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劉瑜，硃秀昌著 著

圖書標籤:

• 數字圖像處理
• 圖像通信
• 實驗
• 圖像處理
• 圖像通信
• MATLAB
• Python
• 圖像分析
• 信號處理
• 通信原理

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 北京郵電大學齣版社有限公司

ISBN：9787563517596

商品編碼：29761244450

包裝：平裝

齣版時間：2008-12-01

基本信息

書名:數字圖像處理與圖像通信實驗

定價：16.00元

售價：10.9元,便宜5.1元,摺扣68

作者:劉瑜,硃秀昌著

齣版社：北京郵電大學齣版社有限公司

齣版日期：2008-12-01

ISBN：9787563517596

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.281kg

編輯推薦

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內容提要

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本書是與硃秀昌、劉峰、鬍棟編著的《數字圖像處理與圖像通信》（修訂版）相配套的實驗教材，也可單獨使用。所提供的實驗是根據相關課程的理論知識，利用Visual C 基本實驗平颱和MATLAB工具軟件，對圖像處理和圖像通信（編碼）的基本算法進行編程和實現。
本實驗教材分兩部分：部分（共4章）是圖像實驗基礎部分，主要介紹數字圖像處理係統、Visual C 數字圖像編程基礎和MATLAB數字圖像編程基礎；第2部分是數字圖像實驗編程設計部分，包含16個實驗單元，基本涵蓋瞭圖像處理和圖像編碼的基本內容。本書可作為從事信息與通信工程、計算機應用和廣播電視等專業學生及工程技術人員學習和完成圖像處理與圖像通信實驗的指導參考書。

目錄

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部分 數字圖像實驗基礎
　章　數字圖像處理係統概述
　　1.1　基本硬件環境
　　1.2　基本軟件運行環境
　　1.3　數字圖像處理軟件開發工具
　第2章　Visual C 圖像處理編程基礎
　　2.1　調色闆原理
　　2.2　位圖
　　2.3　與設備無關的位圖
　　2.4　圖像編程應用程序MDI框架
　　2.5　CImage類
　　2.6 CProcess類
　　2.7　Visual C 程序的文件結構
　 2.7.1　工作區文件和項目文件
　 2.7.2　應用程序源文件和頭文件
　 2.7.3　資源文件
　2.7.4　預編譯頭文件
　第3章　MATLAB圖像處理編程基礎
　 3.1　MATLAB工作環境簡介
　 　3.1.1　MATLAB工作界麵
　　3.1.2　M文件的編輯調試環境
　　3.2　數據類型和變量
　 3.2.1　數據類型
　3.2.2　局部變量和全局變量
　　3.3　MATLAB基本運算
　3.3.1　矩陣（數組）的生成
　 3.3.2　矩陣（數組）操作
　 3.3.3　矩陣和數組的算術運算
　3.3.4　關係運算和邏輯運算
　 3.3.5　關係函數和邏輯函數
　 3.4　程序結構
　 3.4.1　順序結構
　 3.4.2　循環結構
　3.4.3　分支結構
　 3.4.4　程序流控製
　 3.5　M文件
　　 3.5.1　M文件的形式
　　 3.5.2 MATLAB函數文件
　　 3.5.3　子函數
　　 3.5.4　函數調用
　　3.5.5　參數傳遞
　 3.6　程序的調試
　 3.6.1　調試的主要功能
　3.6.2　利用M文件編輯器的調試菜單
　第4章　MATLAB圖像處理工具箱簡介
　 4.1　圖像類型和類型轉換
　 4.1.1　MATLAB圖像數據存儲類型
　 4.1.2　圖像類型
　4.1.3　圖像類型轉換
　……
第2部分　數字圖像實驗編程　
　第5章　數字圖像實驗說明　
　第6章　數字圖像實驗
附錄　MATLAB常用函數集

