数字图像处理与PYTHON实现（第2版）（附微课视频）

1.结合专业建设需要，突出课程应用导向。重点关注数字图像处理相关前沿应用，根据应用场景合理规划课程知识体系。 2.重要知识点模块化，解耦关键知识点。为了方便学生掌握、学习并将知识应用于实践，将关键知识进行模块化封装，去除无关知识依赖，使其可以形成独立案例模块。 3.以Python为基础，结合因特尔FPGA相关案例，开发相关实验实践课程，形成集知识性、趣味性、引导性为一体的案例体系。 4.与上一版相比，此次改版融入课程思政内容，增加部分行业背景知识，适应教学需求；适应最新发展，对代码案例版本进行更新；增加章节知识概述部分内容，实现更好的内容引导，丰富了习题设置。

本书共7个章节，大致可分四个板块。1、2章为第一板块，介绍数字图像基础知识及彩色图像处理，使得读者了解数字图像处理最基本概念，并且能够上手数字图像处理基本流程。3、4章节为第二板块，介绍图像空间滤波与图像频域滤波，使读者可以了解数字图像处理的一般原理。第5章为第三板块，介绍数字图像特征提取，可以让读者了解到数字图像处理的基础应用。6、7章节为第四板块，介绍图像压缩与图像小波变换，是数字图像处理的深入应用。附录部分展示了如何进行环境配置以及一些python的基础语法。 本书使用对象包括数字图像处理的初学者、有一定理论基础但编程能力较弱的学习者、期望快速进行算法效果演示的教学人员。

岳亚伟，四川大学博士，山西农业大学教师。从事Linux程序设计、计算机网络、操作系统及数字图像信号处理方面的课程教学。目前主要研究领域涉及数字图像处理与机器学习。

