前言

随着计算机科学技术的不断发展以及人们在日常生活中对图像信息的不断需求，数字图像处理技术在近年来得到了迅速的发展，成为当代科学研究和应用开发中一道亮丽的风景线。数字图像处理技术以其信息量大、处理和传输方便、应用范围广等优点，成为人类获取信息的重要来源和利用信息的重要手段，并在宇宙探测、遥感、生物医学、工农业生产、军事、公安、办公自动化等领域得到了广泛应用，显示出广泛的应用前景。数字图像处理技术已成为计算机科学、信息科学、生物科学、气象学、统计学、工程科学、医学等学科的研究热点，并已成为工科院校电子信息、电气工程、医学生物工程等专业的必修课。

尽管它很重要，但却很少有以教材形式编写的涉及数字图像处理的理论原理和软件实现方面的图书。而本书恰好是为此目的而编写的。它的主要目标是提供一个可用现代软件工具实现图像处理算法的基础。

MATLAB是当今美国很流行的科学计算软件。信息技术、计算机技术发展到今天，科学计算在各个领域得到了广泛的应用，在许多方面诸如控制论、时间序列分析、系统仿真、图像信号处理等产生了大量的矩阵及其相应的计算问题。自己去编写大量的繁复的计算程序，不仅会消耗大量的时间和精力，减缓工作进程，而且往往质量不高。美国MATHWORK软件公司推出的MATLAB软件就是为了给人们提供一个方便的数值计算平台而设计的。

MATLAB主要面对科学计算、数学可视化、系统仿真及交互式程序设计的高科技计算环境。由于其功能强大，而且简单易学，MATLAB软件已经成为高校教师、科研人员和工作技术人员的必学软件，能够极大地提高工作效率和质量。MATLAB软件有一个专门工具，即图像处理工具箱。图像处理工具箱由一系列支持图像处理操作的函数组成，可以进行诸如几何操作、滤波和滤波器设计、图像变换、图像分析与图像压缩、编码、增强、复原及形态学处理等图像处理操作。

本书在第1版的基础上，扩充和补充MATLAB知识、数字图像处理知识，内容以实践为基础，在实例中强调了如何用MATLAB解决图像处理中的问题、难题，节省图像处理工作者的时间和精力，提高图像处理的效率。同时，本书还着重于图像处理工具箱的具体应用，通过具体的分析和详细的实例，让读者不仅可以对MATLAB图像处理工具箱函数的强大功能有一个深刻的了解，更能学会正确运用该软件快速解决实际问题的方法，从而提高分析和解决问题的实际能力。

本书的编写具有如下特点。

（1）知识全面、新颖

从图像形成到数字图像处理系统，再到数字图像处理的基本理论、方法和技术，都予以介绍，同时还增加了对新理论、新方法和新技术的介绍。

（2）实用性强

对于一些应用必须考虑的问题，如图像采样的标准等知识，进行特别详细的介绍。

（3）理论与实践相结合

在介绍数字图像处理的相关概念时都给出了相应的MATLAB图像处理的程序，使读者对所学的理论知识只需通过简单的MATLAB程序即可进行图像处理实践，大大提高了学习的兴趣。

（4）启迪应用灵感

通过介绍数字图像处理的典型应用来启迪读者的应用灵感，进而起到抛砖引玉的作用。

本书以概要形式讲述基本理论，并紧密结合实践应用研究。全书共10章。

第1章　介绍了数字图像的相关论述，主要包括数字图像的发展、数字图像处理的方法、MATLAB领略等内容。

第2章　介绍了数字图像处理的数学基础及运算，主要包括图像类型的转换、线性系统、调谐信号、点运算及代数运算等内容。

第3章　介绍了图像编码，主要包括图像编码基础、熵编码、预测编码、变换编码等内容。

第4章　介绍了图像复原，主要包括图像从退化到复原、图像噪声、图像复原法等内容。

第5章　介绍了图像几何变换，主要包括几何校正、插值、图像的形变与位变、图像复合变换等内容。

第6章　介绍了图像频域变换，主要包括傅里叶变换、离散余弦变换、沃尔什-哈达玛变换等内容。

第7章　介绍了小波变换，主要包括小波分解和重构算法、数字水印技术、小波包分析的应用等内容。

第8章　介绍了图像增强，主要包括图像噪声、图像增强处理分类、图像的统计特性、空间域滤波等内容。

第9章　介绍了图像分割与边缘检测，主要包括点与线检测、边缘检测、阈值化技术、边界跟踪等内容。

第10章　介绍了图像特征描述，主要包括颜色特征分析、几何描述、形状描述、区域描述等内容。

本书主要由张德丰编写，此外参加编写的还有刘志为、栾颖、周品、曾虹雁、邓俊辉、邓秀乾、邓耀隆、高泳崇、李嘉乐、李旭波、梁朗星、梁志成、刘超、刘泳、卢佳华、张棣华、张金林、钟东山、李伟平、宋晓光和何正风。

由于时间仓促，加之作者水平有限，所以错误和疏漏之处在所难免。在此，诚恳地期望得到各领域的专家和广大读者的批评指正。

编著者

2015年6月