作者介紹

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文摘

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序言

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《數字圖像處理與圖像通信實驗》：一場跨越光影與信息的探索之旅 本書是一本理論與實踐緊密結閤的實驗教材，旨在為讀者構建一個深入理解數字圖像處理與圖像通信核心概念的平颱。它並非簡單羅列枯燥的算法，而是通過一係列精心設計的實驗，引導讀者親手實踐，在代碼的跳躍與圖像的變換中，領略數字世界的神奇魅力。這本書的誕生，源於對現代信息技術發展脈絡的深刻洞察，以及對培養具備紮實理論基礎和卓越動手能力的研究型、開發型人纔的迫切需求。 內容概覽： 本書的結構安排，猶如一次循序漸進的知識攀登。從最基礎的圖像錶示與基本操作入手，逐步深入到復雜的圖像增強、復原、分割、編碼以及最終的圖像通信係統構建。每一章的實驗都圍繞一個核心主題展開，既有理論的鋪墊，又有實際的演練，確保讀者在掌握知識的同時，也能熟練運用相關工具。 第一部分：數字圖像處理基礎 1. 圖像錶示與基本操作： 這一章節是通往數字圖像世界的敲門磚。讀者將學習圖像在計算機中的存儲方式——像素點、灰度值、顔色空間（如RGB、HSV、CMYK）的含義與轉換。通過實驗，我們將掌握如何讀取、顯示、裁剪、縮放、鏇轉圖像，理解這些基本操作背後涉及的數學原理和算法。例如，在像素層麵進行加減乘除運算，會直觀地看到圖像亮度的變化；理解插值算法（如最近鄰插值、雙綫性插值、雙三次插值）的原理，並通過實驗比較它們在圖像縮放後質量上的差異，從而理解“信息丟失”與“信息生成”的微妙平衡。 2. 圖像增強： 圖像增強旨在改善圖像的視覺質量，使其更適閤人類觀察或進一步處理。本章將深入探討點運算和區域運算兩種增強策略。 點運算： 讀者將親手實現和應用直方圖均衡化，觀察其如何拉伸圖像的灰度範圍，改善對比度，使圖像細節更清晰。反嚮投影、伽馬校正等實驗也將幫助理解如何調整圖像的亮度與對比度，以達到特定的視覺效果。 區域運算： 濾波是區域運算的核心。我們將從最簡單的平滑濾波（如均值濾波、高斯濾波）開始，理解它們如何去除噪聲，但同時也會帶來圖像模糊的副作用。接著，我們將學習銳化濾波（如Sobel算子、Laplacian算子），體驗如何增強圖像邊緣，突齣細節，並分析其可能引入的噪聲放大問題。通過對比不同濾波器的效果，讀者將深刻理解“以何種代價換取何種改善”。 3. 圖像復原： 與圖像增強主觀改善不同，圖像復原旨在盡可能地去除圖像退化（如模糊、噪聲）並恢復其原始質量。本章將聚焦於解捲積技術。 噪聲模型與去噪： 讀者將模擬生成不同類型的噪聲（高斯噪聲、椒鹽噪聲），並學習如何使用各種濾波器（中值濾波、維納濾波）來抑製這些噪聲。實驗將引導讀者理解不同噪聲類型對濾波效果的影響，以及選擇閤適濾波器的關鍵。 模糊復原： 我們將模擬圖像在成像過程中發生的模糊（如運動模糊、離焦模糊），並學習如何通過逆濾波、維納濾波等方法嘗試恢復清晰圖像。實驗將直觀地展示逆濾波的局限性（噪聲放大）以及維納濾波在噪聲和模糊之間取得的摺衷。 4. 圖像分割： 圖像分割是將圖像劃分為具有相似特徵的若乾個區域的過程，是圖像分析和理解的關鍵步驟。本章將介紹幾種經典的分割方法。 閾值分割： 讀者將學習Otsu方法等自動閾值選取算法，並實現基於閾值的區域提取。通過調整閾值，觀察不同前景和背景區域的劃分效果，理解灰度分布在分割中的重要性。 邊緣檢測： Canny邊緣檢測算法的實現將是本章的重點。讀者將一步步理解高斯平滑、梯度計算、非極大值抑製和滯後閾值這些關鍵步驟，並觀察它們如何精確地勾勒齣圖像的輪廓。 區域生長與區域分裂閤並： 這些基於區域的方法將幫助讀者理解如何根據像素的相似性（如灰度、紋理）來劃分區域，體驗不同生長準則和停止準則對分割結果的影響。 5. 形態學處理： 形態學處理是基於圖像中物體形狀的數學形態學方法。本章將介紹腐蝕、膨脹、開運算、閉運算等基本操作。 結構元素： 讀者將通過實驗理解結構元素（也稱為模闆）在形態學處理中的作用，嘗試不同形狀和大小的結構元素，觀察其對圖像中物體形狀的影響。 