第 1 章 数字图像处理基础知识.......  1 1.1  数字图像概述........................................1 1.1.1  数字图像处理的目的................3 1.1.2  数字图像处理的应用................3 1.1.3  数字图像处理技术进展............4 1.1.4  数字图像处理特点....................5 1.1.5  常见数字图像处理技术............6 1.2  图像采样和量化....................................7 1.2.1  图像采样....................................7 1.2.2  图像量化..................................10 1.3  图像的表示和可视化..........................  11 1.3.1  图像的表示..............................12 1.3.2  图像的格式..............................13 1.3.3  图像的基本属性......................13 1.3.4  图像可视化模块......................15 1.4  像素间的关系......................................17 1.5  简单图像处理......................................18 1.5.1  图像基本属性的操作..............18 1.5.2  图像的简单运算......................20 1.5.3  图像卷积操作..........................26 1.6  小结......................................................27 1.7  本章练习..............................................27 第  2 章 彩色图像处理初步............28 2.1  彩色图像的颜色空间 ..........................28 2.1.1  RGB 颜色空间.........................28 2.1.2  HSI 颜色空间...........................30 2.1.3  RGB 图像与 HIS 图像之间的转换..........................................30 2.2  伪彩色图像处理..................................33 2.2.1  强度分层..................................33 2.2.2  灰度值到彩色变换..................34 2.3  基于彩色的图像分割 ..........................38 2.3.1  HSI 颜色空间中的图像分割..........................................38 2.3.2  RGB 颜色空间中的图像分割..........................................40 2.4  彩色图像灰度化..................................41 2.5  小结......................................................43 2.6  本章练习..............................................43 第  3 章 空间滤波  .........................44 3.1  空间滤波基础......................................44 3.1.1  空间滤波的机理......................45 3.1.2  空间滤波器模板......................47 3.2  平滑处理..............................................48 3.2.1  平滑线性空间滤波器..............48 3.2.2  平滑非线性空间滤波器..........52 3.3  锐化处理..............................................55 3.3.1  一阶微分算子..........................55 3.3.2  二阶微分算子..........................59 3.3.3  反锐化掩蔽..............................60 3.4  混合空间增强......................................62 3.5  小结......................................................64 3.6  本章练习..............................................65 第  4 章 频域滤波  .........................66 4.1  傅里叶变换..........................................67 4.1.1  一维傅里叶变换......................68 4.1.2  二维傅里叶变换......................72 4.2  傅里叶变换的性质..............................74 4.2.1  傅里叶变换的基本性质..........74 4.2.2  二维傅里叶变换的性质..........78 4.3  快速傅里叶变换..................................80 4.3.1  快速傅里叶变换的原理..........80 4.3.2  快速傅里叶变换的实现..........82 4.4  图像频域滤波......................................82 4.4.1  低通滤波..................................83 4.4.2  高通滤波..................................87 4.5  小结......................................................90 4.6  本章练习..............................................91 第  5 章 图像特征提取  ..................92 5.1  图像颜色特征提取 ..............................93 5.1.1  颜色直方图..............................93 5.1.2  颜色矩......................................95 5.1.3  颜色集......................................96 5.1.4  颜色聚合向量..........................97 5.1.5  颜色相关图..............................97 5.2  图像纹理特征提取 ..............................98 5.2.1  统计分析方法........................100 5.2.2  Gabor 变换.............................104 5.2.3  局部二值模式........................108 5.3  图像形状特征提取 ............................113 5.3.1  简单的形状特征....................113 5.3.2  傅里叶描述符........................114 5.3.3  形状无关矩............................115 5.4  图像边缘特征提取 ............................116 5.4.1  梯度边缘检测........................116 5.4.2  一阶边缘检测算子................117 5.4.3  二阶边缘检测算子................120 5.5  图像点特征提取................................124 5.6  小结....................................................127 5.7  本章练习............................................127 第  6 章 图像压缩  .......................128 6.1  图像压缩简介....................................129 6.2  熵编码技术........................................130 6.2.1  哈夫曼编码............................130 6.2.2  算术编码................................135 6.2.3  行程编码................................137 6.2.4  LZW 编码..............................138 6.3  预测编码............................................140 6.3.1  DM 编码................................141 6.3.2  DPCM 编码 ...........................142 6.4  变换编码............................................144 6.4.1  K-L 变换................................145 6.4.2  离散余弦变换........................146 6.5  JPEG 编码..........................................150 6.6  小结....................................................153 6.7  本章练习............................................153 第  7 章 图像小波变换与多分辨率...........................154 7.1  从傅里叶变换到小波变换................154 7.1.1  小波........................................155 7.1.2  感性认识小波变换................156 7.2  简单小波示例....................................159 7.2.1  哈尔小波构建........................160 7.2.2  哈尔小波变换........................162 7.2.3  哈尔小波逆变换....................163 7.2.4  其他常见小波........................164 7.3  图像多分辨率....................................167 7.3.1  小波多分辨率........................167 7.3.2  图像金字塔............................168 7.3.3  图像子带编码........................170 7.4  图像小波变换....................................170 7.4.1  二维小波变换基础................170 7.4.2  小波变换在图像处理中的应用........................................172 7.5  小结....................................................175 7.6  本章练习............................................175 附录  A Python  开发环境配置及 基本语法  .......................176 A.1  综述...................................................176 A.2  Python 开发环境配置.......................176 A.3  Python 基本语法...............................180 A.3.1  Python 编码风格...................180 A.3.2  第 一个 Python 程序..............180 附录  B 数字图像处理基础案例  ...184 B.1  综述 ...................................................184 8.2  图像滤镜操作实现............................184 B.2.1  脸部磨皮操作.......................184 B.2.2  大眼滤镜...............................186 B.2.3  素描风格...............................188 B.2.4  图像径向模糊.......................189 B.3  图像压缩算法...................................190 B.3.1  LZW 压缩算法......................190 B.3.2  JPEG 压缩算法 .....................194 B.4  图像去雾算法 ...................................205 参考文献  ........................  212