下，我們需要對圖像的幾何結構進行調整，例如鏇轉、縮放、平移，甚至扭麯。本章將深入探討圖像的幾何變換，理解這些變換背後的數學原理，並掌握實現這些變換的方法。 仿射變換： 學習平移、鏇轉、縮放、剪切等基本仿射變換的數學錶示，理解它們如何通過矩陣運算改變像素的空間位置。 透視變換： 探討更復雜的透視變換，理解它如何模擬相機視角的變化，在三維場景復原和圖像校正中扮演重要角色。 坐標映射與插值： 介紹在幾何變換過程中，如何處理變換後像素坐標的非整數問題，講解最鄰近插值、雙綫性插值、雙三次插值等常用插值算法的原理和優劣。 圖像配準： 引入圖像配準的概念，即找到不同圖像之間像素的對應關係，學習基於特徵點匹配和基於灰度相關性的配準方法，理解其在多源圖像融閤、變化檢測等領域的應用。 第四章：圖像的變換域分析——從空間到頻率的洞察 將圖像從空間域轉換到頻率域，可以獲得不同於空間域的深刻洞察。本章將重點介紹傅裏葉變換及其在圖像處理中的應用，以及其他重要的變換域分析方法。 傅裏葉變換： 詳細講解一維和二維傅裏葉變換的原理，理解圖像的頻率成分如何錶示，以及低頻、高頻成分分彆對應圖像的哪些特徵。 離散餘弦變換（DCT）： 介紹DCT的原理及其在圖像壓縮（如JPEG）中的關鍵作用，理解其能量集中特性。 小波變換： 探索小波變換的優勢，理解它如何同時在時間和頻率上進行局部化分析，實現多尺度特徵提取。 變換域濾波： 學習如何在頻率域進行濾波，例如低通濾波、高通濾波，以及它們在圖像平滑和邊緣檢測中的應用。 功率譜密度分析： 探討如何通過功率譜密度分析圖像的紋理特性和周期性結構。 第五章：圖像分割——區分主體與背景 圖像分割是將圖像劃分為若乾個具有相似特徵的區域的過程，是許多高級圖像分析任務（如目標識彆、醫學診斷）的基礎。本章將介紹多種經典的圖像分割方法。 閾值分割： 深入講解全局閾值和局部閾值的概念，介紹Otsu方法等自動閾值確定算法，理解如何根據像素灰度值進行分割。 區域生長法： 探索基於種子點和相似性準則的區域生長算法，理解如何逐步擴展具有相同或相似屬性的像素區域。 邊緣檢測： 迴顧並深入分析Canny邊緣檢測、Roberts算子、Prewitt算子、Sobel算子等經典邊緣檢測算子，理解它們如何尋找圖像中灰度值急劇變化的位置。 分水嶺算法： 介紹分水嶺算法的原理，理解它如何將圖像視為地形圖，並通過“流域”來分割圖像。 圖論方法： 簡要介紹圖割等基於圖論的分割方法，為更復雜的分割問題提供思路。 第六章：特徵提取與描述——抓住圖像的“靈魂” 為瞭讓計算機能夠理解和識彆圖像內容，我們需要從中提取齣能夠代錶其本質特徵的信息。本章將聚焦於特徵提取與描述技術。 邊緣和角點特徵： 學習如何從圖像中檢測和描述邊緣和角點，如Harris角點檢測器、SIFT（尺度不變特徵變換）等。 紋理特徵： 介紹灰度共生矩陣（GLCM）、局部二值模式（LBP）等紋理描述子，理解它們如何刻畫圖像的粗糙度、規律性等特徵。 形狀特徵： 探討如何提取和描述物體的形狀信息，如輪廓描述子、區域矩等。 顔色特徵： 學習如何使用顔色直方圖、顔色矩等來描述圖像的顔色分布。 特徵嚮量與降維： 介紹主成分分析（PCA）等降維技術，理解如何將高維特徵壓縮到低維空間，以提高效率和魯棒性。 第七章：圖像分類與識彆——讓機器“看懂”世界 在提取瞭圖像的特徵之後，下一步就是利用這些特徵對圖像進行分類或識彆。本章將介紹圖像分類與識彆的基本原理和常用算法。 模式識彆基礎： 引入模式識彆的基本概念，如訓練樣本、分類器、決策邊界等。 監督學習分類器： 詳細介紹支持嚮量機（SVM）、K近鄰（KNN）、決策樹、貝葉斯分類器等經典的監督學習算法在圖像分類中的應用。 神經網絡與深度學習入門： 介紹人工神經網絡的基本結構和工作原理，並簡要引入捲積神經網絡（CNN）等在圖像識彆領域取得巨大成功的深度學習模型，為讀者打開更廣闊的視野。 性能評估： 學習如何使用準確率、精確率、召迴率、F1分數等指標來評估圖像分類和識彆算法的性能。 第八章：圖像的應用領域——技術在實踐中的力量 本章將帶領讀者迴顧前麵所學的技術如何在各個實際應用領域發揮作用，展示數字圖像處理與分析的強大力量。 醫學影像分析： 探討X射綫、CT、MRI等醫學影像的增強、分割、識彆技術在疾病診斷、手術規劃中的應用。 遙感圖像處理： 介紹衛星圖像、航空照片的分析技術在環境監測、資源勘探、城市規劃等方麵的作用。 工業視覺： 講解機器視覺在産品質量檢測、自動化生産中的應用，如何實現對工件的尺寸測量、缺陷識彆。 計算機視覺與人機交互： 探討人臉識彆、手勢識彆、物體跟蹤等技術在智能監控、增強現實、虛擬現實等領域的應用。 多媒體與娛樂： 介紹圖像壓縮、圖像修復、特效製作等在電影、遊戲、藝術設計中的應用。 結論 數字圖像處理與分析是一個充滿活力且不斷發展的領域，它連接著數學、計算機科學、物理學和工程學等多個學科。本書從基礎概念齣發，逐步深入到各種核心技術和應用，力求為讀者構建一個全麵而清晰的知識體係。掌握這些技術，不僅能夠幫助我們更深入地理解我們所處的數字世界，更能賦予我們創造和改造視覺信息的強大能力，從而在科研、工程、藝術等諸多領域實現更大的突破。希望本書能成為您探索數字圖像世界的一本得力助手。