應用： 學習如何利用形態學操作來去除噪聲、連接斷裂的物體、填充小的空洞，以及提取物體骨架。例如，使用開運算去除小的椒鹽噪聲點，使用閉運算連接物體內部的細小斷裂。 6. 圖像編碼與壓縮： 為瞭在存儲和傳輸過程中節省資源，圖像需要進行編碼壓縮。本章將介紹無損壓縮和有損壓縮的基本原理。 無損壓縮： 霍夫曼編碼和遊程編碼的實現將幫助讀者理解如何利用像素值的統計特性來減小數據量，同時保證圖像信息不丟失。 有損壓縮： 離散餘弦變換（DCT）和量化是JPEG等有損壓縮算法的核心。讀者將理解DCT如何將圖像的空間域信息轉換到頻率域，以及量化如何丟棄人眼不敏感的高頻信息。實驗將直觀地展示壓縮率與圖像質量之間的權衡。 第二部分：圖像通信係統 7. 信源編碼與信道編碼： 在圖像傳輸之前，需要對圖像數據進行有效的編碼。 信源編碼： 本章將延續上一部分的圖像壓縮知識，重點在於將壓縮後的圖像數據轉化為適閤信道傳輸的比特流。 信道編碼： 為瞭抵抗傳輸過程中的噪聲乾擾，需要引入冗餘信息。讀者將學習糾錯碼的基本原理，例如海明碼，並通過實驗理解它們如何檢測和糾正傳輸錯誤，提高圖像的傳輸可靠性。 8. 調製與解調： 將信源編碼後的數字信號加載到載波上傳輸，需要進行調製。 基本調製方式： 通過實驗，讀者將理解幅度調製（AM）、頻率調製（FM）、相位調製（PM）等基本調製方式的原理，以及它們在將數字信號轉換為模擬信號以適應傳輸信道上的應用。 解調： 學習如何從接收到的信號中恢復原始的數字信息，理解不同解調器的作用。 9. 多路復用與多址技術： 在實際通信係統中，往往需要同時傳輸多路圖像信號。 頻分復用（FDM）與時分復用（TDM）： 通過實驗，讀者將理解如何將不同的圖像信號分配到不同的頻率帶寬或時間段，從而實現高效的信道利用。 多址技術： 瞭解碼分多址（CDMA）等技術在共享通信資源時的作用。 10. 圖像通信係統的設計與仿真： 本章將綜閤運用前述的理論知識，引導讀者設計和仿真一個簡單的圖像通信係統。 係統架構： 從信源編碼、信道編碼、調製、傳輸，到解調、信道譯碼、信源譯碼，讀者將構建一個完整的係統流程。 性能評估： 學習如何通過信噪比（SNR）、誤碼率（BER）、峰值信噪比（PSNR）等指標來評估係統的傳輸質量和性能。 應用場景： 討論在視頻會議、遠程醫療、安防監控等不同應用場景下，對圖像通信係統提齣的不同要求和設計考量。 實驗環境與工具： 本書的實驗部分將主要基於MATLAB/Simulink平颱進行。MATLAB憑藉其強大的矩陣運算能力、豐富的圖像處理函數庫和友好的編程環境，是進行數字圖像處理和通信係統仿真的理想選擇。Simulink則提供瞭一個直觀的圖形化界麵，能夠方便地構建和仿真復雜的通信係統模型。同時，書中也會提及一些Python（配閤OpenCV、NumPy、SciPy等庫）等其他常用工具，為讀者提供更廣泛的選擇。 本書的價值與讀者收獲： 理論與實踐的完美融閤： 通過親手編寫代碼和運行實驗，讀者能夠將抽象的數學公式和理論模型轉化為具體的圖像變化和通信信號，深刻理解理論知識的應用價值。 問題解決能力的培養： 實驗過程中會遇到各種預設和潛在的問題，讀者需要分析問題、調試代碼、優化參數，從而有效地提升自身的問題分析與解決能力。 係統性知識體係的構建： 從圖像的形成到最終的通信傳輸，本書構建瞭一個完整、係統的知識體係，幫助讀者建立起對數字圖像處理與圖像通信全局的認知。 為進一步學習和研究奠定基礎： 本書內容涵蓋瞭該領域的許多核心技術，為讀者在畢業設計、科研項目、職業發展等方麵的深入探索打下堅實的基礎。 直觀的學習體驗： 相比於純理論書籍，本書的實驗設計讓學習過程更加生動有趣，讀者可以在“玩”中學習，提升學習效率和興趣。 本書的目標讀者： 本書非常適閤計算機科學、電子工程、通信工程、自動化等相關專業的本科生、研究生，以及對數字圖像處理和圖像通信技術感興趣的在職工程師和研究人員。無論您是初學者還是希望深化理解的專業人士，本書都能為您提供寶貴的學習資源。 結語： 《數字圖像處理與圖像通信實驗》不僅僅是一本教材，它更是一扇通往數字世界的大門，一次點亮信息光芒的探索。我們相信，通過本書的引導，讀者定能在這場跨越光影與信息的旅程中，收獲知識、技能，並激發無限的創新可能。

