數字圖像處理（Python版）（ 微課版）

王科平，副教授。2011年畢業於北京郵電大學信號與信息處理專業，獲博士學位。主要從事圖像處理、識別，目標跟蹤，模式識別方面的教學與研究工作。 近年來編著書籍1部：《圖像特征提取與檢索技術》，由電子工業出版社出版； 主編教材1部：《數字圖像處理（MATLAB版）》，由機械工業出版社出版，每年都有上千冊銷量； 參編教材1部：《數字信號處理及Matlab實現》； 發表論文30余篇，獲發明專利5項，軟件著作權1項；參與國家自然科學基金、國家重點研發專項3項，主持河南省科技廳科技攻關項目2項、河南省高等學校重點科研項目1項。獲得河南省高等教育教學改革研究與實踐成果獎一等獎1項（排名第五）、煤炭工業協會科技進步獎三等獎一項（排名第二）。

目錄

第　一章 緒論　1

1.1　數字圖像處理的基本概念　1

1.1.1　模擬圖像　3

1.1.2　數字圖像　3

1.1.3　像素間的關系　7

1.1.4　數字圖像的表示　11

1.2　常用文件存儲格式　12

1.3　數字圖像處理的主要內容　16

1.4　數字圖像處理的應用　21

1.5　Python圖像處理基礎　28

1.5.1.基於OpenCV的圖像讀取、保存和顯示

1.5.2.基於matplotlib的圖像讀取、保存和顯示

1.5.3.基於PIL的圖像讀取、保存和顯示

1.6　啟示與拓展

1.7思考題　31

第二章　圖像視覺系統與圖像采集系統　33

2.1圖像視覺系統　33

2.1.1人眼的視覺原理　33

2.1.2光覺和色覺　35

2.1.3視覺的特性　43

2.2　圖像處理系統中的常用輸入/輸出設備　46

2.2.1輸入設備　47

2.2.2輸出設備　50

2.3　啟示與拓展

2.4習題　50

第三章　基本圖像變換　51

3.1圖像變換的基礎知識　51

3.2傅立葉變換　53

3.2.1　一維傅立葉變換　53

3.2.2　二維離散傅立葉變換（DFT）　55

3.3　離散余弦變換　61

3.3.1　基本概念　61

3.3.2　二維離散余弦變換定義　62

3.3.3離散余弦變換python仿真實例　63

3.4　小波變換　64

3.4.1　概述　64

3.4.2Gabor變換　65

3.4.3連續小波變換（CWT）　66

3.4.4　離散小波變換（DWT）　68

3.4.5小波變換Python仿真實例　68

3.5　啟示與拓展　69

3.6習題　79

第四章　圖像增強　1

4.1空間域圖像增強技術　2

4.1.1直方圖修正技術　3

4.1.2直方圖修正技術python仿真實例　12

4.1.3圖像灰度映射　14

4.1.4圖像灰度映射python仿真實例　18

4.1.5圖像間運算　20

4.1.6圖像間運算python仿真實例　23

4.1.7圖像平滑處理　24

4.1.8圖像平滑處理python仿真實例　31

4.1.9圖像銳化處理　33

4.1.10圖像銳化處理python仿真實例　37

4.2頻域圖像增強技術　38

4.2.1頻域增強理論基礎　39

4.2.2低通濾波法　39

4.2.3低通濾波python仿真實例　43

4.2.4高通濾波法　45

4.2.5高通濾波python仿真實例　47

4.2.6帶通、帶阻濾波法　48

4.2.7帶通、帶阻濾波python仿真實例　50

4.2.8同態濾波器　52

4.2.9同態濾波python仿真實例　53

4.3頻域增強技術與空域增強技術　54

4.4啟示與拓展　55

4.5習題　56

 

第五章　圖 像 編 碼　1

5.1　圖像編碼的基礎知識　1

5.1.1　數據冗余　1

5.1.2　圖像編碼中的保真度準則　4

5.1.3　圖像編碼模型　6

5.1.4　信息論基礎知識　8

5.1.5　圖像編碼中壓縮比和熵計算python仿真實例　10

5.2無損壓縮編碼　11

5.2.1基本編碼定理　11

5.2.2霍夫曼編碼　12

5.2.3香農-法諾編碼　14

5.2.4　算術編碼　15

5.2.5　無損壓縮編碼python仿真實例　16

5.3限失真編碼　22

5.3.1預測編碼　22

5.3.2變換編碼　25

5.3.3　限失真編碼python仿真實例　27

5.4啟示與拓展　32

5.5習題　33

第六章　圖像形態學處理　1

6.1形態學預備知識　1

6.1.1集合的基本知識　2

6.1.2二值圖像、集合和邏輯運算符　3

6.2二值圖像腐蝕和膨脹　4

6.2.1二值圖像腐蝕　4

6.2.2二值圖像膨脹　6

6.2.3腐蝕運算和膨脹運算的對偶性　7

6.2.4二值圖像腐蝕和膨脹python仿真實例　8

6.3二值圖像開操作和閉操作　10

6.3.1二值圖像開操作和閉操作　10

6.3.2二值圖像開操作和閉操作python仿真實例　12

6.4一些基本形態學算法　13

6.4.1擊中與擊不中變換　13

6.4.2邊界提取　14

6.4.3孔洞填充　16

6.5灰度圖像形態學處理　18

6.5.1灰度圖像腐蝕和膨脹　18

6.5.2灰度圖像的腐蝕和膨脹python仿真實例　24

6.5.3灰度圖像開運算和閉運算　26

6.5.4灰度圖像的開運算和閉運算python仿真實例　29

6.6啟示與拓展　31

6.7習題　33

第七章　彩色圖像處理　1

7.1彩色圖像的基本概念　1

7.1.1彩色視覺基礎　1

7.1.2三基色與色匹配　2

7.1.3色度圖　4

7.1.4常見圖像類型及相互轉換　5

7.1.5常見圖像相互轉換python仿真實例　10

7.2彩色模型　14

7.2.1　面向硬件設備的彩色模型　14

7.2.2　面向視覺感知的彩色模型　17

7.2.3彩色模型轉換python仿真實例　21

7.3偽彩色增強處理　21

7.3.1　亮度切割方法　22

7.3.2　灰度到彩色映射方法　23

7.3.3　頻域濾波方法　25

7.3.4　偽彩色增強python仿真實例　25

7.4真彩色圖像處理　26

7.4.1真彩色處理策略　27

7.4.2單分量變換增強　27

7.4.3全彩色增強　30

7.4.4　真彩色圖像處理python仿真實例　32

7.5啟示與拓展　38

7.6習題　39