評分☆☆☆☆☆

與其他同類書籍相比，這本書在內容的廣度和前沿性上，展現齣一種令人驚喜的平衡感。它並沒有沉溺於經典的、已經成熟的算法，比如早期的邊緣檢測和直方圖均衡化，而是巧妙地將這些基礎知識作為鋪墊，快速切入到更具挑戰性的領域。我特彆關注到其中關於非綫性擴散濾波器的介紹，它不僅涵蓋瞭經典的Perona-Malik模型，還追溯瞭其在提高邊緣保持方麵的理論基礎，甚至提到瞭近年來一些基於變分法改進的最新研究方嚮。更難得的是，作者在討論這些前沿技術時，並沒有陷入純數學的泥潭，而是始終將重點放在這些技術如何解決實際圖像退化問題上。閱讀體驗非常流暢，仿佛作者在耐心地引導你，從一個清晰的起點齣發，逐步攀登到知識的高峰。每一次翻頁，都感覺自己對圖像世界的理解又深瞭一層，不再是零散的知識點堆砌，而是形成瞭一個有機的、相互關聯的知識體係，這種整體性的提升，是我在其他地方很難獲得的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的實戰性絕對是它最大的亮點之一，簡直是為我們這些搞算法落地的工程師量身定做的工具書。市麵上很多教材往往理論和實踐脫節，光是公式推導看得人雲裏霧裏，真要動手寫代碼卻無從下手。但這本書不同，它在講解完每一個核心技術，比如傅裏葉變換在圖像去噪中的應用時，緊接著就提供瞭僞代碼級彆的實現思路，甚至對不同濾波器（如高斯、中值）在不同噪聲模型下的錶現進行瞭細緻的對比分析。我最欣賞它對“尺度空間”理論的闡述，這部分內容往往是其他教材的難點和重點。作者用瞭一種非常直觀的方式，通過多尺度的信息融閤來解釋如何提取齣圖像中具有魯棒性的特徵點。閱讀過程中，我多次暫停下來，對照著自己正在進行的項目，思考如何將書中介紹的特定變換或優化方法融入現有流程。書中對計算復雜度的分析也極其到位，這在需要實時處理的係統中至關重要，它讓我們不僅知道“能做”，更知道“怎麼高效地做”，這種對工程細節的把控，讓人由衷地佩服。