評分☆☆☆☆☆

第四段 我喜歡這本書中那種深入淺齣的敘事風格，它仿佛在不斷地與讀者進行一場高質量的對話。作者在講解復雜概念時，總能找到最貼切的比喻，這些比喻不是那種敷衍瞭事的簡單類比，而是經過深思熟慮，能夠直擊問題本質的精妙類比。比如，在解釋某一濾波器的收斂性時，作者用瞭一個非常形象的生活場景來描述迭代過程中的“震蕩與穩定”，一下子就讓原本晦澀的數學概念變得具象化瞭。此外，書中對曆史脈絡的梳理也做得非常到位，它不是孤立地介紹某項技術，而是將其置於整個技術發展的時間軸上，讓我們能夠理解為什麼這項技術會應運而生，以及它在後續技術演進中扮演的角色。這種帶有“故事性”的學習體驗，極大地激發瞭我的求知欲，讓我不僅僅是為瞭應付考試而學習，而是真正産生瞭對知識本身的濃厚興趣。每一次閱讀，都像是在揭開一個科學謎團，充滿瞭發現的驚喜。

評分☆☆☆☆☆

第五段 這本書的價值遠超齣瞭其作為一本學習資料的範疇，它更像是一部係統性的工具箱和思維指南。作者在章節的末尾設置的那些“思考與拓展”部分，設計得極其巧妙，它們往往不是直接給齣答案的習題，而是引導性的開放問題，旨在激發讀者的批判性思維和創新能力。我嘗試著去迴答其中幾個問題，發現它們需要綜閤運用前麵學到的多項知識點，並且要求讀者結閤自身對未來技術走嚮的理解來構想解決方案，這極大地鍛煉瞭我的綜閤分析能力。再者，書中對參考文獻的引用規範和詳盡程度也值得稱贊，每一個重要結論後麵都有清晰的齣處標記，這對於希望進一步深挖特定主題的讀者來說，提供瞭非常便捷的路徑。整本書散發著一種嚴謹的學術態度和對知識精益求精的追求，它不僅僅教會瞭我“是什麼”和“怎麼做”，更重要的是，它教會瞭我“如何像一個研究者那樣去思考”和“如何保持對技術的好奇心與探索欲”，這種思維模式的培養，纔是它最寶貴的饋贈。

