前言

數字圖像處理研究利用計算機進行圖像信息處理的基本理論和方法，已在航空航天、生物醫學工程、工業檢測、機器人視覺、公安司法、導航制導、安保監控、文化藝術等諸多領域得到非常廣泛的應用。

數字圖像處理技術的研究和應用離不開程序設計，Visual C++則是最強大、最常用的數字圖像處理程序開發工具之一。本書全面地介紹了在Visual C++環境下進行數字圖像處理的程序設計方法，內容涵蓋了數字圖像處理的理論基礎和常用數字圖像處理方法的Visual C++實現技術，各種方法均給出基本原理、典型算法及其完整的Visual C++源碼。每種算法的源代碼均以函數形式給出，讀者在理解了相關代碼的功能后可以直接用這些代碼組合成各種功能更強大的數字圖像處理應用程序。

本書特點

本書主要有以下特點。

1. 技術全面，內容充實

本書全面涵蓋了從圖像的變換、增強、復原、重建、分割、匹配、形態學處理到壓縮編碼和特效處理等常用的數字圖像處理技術和典型算法，同時還介紹了Visual C++與VTK、OpenCV和MATLAB相結合開發數字圖像處理系統的技術。通過閱讀本書讀者可以全面掌握Visual C++數字圖像處理的核心技術和周邊相關技術。

2. 循序漸進，深入淺出

為了方便初學者學習，本書從數字圖像處理的基本概念講起，逐步引入數字圖像處理的專門理論和核心技術，再過渡到高級綜合應用。對每項處理技術的講解也是從基本原理開始，再給出算法描述，然后結合應用實例講解開發過程。讀者不需要具備數字圖像處理知識就能循序漸進地掌握本書的內容，也可以根據自己的知識基礎選擇閱讀本書時的切入點和對內容進行取舍。

3. 理論凝練，算法清晰

本書在清楚講述問題的情況下，對繁雜的數字圖像處理理論做了大量的簡化和凝練工作，這體現在最基本的原理、最核心的計算公式和清晰簡明的算法描述。讀者不必再花大量的精力從理論堆里去發掘算法步驟，可以直接從給出的算法步驟開始編程實踐。

4. 代碼完整，講解詳盡

在介紹完基本原理和算法步驟之后，本書對每個算法、每章的實例和最后的車牌識別系統綜合應用案例都給出了完整的源代碼，對開發步驟做了詳盡的講解，并對關鍵的代碼部分進行了詳細的注釋說明，每段代碼都給出了運行結果。讀者可以參照基本原理、算法描述和運行結果去閱讀源程序，以便加深理解。

5. 結合應用，注重實踐

書中提供了大量的綜合應用實例，結合實例詳細透析了數字圖像處理系統的開發過程，每章都從工程實踐的角度總結了作者多年來在數字圖像處理領域的開發經驗、常見的問題及其解決方法。

主要內容

本書分為4篇，共15章。各章的主要內容如下。

第一篇 數字圖像處理編程基礎

第1章：主要介紹數字圖像處理的基本知識，包括顏色模式、調色板、常用數字圖像文件格式以及使用Visual C++對數字圖像進行處理的基礎方法。如果讀者沒有接觸過數字圖像處理技術，本章可以引導讀者進入數字圖像處理領域。

第二篇 數字圖像處理核心技術

第2章：介紹了圖像幾何變換的方法，包括圖像的平移、旋轉、鏡像、轉置、縮放以及插值算法等。通過閱讀本章讀者可以學習到圖像編輯中最為常用的圖像變換技術。

第3章：介紹了圖像正交變換的方法，包括離散傅里葉變換、離散余弦變換、離散沃爾什變換、K-L變換、SVD變換和小波變換等。通過閱讀本章讀者可以學習到圖像分析中常用的特征提取技術。

第4章：介紹了圖像增強方法，包括灰度變換增強、直方圖增強、圖像平滑和銳化、頻域增強和彩色增強等，通過閱讀本章讀者可以學習到改進圖像視覺效果或突出圖像某個區域的圖像處理技術。

第5章：介紹了圖像復原方法，包括線性復原、非線性復原、盲目復原與幾何復原等。通過閱讀本章讀者可以學習到數碼相機及圖像處理軟件中常用的將模糊或幾何畸變的圖像進行還原的技術。