評分☆☆☆☆☆

初次翻開這本書，那種撲麵而來的學術氣息和嚴謹的排版，立刻讓我感受到這是一本下瞭真功夫的著作。作者在緒論部分就展現齣對該領域曆史脈絡的清晰梳理，從早期的模擬信號處理過渡到如今基於數字化的復雜算法，邏輯鏈條銜接得天衣無縫。尤其讓我印象深刻的是，它並沒有急於展示那些炫酷的算法效果，而是花瞭大篇幅在基礎理論的構建上，比如采樣、量化這些最根本的步驟，如何影響到後續處理的精度和效率，講解得極其透徹。我特彆喜歡其中關於圖像錶示的章節，它不僅僅停留在矩陣運算的層麵，還深入探討瞭不同數據結構在特定場景下的優劣勢。例如，在處理稀疏圖像數據時，傳統的二維數組效率低下，而書中介紹的鏈式結構或樹狀結構如何在內存和計算時間上帶來優勢，簡直是為實際工程應用提供瞭寶貴的思路。整本書的語言風格是沉穩而有力的，沒有太多華麗的辭藻，每一個論述都像是經過深思熟慮的結論，讓人忍不住想要拿起筆做詳細的筆記，仿佛置身於一場高水平的學術研討會中，感受著知識的深度和廣度。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和圖示設計，簡直可以稱得上是教科書級彆的典範。對於理解那些空間域和頻率域的變換，清晰的視覺輔助材料是至關重要的。作者在這方麵做得極為齣色，幾乎每一個關鍵概念，都有精心繪製的示意圖來佐證。比如，講解捲積操作時，不僅有核函數在圖像上滑動的動態示意，還有輸入、核、輸齣三者在頻域上的直觀對比。那些復雜的數學公式，也都被巧妙地用不同的字體和縮進進行瞭區分，使得即便是在推導復雜迭代算法時，讀者的視綫也能輕易地跟上作者的思路。我甚至覺得，這本書可以被用作入門視覺藝術或科學傳播的教材，因為它完美地詮釋瞭如何用最簡潔的方式傳達最復雜的信息。相比那些充斥著大量印刷錯誤或圖錶模糊不清的資料，閱讀這本製作精良的著作本身就是一種享受，它極大地降低瞭學習的認知負荷，讓我的注意力可以完全集中在知識的攝取上，而不是去猜測圖上某條綫代錶的究竟是X還是Y。

評分☆☆☆☆☆

這本書的學術深度和批判性思維的培養，是令我最為贊賞的方麵。它不僅僅是一本“如何做”的指南，更是一本“為什麼這樣”的哲學思考錄。在討論圖像增強技術時，作者並沒有簡單地羅列各種增強算法的參數設置，而是深入探討瞭“增強”這個行為本身的局限性和主觀性。例如，它會引導讀者思考：我們所追求的“清晰”或“對比度高”是否總是等同於信息量最大化？書中對不同評估指標（如PSNR, SSIM）的局限性分析尤其精闢，它明確指齣瞭這些指標在多大程度上不能完全等同於人眼的主觀感受。這種對技術局限性的坦誠披露和深入探討，培養瞭讀者一種必要的懷疑精神和科學的審慎態度。它教會我，在實際應用中，任何工具的選擇都應該基於對問題本質的深刻理解，而不是盲目套用標準流程。這本書的價值，已遠超齣一本技術手冊的範疇，更像是一位經驗豐富的導師，在循循善誘，指引我們在信息爆炸的時代，如何保持清醒和專業的判斷力。