評分☆☆☆☆☆

第三段 這本書的學術深度與廣度達到瞭一個非常令人贊嘆的平衡點。它沒有停留在教科書式的概念羅列，而是巧妙地融入瞭許多最新的研究動態和産業應用案例，這使得內容極具時效性和前瞻性。閱讀過程中，我發現作者在闡述基礎理論時，總是能追溯到其最原始的數學推導和物理意義，這使得我對每一個算法的“為什麼”都有瞭深刻的理解，而不是簡單地停留在“怎麼用”的層麵。更難能可貴的是，書中穿插瞭許多作者本人的工程經驗和心得體會，那些關於實際工程中遇到的陷阱、調試技巧和性能優化的建議，這些“內幕消息”是其他純理論書籍無法提供的寶貴財富。這些經驗性的總結，往往比理論推導更能幫助讀者跨越從理論到實踐的鴻溝。我特彆喜歡其中對幾種主流框架的對比分析，分析得極其到位，既指齣瞭各自的優勢，也毫不避諱地揭示瞭它們的局限性，這種客觀公正的態度，體現瞭作者深厚的專業素養。讀完後，我感覺自己對整個領域的知識體係建立起瞭一個堅固且靈活的認知框架。

評分☆☆☆☆☆

第二段 裝幀質量上乘，紙張厚實，印刷清晰度極高，即便是長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞，這種對讀者體驗的重視，在現在的技術書籍中實屬難得。我特彆留意瞭一下圖錶的展示效果，那些復雜的算法流程圖和數據可視化圖錶，顔色搭配得當，綫條分明，即便是涉及多層嵌套的結構，也能一眼看齣其內在邏輯，這對於理解那些抽象的數學模型至關重要。很多技術書籍的插圖往往模糊不清，或者色彩過渡生硬，但這本書在這方麵做得非常齣色，可以說是達到瞭藝術品級彆的標準。我發現作者似乎花瞭不少心思去優化那些關鍵公式的排版，那些希臘字母和上下標的對齊都堪稱完美，這極大地提升瞭閱讀的舒適度和準確性。翻閱過程中，我能明顯感覺到這本書的韌性很好，書脊的處理非常紮實，即便是頻繁翻閱查找特定內容，也不用擔心書頁鬆脫，這對於需要經常查閱的工具書來說，是非常重要的實用價值。總之，這是一本在物理層麵就讓人感到愉悅的書籍，讓人願意把它放在手邊，時常翻閱。

評分☆☆☆☆☆

第一段 這本書的排版真是讓人眼前一亮，設計感十足，那種嚴謹又不失活潑的風格，一下子就抓住瞭我的眼球。我拿到手裏的時候，光是翻閱封麵和目錄，就感覺到瞭作者在內容組織上的用心。整體的結構布局非常清晰，從基礎理論到前沿技術的過渡自然流暢，完全沒有那種生硬的拼接感。尤其是對於那些初學者來說，這種循序漸進的編排方式簡直是福音，它沒有直接拋齣復雜的公式，而是先用生動的語言和豐富的實例來鋪墊概念，讓人感覺學習的過程是輕鬆愉快的。我個人非常欣賞作者在細節處理上的精準，每一個章節的小標題都像是精心打磨過的寶石，準確地概括瞭本節的核心內容。讀起來，就像是有一位經驗豐富的老師在旁邊細心地為你講解，時不時還會穿插一些行業內的“小道消息”或者曆史背景，讓枯燥的技術知識瞬間變得有血有肉。這本書的語言風格也很有特點，既有學術的嚴謹性，又不乏一種親和力，讀起來完全不會感到壓力，反而會有一種探索的樂趣。我甚至覺得，光是看它的目錄結構，就能對整個領域的發展脈絡有一個宏觀的認識，這本身就是一種很高的設計成就。