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出版者:清华大学出版社

作者:王瑶

出品人:

页数:628

译者:

出版时间:2003-2-1

价格:56.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787302061564

丛书系列:国际知名大学原版教材——信息技术学科与电气工程学科系列

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数字图像处理技术与应用 书籍简介 本书深入探讨了数字图像处理的基础理论、核心算法及其在现代工程和科研领域的广泛应用。全书内容结构严谨，逻辑清晰，旨在为图像处理领域的初学者、工程技术人员以及相关专业的研究人员提供一本全面且实用的参考指南。 本书的编排遵循从基础概念到复杂应用的递进路线。首先，详细阐述了数字图像的采集、表示、量化与存储等基础知识，为后续的算法分析奠定坚实的数学和数字基础。这部分内容着重于像素级别的操作，解析了图像在计算机中的本质，包括灰度级、分辨率以及色彩空间的转换，如RGB、HSV和YCbCr模型，帮助读者理解不同表示方法对后续处理效果的影响。 在图像增强方面，本书系统地介绍了空域和频域的增强技术。空域增强部分，涵盖了点操作（如灰度变换、对比度拉伸）、直方图处理（均衡化、规定化）以及空间滤波技术。重点剖析了线性滤波器（如均值滤波、高斯滤波）和平滑滤波器的性能，并深入讨论了非线性滤波器（如中值滤波、形态学滤波）在去除脉冲噪声和保护边缘细节方面的独特优势。频域增强则引入了傅里叶变换在图像分析中的核心作用，详细解释了低通、高通和带阻滤波器的设计原理及其在锐化和去噪中的应用，并对比了卷积操作在时域和频域中的效率差异。 图像复原是本书的另一重要章节，它致力于解决图像在采集或传输过程中因退化模型（如运动模糊、散焦模糊）导致的质量下降问题。本书不仅详细推导了维纳滤波器的最优估计准则，还探讨了盲复原技术的挑战与进展，如迭代反卷积方法。此外，本书也对约束最小二乘滤波进行了深入分析，为工程实践提供了理论支撑。 在图像分割技术上，本书提供了从传统到现代的多样化方法。传统方法包括阈值分割（如Otsu's法、自适应阈值）、区域生长法以及边缘检测算法（如Sobel、Prewitt、LoG和Canny算子），并对Canny算子的多级检测流程进行了细致的分解。更进一步，本书介绍了基于模型的分割方法，如水平集方法和主动轮廓模型（Snakes），这些方法在处理复杂、非凸形状目标时展现出强大的能力。此外，图论方法，特别是GrabCut算法的原理，也被纳入讨论范围，展示了将先验知识融入分割过程的有效性。 形态学处理作为一种强大的非线性技术，在图像的预处理和特征提取中扮演关键角色。本书详细讲解了二值和灰度形态学操作，包括腐蚀、膨胀、开运算和闭运算，并阐释了它们在去除小噪声点、填充孔洞、骨架化和边界提取中的具体应用。 特征提取与描述是构建图像识别系统的基石。本书深入讲解了局部特征提取技术，如Harris角点检测器、SIFT（尺度不变特征变换）、SURF（加速鲁棒特征）以及ORB等关键算法的数学原理和实现细节，强调了它们对尺度、旋转和光照变化的鲁棒性。对于特征描述，本书涵盖了直方图描述符和纹理分析方法，如灰度共生矩阵（GLCM），用以量化图像的局部结构信息。 本书还专门设立章节讨论了图像压缩技术，涵盖了无损压缩（如行程编码、霍夫曼编码）和有损压缩（如DCT的原理在JPEG标准中的应用）。对于有损压缩，详细分析了离散余弦变换（DCT）的能量集中特性，以及量化、熵编码等环节对最终视觉质量和压缩比的影响。 最后，本书对图像处理在现代技术中的新兴应用进行了展望，例如对高光谱成像、医学影像分析（如MRI和CT重建的基础）中的应用案例进行了简要介绍，并探讨了深度学习在图像超分辨率和语义分割领域的最新进展，尽管本书的核心侧重于经典的、基于信号处理和数学优化的算法，但为读者后续深入学习前沿技术铺平了道路。 全书配备了大量的数学推导、算法流程图和应用实例，旨在帮助读者不仅理解“如何做”，更理解“为何要这样做”。本书适合作为高等院校电子工程、计算机科学、自动化、信息物理系统等专业的教材或参考书，尤其适合需要掌握底层算法细节的研发工程师。

