前言

近年來，隨著計算機技術和數學等基礎學科的發展，以及軍事、工業和醫學等行業應用需求的急劇增長，數字圖像處理（Digital Image Processing）技術得到了迅猛發展，已深入滲透到人類生活的各個領域，并得到越來越多的應用。

“數字圖像處理”是一門理論和實踐緊密結合的課程，具有很強的理論性和實用性，學生可掌握圖像處理的理論、方法以及具體的應用技術。但是，“數字圖像處理”課程涉及小波變換、高斯濾波、圖像分割、圖像特征提取等晦澀難懂的理論和概念，讓初學者望而卻步。另外，能簡明扼要、通俗易懂地介紹數字圖像處理基本原理和技術，并與數字圖像處理領域首選的C++編程語言結合，讓讀者快速高效掌握數字圖像處理編程方法的書籍和資料甚少。而本書采用數字圖像處理中最為通用的OpenCV庫，結合C++語言，對“數字圖像處理”課程涉及的主要內容進行了通俗易懂和全面的講解。與已有的圖像處理和計算機視覺編程教材或書籍相比，本書具有以下特色。

█通俗易懂，深入淺出。

本書通過近百個編程實例和項目，詳細的代碼注釋講解和結果分析，簡潔精練的語言，通俗易懂地介紹了數字圖像處理領域的經典理論和算法，讓難以理解的知識能夠輕松被讀者掌握，且內容深入淺出，讓讀者既能學習基礎理論，又能提高應用所學知識分析解決問題的能力。本書的初稿完成后還請多位數字圖像處理專家進行了審閱，多位教師試用，很多學生進行了編程實踐操作。該書歷經多年教學實踐，反復修改，使其內容易懂、易教，可謂數年磨一劍。如果讀者難以看懂書中的圖像處理原理，建議先看圖像處理效果。

█重點突出，循序漸進。

本書按照數字圖像處理工程技術的編程思路，從OpenCV編程環境搭建入手，依次詳細講解了OpenCV基礎，圖像預處理，圖像分割和數學形態學處理，最后對數字圖像處理重點應用工程領域，如視頻錄制與目標追蹤，三維重建，距離測量與角點檢測，文字識別、二維碼識別、人臉識別和車牌識別，基于深度學習的圖像應用等進行了詳細介紹。部分例子是研發實例的精簡，這些例子沒有一味追求實用和全面，而是重點講解基本原理和操作，并添加了詳盡的代碼注釋，以便讀者快速掌握，同時又注意了可維護性和擴充性，可快速擴展到具體工程應用。

█實例豐富，快速上手。

書中在OpenCV基礎部分，提供了9個編程實例；在圖像預處理部分，提供了18個編程實例；在圖像分割和數學形態學部分，提供了22個編程實例；在特征提取與匹配部分，提供了17個編程實例；在模板匹配與輪廓繪制部分，提供了3個編程實例；在視頻錄制與目標追蹤部分，提供了4個編程實例；在三維重建部分，提供了8個編程實例；在距離測量與角點檢測部分，提供了5個編程實例；在圖像識別應用部分，提供了文字識別、二維碼識別、人臉識別和車牌識別等8個編程實例；在基于深度學習的圖像應用部分，提供了3個編程實例。這些實例包含數字圖像處理的基本原理和算法，也涉及數字圖像處理的各個應用技術。

█資源豐富，易學易教。

本書QQ群（764353211）提供了在Qt 5.9 或VS 2019編程環境上編譯通過的全部C++示例源碼以及配套課件和大綱等資源。

本書第1、6章主要由梁志煒完成，第2章主要由李動員完成，第3章主要由彭紹湖和李動員完成，第4章主要由張一梵完成，第5章主要由彭凌西和唐春明完成，第7章主要由肖洪鑫完成，第8、10章主要由關喜榮完成，第9章主要由黃明龍、關喜榮完成，附錄主要由陳統完成。彭凌西和關喜榮還對所有章節進行了修改，對部分章節進行了內容擴充，為本書做了較大貢獻。

本書在編寫過程中，得到了很多專家、教師、企業人員和學生的大力支持與幫助。胡曉、肖忠、林錦輝、柯子顏、羅雪冰等眾多老師和學生對全書進行了試讀與校稿，并提出許多寶貴的意見，讓本書通俗易懂，從而達到提高學習效率的效果。他們認真、細致的工作讓我感動。本書還得到數據恢復四川省重點實驗室、廣州大學研究生優秀教材建設項目和教務處的大力支持，受到國家自然科學基金項目（12171114、61772147和61100150）、廣東省自然科學基金基礎研究重大培育項目（2015A030308016）、國家密碼管理局“十三五”國家密碼發展基金項目（MMJJ20170117）、廣州市教育局協同創新重大項目（1201610005）、密碼科學技術國家重點實驗室開放課題項目（MMKFKT201913）的資助，并得到深圳市創科視覺技術有限公司、深圳越疆科技有限公司、廣東軒轅網絡科技股份有限公司和廣州粵嵌通信科技股份有限公司等的竭誠幫助。

讀者有任何意見或反饋，請聯系關喜榮：836030680@qq.com，彭凌西：flyingday@139.com。

感謝可愛的女兒，你們的天真和可愛讓一切憂愁與煩惱煙消云散。最后與讀者分享編者在多年計算機教學、研究過程中的三點體會。

• 改變人生，從編程開始！
• 一個優秀的程序員成就于勤奮；一個程序員人生最大的滿足，莫過于自己的代碼被他人運行或復用。
• 忘卻名利，做自己喜歡而又有利于社會的事情，這就是人生最大的幸福。

彭凌西

2022年1月于廣州大學城