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出版者:清华大学出版社

作者:魏洪斌

出品人:

页数:244

译者:

出版时间:2003-1

价格:22.80元

装帧:

isbn号码:9787302061458

丛书系列:

图书标签:

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《数字图像处理与艺术创作实践》 内容简介 本书深入探讨数字图像处理的底层原理、核心算法及其在当代艺术创作与商业设计中的广泛应用。全书共分为四大模块，旨在为读者构建一个从理论认知到实践操作的完整知识体系。 第一部分：图像基础与色彩科学 本部分奠定了数字图像处理的理论基石。首先，系统阐述了光的物理特性、人眼视觉感知机制，以及这些因素如何转化为数字色彩模型。详细解析了RGB、CMYK、HSL/HSV、Lab等主流色彩空间的数学模型、转换关系及其在不同媒介（屏幕显示、印刷输出）中的适配性。重点剖析了数字图像的采样、量化过程，以及分辨率、位深等关键参数对图像质量的影响。 随后，深入讲解了图像的数学表示，包括二维离散信号的傅里叶变换在图像分析中的作用，如何利用频域信息进行噪声去除和特征提取。本部分通过大量的实例对比，揭示了色彩管理的重要性，指导读者如何构建和校准工作流程，确保色彩的一致性和准确性。特别关注了宽色域技术（如ProPhoto RGB）和ICC Profile的实际配置与应用，为后续的高级处理打下坚实基础。 第二部分：核心图像增强与复原技术 本章聚焦于提升和修复图像质量的核心技术。从基础的灰度变换（如直方图均衡化、对比度拉伸）入手，循序渐进到更复杂的空间域和频率域滤波技术。空间域部分，详尽介绍了各种卷积核（如均值、高斯、拉普拉斯算子）的原理、实现及其对图像锐化与平滑的影响。 频率域处理是本部分的技术高潮。读者将学习如何利用快速傅里叶变换（FFT）将图像转换到频域，以便精确地设计和应用低通、高通、带阻滤波器以实现特定的去噪或增强目的。书中不仅提供了理论推导，更结合实际案例，演示了如何有效分离和处理不同频率的噪声（如周期性噪声、高斯白噪声）。 图像复原方面，重点讲解了点扩散函数（PSF）的建模，以及如何运用维纳滤波、盲解卷积等高级算法来反卷积，有效消除运动模糊或失焦模糊。此外，还涵盖了图像去噪的非局部方法，如BM3D框架的原理介绍，以应对复杂的纹理区域。 第三部分：图像的形态学分析与分割算法 本模块转向图像内容的结构化理解与信息提取。首先，全面介绍了数字形态学（Morphology）的基础概念，包括结构元素（Structuring Element）的设计，以及膨胀（Dilation）、腐蚀（Erosion）、开运算（Opening）和闭运算（Closing）的数学定义和实际效果。形态学操作在预处理（如去除孤立噪声、连接断裂结构）中的应用被重点阐述。 接着，深入探讨了图像分割技术。从传统的阈值分割（如Otsu’s法）到基于区域的生长算法，再到边缘检测的经典方法（如Sobel, Canny算子）。书中详细分析了Canny边缘检测算法中高斯平滑、梯度计算、非极大值抑制和双阈值跟踪的精妙之处。 为应对复杂场景，本部分引入了更先进的分割技术，包括基于能量函数的活动轮廓模型（Active Contours/Snakes）的基本原理，以及图割（Graph Cut）方法在语义分割中的应用概念。这些技术旨在帮助读者实现对图像中特定对象或区域的精确分离。 第四部分：高级图像处理在创意设计中的应用 本部分是将理论转化为强大视觉效果的关键。它探讨了非真实感渲染（NPR）的基础，特别是如何通过纹理映射、色彩映射和几何变换来模拟传统绘画风格，如油画、素描和水墨效果。 重点介绍了几种重要的图像变换技术：仿射变换（平移、旋转、缩放、剪切）的矩阵表达和应用；透视变换在三维场景重建和校正中的作用。书中详细解析了图像扭曲（Warping）的插值算法（如双线性、双三次插值）如何影响最终的视觉平滑度。 此外，本书还涵盖了图像混合与合成技术。讲解了图层混合模式的数学原理（如“正片叠底”、“滤色”），以及如何使用Alpha通道和遮罩（Masking）技术实现复杂、自然的图像叠加与抠图效果。最后，通过多个实际的创意案例，展示了如何将这些底层算法组合起来，创造出具有高度视觉冲击力和叙事性的数字艺术作品和专业级视觉效果。 目标读者 本书适合于对数字艺术、视觉传达、人机交互界面设计以及计算机图形学有浓厚兴趣的专业人士、高校学生以及希望系统提升图像处理技能的实践者。掌握本书内容，读者将能够脱离现有软件的预设功能限制，理解并掌握图像处理背后的核心逻辑，从而实现更具创新性和控制力的视觉表达。

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