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这是一本让我重新审视“观看”这个动作的书。作为一名对视觉艺术和媒体技术都充满兴趣的普通读者，我原本以为这本书会充斥着晦涩的公式和复杂的算法，但事实恰恰相反。作者以一种非常平易近人的方式，带领我探索了视频信号从被捕捉到呈现在我们眼前的整个过程。书中对色彩空间转换的讲解尤其让我着迷，从RGB到YUV，再到YCbCr，作者不仅解释了它们之间的数学关系，更重要的是阐述了为什么在视频处理中会频繁使用这些色彩空间，以及它们各自的优势。理解了这一点，我才恍然大悟，原来我们看到的鲜艳色彩背后，是如此精妙的数学转换和编码。书中对音频信号与视频信号同步处理的探讨也给我留下了深刻的印象，毕竟，一个好的观看体验，音频和视频的协调一致至关重要。作者分析了视频帧率、音频采样率以及它们之间的同步机制，这让我意识到，即使是最简单的观看行为，也蕴含着如此复杂的工程技术。而且，书中还涉及了视频信号在不同显示设备（如CRT、LCD、OLED）上的差异化处理，这解释了为什么在不同设备上观看同一段视频，画面效果会有所不同。这种对细节的关注，使得整本书读起来既有深度又不失趣味性，让我对视频技术有了全新的认识和欣赏。

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我一直对人工智能在各个领域的应用充满热情，而这本书中关于机器学习在视频信号处理中的应用，让我看到了前沿技术与传统领域的深度融合。书中对深度学习模型在视频增强、目标检测、视频分析等方面的应用进行了详细的介绍。作者分析了卷积神经网络（CNN）在图像特征提取中的优势，以及循环神经网络（RNN）和Transformer模型在处理视频序列数据中的作用。我印象深刻的是，书中通过具体的案例，展示了如何利用深度学习技术来提升视频的清晰度、去除噪声，以及如何识别视频中的特定对象或行为。这些应用不仅提升了视频内容的质量，更拓展了视频信息的应用范围。此外，书中还探讨了AI在视频编码效率优化方面的潜力，例如基于深度学习的感知编码技术，可以根据人眼的感知特性来调整编码策略，从而在保证视觉效果的同时，进一步降低码率。这种将人工智能技术与视频信号处理紧密结合的讲解方式，让我看到了未来视频技术发展的新方向，也激发了我进一步学习和探索的兴趣。

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作为一名对电子工程领域充满热情的研究生，我一直在寻找能够系统性地梳理视频信号处理与通信相关知识的书籍。这本书无疑满足了我的这一需求，并且在许多方面超出了我的预期。书中对数字视频信号的表示和编码格式的深入探讨，让我对视频数据的结构有了全面的认识。从早期的模拟电视信号，到如今高清、4K乃至8K的数字视频，作者都进行了详细的阐述，包括它们的采样率、比特深度、帧率等关键参数，以及它们如何影响视频的质量和传输效率。我尤其对书中关于视频压缩技术的发展历程和关键突破的分析印象深刻，从MPEG系列标准到最新的AV1编码，作者都进行了详尽的介绍，并分析了它们在提高压缩效率和降低延迟方面的技术革新。此外，书中对视频信号在网络传输中的各种挑战，如丢包、抖动、延迟等，以及应对这些挑战的各种解决方案，也进行了详尽的论述，这对于理解实时视频通信至关重要。作者的讲解严谨且富有条理，许多复杂的概念都通过清晰的图示和数学模型进行了阐释，这对于我进行更深入的研究非常有帮助。