第6章：介紹了圖像重建方法，包括傅里葉反投影重建、卷積反投影重建、代數重建、超分辨率重建以及三維圖像的面繪制和體繪制算法，同時還介紹了圖像重建常用的VTK工具包。通過閱讀本章讀者可以學習到醫學圖像處理、虛擬現實和數字地球中常用的根據投影數據重建圖像的技術。

第7章：介紹了圖像形態學處理方法，包括二值圖像和灰度圖像的腐蝕、膨脹、開運算和閉運算、擊中擊不中變換、骨架提取、灰值形態學梯度計算和Top-Hat變換等。通過閱讀本章讀者可以學習到數學形態學的基本理論及其用于數字圖像處理的技術。

第8章：介紹了圖像分割方法，包括傳統的邊緣檢測法、閾值分割法、邊界分割法、區域生長法、彩色分割法和新興的分水嶺分割法與水平集分割法。通過閱讀本章讀者可以學習到圖像分析中常用的目標提取技術。

第9章：介紹了圖像匹配方法，包括基于像素的歸一化積相關灰度匹配和序貫相似性檢測法匹配以及基于特征的不變矩匹配、距離變換匹配及最小均方誤差匹配等。通過閱讀本章讀者可以學習到圖像識別、計算機視覺和多源圖像融合中常用的圖像匹配技術。

第三篇 數字圖像媒體處理技術

第10章：介紹了圖像壓縮編碼方法，包括Huffman編碼、Shannon-Fano編碼、算術編碼、游程編碼、線性預測編碼以及有損預測編碼和變換編碼等，特別介紹了目前廣泛使用的JPEG 2000編碼。通過閱讀本章讀者可以學習到Internet、移動通信、數字圖書館以及電子商務等領域廣泛使用的圖像壓縮技術。

第11章：介紹了圖像顯示特效和濾鏡效果的實現方法，包括掃描、移動、百葉窗、柵條、馬賽克和雨滴等顯示特效以及底片、雕刻、黑白、霧化和素描等濾鏡效果。通過閱讀本章讀者可以學習到數碼照片處理軟件中常用的圖像特效處理技術。

第四篇 數字圖像編程高級應用

第12章：介紹了Visual C++結合OpenCV編程的方法，包括OpenCV的安裝與編程環境配置、OpenCV編程風格、數據結構、常用函數及使用方法等。通過閱讀本章讀者可以學習到在Visual C++中利用OpenCV源碼庫開發數字圖像處理系統的技術。

第13章：介紹了Visual C++結合MATLAB編程的方法，包括利用MATLAB和Simulink進行數字圖像處理的基本方法以及Visual C++通過MATLAB引擎、MCC和MATCOM調用MATLAB的基本方法。通過閱讀本章讀者可以學習到Visual C++和MATLAB混合編程技術。

第14章：給出了一個完整的車牌識別系統綜合應用實例，包括車牌定位、傾斜校正、字符分割、牌號識別等全過程。通過閱讀本章讀者能從工程應用的角度加深對數字圖像處理技術的認識和理解。

讀者對象

? 數字圖像處理系統開發人員

? 計算機視覺系統開發人員

? 多媒體信息處理系統開發人員

? 數字圖像處理相關領域科研人員

? 數字圖像處理編程愛好者

? Visual C++程序設計愛好者

? 高等院校的教師和學生

本書光盤

? 程序源代碼：包含書中各章實例和綜合應用實例的完整源代碼及測試用的圖像文件，讀者可以按照書中的說明對程序源代碼進行編譯和運行。

? 開源軟件包：包含最新版本的VTK、CMAKE和OpenCV開源軟件包，讀者可以直接安裝，按照書中相應章節的介紹使用。

本書主要由劉海波、沈晶、郭聳編著，參加本書編著和資料整理的還有李平科、于化龍、宋鋒、林玉娥、朱長明、王勇、石磊、周長建、馬夢成、劉勝宇、吳艷霞、劉萌、梁曉麗、宮潔、寧士勇、陸志鵬、沈祺等。李平科和郭聳完成了全書的統稿工作，劉海波和沈晶審校了全書。本書得到中央高?；究蒲袠I務費專項資金資助，在編寫過程中得到了海軍潛艇學院宋一兵高工和哈爾濱工程大學郭方方副教授的大力支持，在此特別表示感謝！

感謝您選擇了本書，希望我們的努力對您的工作和學習有所幫助，也希望您把對本書的意見和建議告訴我們。

作者：gdz_zero@126.com

編輯：sdl@hzbook.com

作者

2010年5月