前言
PREFACE

1974年，數碼相機之父塞尚發明和設計了第一臺基于CCD的數碼原型機，從此，數字圖像技術逐步進入了大眾生活；20世紀60年代末，阿波羅登月計劃實現了月球和地球之間數以萬計的圖像傳輸和處理，從此，圖像處理技術引起了美國、中國、俄羅斯及歐洲一些科技大國的重視。特別是近20年來，數字圖像處理技術得到快速發展，隨著人工智能、大數據、物聯網、數字地球、智慧城市、機器人技術及Internet的廣泛應用，信息傳輸總量急劇增長。在各種信息中，圖像信息以其信息量大和直觀性、準確性、可靠性等一系列優點，成為人類獲取信息的主要來源和利用信息的重要手段。

現代社會，圖像處理技術已經應用和滲透到科學研究和日常生活的方方面面，并日益受到重視，在航天、軍事、醫學、科學研究等許多領域發揮著越來越重要的作用。在航空航天領域，圖像處理技術已被用于高效、快速傳輸從宇宙空間拍攝各種圖像，并進行快速處理，處理結果用于火箭發射監控、飛行控制、姿態調整、飛船返回等，或用于資源勘探、天體研究、地圖測繪、氣象預報、大氣污染防控等研究。近年來，我國成功發射了嫦娥三號、天宮2號、天舟1號飛船，無論發射和回收，還是著陸地點選擇、發射過程監測、飛行控制、艙內設備控制、故障檢測和故障喚醒，圖像處理技術始終發揮著不可替代的作用。在生物醫學工程領域，圖像處理的應用也非常廣泛，它已用于各種射線照片、CT成像、超聲影像、內窺鏡像、核磁成像分析，幫助醫生對疾病進行快速、準確診斷，挽回了無數人的生命。在軍事領域，圖像處理技術已成功用于衛星和遙感照片識別、無人機飛行與導航、高精度夜視瞄準設備等。數字圖像處理技術的應用不勝枚舉，基于圖像處理技術開發出來的現代新型裝備，其很多功能都是人工難以企及的。

實踐的需要和成果的積淀促進了圖像處理技術向更高水平發展，數字圖像處理技術正是在這種應用的迫切需要和自身的不斷發展之中得到迅速發展的學科。未來，圖像處理技術的發展及應用與人類未來的生活聯系之緊密、影響之深遠是不可估量的。

本書共分12章，內容可以分為3大部分。第1部分（第1、2章）是數字圖像處理的基礎知識，主要內容包括圖像處理學科概況、圖像處理系統、研究內容、基本概念、圖像類型、圖像數字化方法、圖像文件基本格式、圖像質量評價、灰度直方圖及圖像的統計特征等。第2部分（第3～9章）是數字圖像處理的核心內容，系統地討論了數字圖像處理中的各種基本理論、算法和應用，包括圖像處理中的各種變換方法、圖像基本運算、圖像空域增強、圖像頻域增強、彩色圖像處理、圖像復原和圖像編碼等。第3部分（第10～12章）是圖像分析方面的重要內容，由淺入深地介紹了圖像分割與邊緣檢測、數學形態學、圖像特征與理解方面的內容，為深入應用奠定堅實的基礎。

本書是作者在多年從事圖像處理開發和教學科研的基礎上撰寫而成的，力圖體現以下三個特點：第一，將圖像處理理論和圖像處理的應用緊密結合起來，理論嚴謹、概念清晰、結構合理，系統介紹數字圖像處理技術的知識、內容和應用領域，使讀者對數字圖像處理學科有一個全面的了解；第二，緊密結合相關專業本科生和研究生的培養規劃，介紹圖像處理技術方面的新理論、新技術、新標準和新應用，使讀者充分了解圖像處理技術的新發展和新應用；第三，注重理論和實際的結合，各有關章節內容既具有一定的理論深度，也對典型的應用做了較詳細的介紹，各章均安排了重要應用實例，為讀者編程和進一步的應用研究打下扎實的基礎。

本書可作為高等院校電子信息工程、通信工程、信息與信號處理、電子科學技術、信息工程、計算機科學與技術、軟件工程、自動化、電氣工程、生物醫學工程、物聯網、電視技術和遙感遙測等相關專業的高年級學生和研究生的圖像處理教材，也可以作為工程技術人員或其他相關人員的參考書。為方便教學，本書同步更新了電子教案及教材的全部源程序，如有需要，可到清華大學出版社網站下載或與作者聯系。

在本書的撰寫過程中，西安電子科技大學姜建國教授提出了寶貴意見，清華大學信息工程學院電子信息系章毓晉教授提出了有益的建議，在2017年11月召開的教育部電子信息類專業教學指導委員會會議上還聽取了很多專家的建議，在此表示衷心的感謝。

由于作者水平有限，書中缺點和疏漏之處在所難免，懇請讀者批評指正。歡迎讀者對本書提出寶貴意見和建議。作者的聯系方式：cth188@sina.com，cth188@hotmail.com。

作者

2019年1月