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我是一名硬件工程师，工作中经常需要处理与音视频相关的信号。这本书为我提供了一个非常全面的技术参考，尤其是在硬件实现方面，它给了我许多宝贵的启示。书中对视频信号的数字化处理流程，包括模数转换、数字信号处理、数模转换等环节的详细描述，让我能够更好地理解和设计相关的硬件电路。作者在讲解ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器）时，不仅介绍了它们的原理，还详细分析了不同的采样位数、转换速度等参数对视频信号质量的影响。我特别关注书中关于视频信号采集硬件的设计思路，例如CMOS图像传感器的工作原理，以及如何通过数字信号处理器（DSP）对采集到的原始视频信号进行预处理。此外，书中对视频信号接口标准，如HDMI、DisplayPort等，及其相关的信号传输协议的介绍，也为我的实际工作提供了重要的参考。理解了这些硬件层面的技术细节，我才能更好地优化产品性能，解决实际工程中遇到的问题。这本书内容扎实，理论与实践相结合，对于我这样的硬件工程师来说，是一本非常实用的技术手册。

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我是一名电影爱好者，对电影制作中的技术流程非常好奇。这本书虽然聚焦于“视频信号处理与通信”，但其内容却为我揭示了许多电影创作幕后的秘密。书中对视频信号的色彩校正和调优的探讨，让我明白了为什么有些电影画面色彩鲜艳，而有些则偏向复古风格。作者详细介绍了色彩空间转换、白平衡调整、色彩分级等技术，以及它们在电影后期制作中的重要作用。理解了这些，我再观看电影时，会更加留意画面色彩的细节和表现力。此外，书中对视频信号的后期合成与特效处理的介绍，也让我对电影中的视觉效果有了更深的理解。从简单的抠像技术，到复杂的3D渲染，作者都进行了细致的讲解，让我惊叹于现代电影技术的神奇。我特别欣赏书中对视频信号在不同传输媒介（如广播电视、互联网流媒体）中的差异化处理的论述，这解释了为什么在电视上看到的画面和在手机上看到的画面会有所不同，以及为了适应不同的传输环境，视频信号需要进行怎样的优化。这本书让我看到了技术如何赋能艺术，以及科技如何不断推动着媒体内容的创新和发展。

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我一直对计算机图形学和图像处理很感兴趣，而这本书在视频信号处理方面的内容，正好可以作为我知识体系的重要补充。书中关于视频信号的时域和空域滤波的论述，让我对如何优化视频画质有了更深入的理解。作者详细讲解了各种滤波器，如高斯滤波、中值滤波、拉普拉斯滤波等，并分析了它们在去除噪声、锐化边缘等方面的作用。这些理论知识在图像处理领域非常常见，但作者将其与视频信号的连续性相结合，分析了在视频序列中应用这些滤波器的独特性和挑战。例如，如何在保证实时性的前提下，高效地进行视频帧的滤波处理，以及如何避免滤波过程中的伪影产生，这些都是书中非常精彩的讨论。另外，我对书中关于视频信号的采样和量化过程的解释也非常赞赏。理解了奈奎斯特采样定理在视频领域的应用，以及不同量化精度对视频质量的影响，让我对数字视频信号的本质有了更清晰的认识。书中还探讨了视频信号的压缩编码，如DCT变换、运动补偿等，这些技术是视频数据传输效率的关键，作者的讲解深入浅出，让我能够理解其中的原理和实现方式。总的来说，这本书为我提供了一个从更广阔的视角来理解视频信号处理的框架，将图像处理的知识延伸到了动态的视频领域，让我受益匪浅。

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在我看来，这本书不仅仅是一本技术书籍，更是一本关于“信息传递”的哲学启蒙。作为一名对媒介理论和信息传播模式感兴趣的社会科学研究者，我从书中看到了技术是如何影响我们对世界的感知和信息获取方式的。书中对视频信号在不同通信网络（如固定网络、移动网络）中的传输特性和优化策略的分析，让我看到了信息如何在不同的物理介质和网络架构下流动。作者探讨了带宽限制、网络拥塞等问题对视频信号传输的影响，以及如何通过QoS（服务质量）控制、内容分发网络（CDN）等技术来提升用户体验。我尤其对书中关于视频信号的纠错和纠偏机制的介绍感到好奇，这让我意识到，即使在充满不确定性的通信环境中，技术也能努力保证信息的完整性。这本书也让我开始思考，我们所看到的每一帧画面，背后都经历着怎样的信号转换和信息处理过程，而这些过程又是如何塑造了我们对现实世界的认知。这种跨学科的视角，让我对视频信号处理与通信有了更深层次的理解，也引发了我对未来媒体传播方式的更多思考。

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作为一名对无线通信和多媒体技术交叉领域感兴趣的开发者，我一直在寻找一本能够系统阐述无线视频传输挑战与解决方案的书籍。这本书在这方面的内容非常详尽，让我对无线环境下视频信号的传输有了全面的认识。书中详细分析了无线信道的特点，如衰落、干扰、带宽限制等，以及这些因素如何影响视频信号的质量和可靠性。作者深入探讨了针对这些挑战的各种优化技术，例如信道编码、调制解调方案的选择、以及多天线技术（MIMO）在提升数据传输速率和信号鲁棒性方面的应用。我特别欣赏书中关于无线视频流的缓冲管理和码率控制策略的论述，这对于保证视频的流畅播放至关重要。通过理解这些技术，我能够更好地设计和优化无线视频传输系统，解决实际开发中遇到的网络不稳定和延迟问题。这本书内容严谨，理论分析深入，同时结合了丰富的实例，让我能够将学到的知识应用于实际的开发场景，从而提升我在这方面的专业技能。

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我是一名通信工程的学生，一直对现代通信系统中信号的传输和处理感到好奇，尤其是那些能够让高清视频流畅传输的幕后技术。这本书在这方面为我打开了一扇新的大门。书中关于通信原理与视频信号的结合，简直是教科书般的范例。作者从信息论的基础出发，详细阐述了信道编码、调制解调等通信核心概念，并将这些概念与视频信号的特点紧密结合。例如，在讲解信道编码时，书中深入分析了如何选择合适的纠错码来应对视频传输过程中可能出现的误码，从而保证视频画面的完整性和流畅性。我印象深刻的是，书中对不同调制方式在视频传输中的应用进行了比较分析，包括QAM、OFDM等，以及它们如何影响传输速率和频谱效率。更让我觉得受用的是，书中对各种通信协议在视频传输中的作用进行了清晰的解释，比如TCP/IP协议族如何支持视频流的可靠传输，以及RTP/RTCP协议在实时视频通信中的关键作用。此外，书中还详细介绍了无线通信环境下视频信号传输面临的挑战，例如多径衰效应、信道衰落等，并提出了相应的解决方案，如均衡技术、分集合并等。这种理论与实践相结合的讲解方式，让我不仅理解了通信技术的原理，更看到了它们如何具体地应用于我们日常生活中对视频内容的享受。书中的案例分析也非常贴切，让我能够将学到的知识与实际应用场景联系起来，进一步巩固了我的理解。

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这本书实在是让人惊喜连连，虽然我购买这本书的初衷是想了解一些基础的数字信号处理理论，例如傅里叶变换、Z变换等，但没想到书中对于图像和视频信号的深入探讨，完全超出了我的预期。作者在介绍视频信号的采集、编码、传输和显示等环节时，并没有停留在概念层面，而是深入剖析了其中的技术细节。比如，在视频编码部分，书中详细讲解了各种压缩算法的原理，如H.264、HEVC等，并且通过大量的图示和公式推导，清晰地展现了它们是如何在保证视觉效果的同时，最大限度地降低数据量的。特别是对于帧内预测、帧间预测、变换编码和熵编码等核心技术，作者的阐述逻辑严谨，层层递进，让我这个非专业背景的读者也能够逐步理解其中的精妙之处。此外，书中对视频信号的时域和频域特性分析也极其到位，如何通过滤波、采样等方法来优化信号质量，抑制噪声，书中都有详细的论述和实例分析。我特别欣赏作者在处理复杂概念时的严谨态度，例如在讲解视频信号的隔行扫描和逐行扫描时，不仅解释了两种扫描方式的原理，还分析了它们在显示效果和带宽占用上的差异，以及如何进行隔行扫描信号的去隔行处理，这对于理解早期视频技术非常有帮助。而且，书中还涉及了一些前沿的视频处理技术，例如AI在视频增强、超分辨率重建等方面的应用，这让我看到了该领域未来的发展方向。总而言之，这本书的内容深度和广度都非常令人满意，对于任何想要深入了解视频信号处理的读者来说，都是一本不容错过的宝藏。

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