MATLAB图像与视频处理实用案例详解刘衍琦|詹福宇

　　MATLAB是MathWorks公司推出的一款应用于科学计算和工程仿真的交互式编程软件，近几年已经发展成为集数值分析、数学建模、图像处理、控制系统、信号处理、经济金融、计算生物学、动态仿真等为一体的科学工程软件。数字图像处理技术涉及计算机科学、模式识别、人工智能、生物工程等学科，是一门综合性的技术。
　　自从电子计算机诞生以来，通过计算机仿真来模拟人类视觉便成为一项非常热门且颇具挑战性的研究领域，随着数码相机、智能手机等硬件设备的普及，图像以其易于采集、信息相关性多、抗干扰能力强的特点得到了越来越广泛的应用。信息化和数字化时代已经来临，随着国家对人工智能领域的不断投入，图像处理的需求量也会越来越大，应用也将越来越广泛。
　　MATLAB图像处理工具箱可为用户提供诸如图像变换、图像增强、图像特征检测、图像复原、图像分割、图像去噪、图像配准、视频处理等功能研发的技术支撑。同时借助于MATLAB方便的编程及调试技巧，用户可以根据需要进一步拓展图像处理工具箱，实现定制的图像处理需求。
　　本书目的
　　本书以案例的形式展现，力求为读者提供最便捷、直接的技术支持，解决读者在研发过程中遇到的最具体、实际的技术难点，争取与广大读者分享研发过程中所涉及的功能模块及某些成熟的系统框架，为读者进行科学实验、项目开发提供一定的技术支持。
　　通过对书中案例的阅读、理解、运行和仿真，读者可以有针对性地进行算法调试，这样可以更加深刻地理解图像与视频处理的含义，并且更加熟练地掌握MATLAB图像处理工具箱的用法。
　　本书特点
　　作者阵容强大，经验相当丰富
　　在实际的科研工作中，本书作者之一詹福宇（论坛ID：dynamic）长期与国内外会员进行技术交流，积极解答会员疑问并进行经验总结，积累了丰富的MATLAB/Simulink图像处理经验。本书另一位作者刘衍琦（论坛ID：lyqmath）则是MATLAB技术论坛图像版主，通过运用MATLAB进行图像处理、视频分析等项目实践，积累了较为丰富的项目实战经验。
　　案例丰富、实用、拓展性强
　　本书选择以案例的形式进行编写，充分强调“案例的实用性、程序的可拓展性”，所选案例均来自于MATLAB技术论坛会员的切身需求，每一个案例都与实际课题相结合。另外，书中的每个案例都经过作者在MATLAB上进行程序调试，作者也为此编写了大量的测试代码。书中某些部分的内容描述是作者根据图像处理实验过程进行归纳总结的结果，多数案例的程序实现部分具有一定的原创性。
　　理论知识扎实，集众家之长处
　　在本书的编写过程中参考了大量的MATLAB帮助文档、MATLAB相关书籍及MATLAB技术论坛等方面的资源，同时引用了部分参考文献的最新图像相关技术和理论。
　　点面完美结合，兼顾中高级用户
　　本书点面兼顾，涵盖了数字图像处理中几乎所有的基本模块，并涉及视频处理、配准拼接、数字水印、生物识别等高级图像处理方面内容，全面讲解了基于MATLAB R2012a进行图像处理的原理及方法。
　　配套资源丰富，交流资源绝佳
　　本书作者和编辑联合MATLAB技术论坛，为广大读者提供“在线交流，有问必答”网络互动答疑服务，您可以与作者一对一地探讨相关知识点，以及下载书籍的辅助资料，让您获得最佳的阅读体验。您的建议将是我们创作精品的最大动力和源泉。
　　书码验证：http://www.matlabsky.com/plugin.php?id=vipbook:list
　　在线交流：http://www.matlabsky.com/forum-53-1.html
　　程序源码：http://www.matlabsky.com/thread-45343-1-1.html
　　答疑汇总：http://www.matlabsky.com/thread-45344-1-1.html
　　错误勘正：http://www.matlabsky.com/thread-45346-1-1.html
　　本书作者会尽量每周登陆网站2～3次，集中回复读者的疑难问题，但由于工作和时间等原因，作者可能不会及时回答所有读者的问题，敬请大家谅解。只要您愿意交流和学习，MATLAB技术论坛有足够优秀的会员帮您解答。
　　内容架构
　　本书共有25个MATLAB图像与视频处理案例（含可运行程序），其内容架构如下所述。
　　第1章：讲述基于直方图优化的图像去雾技术，通过直方图增强技术的相关研究，引入对雾霾图像进行优化的应用。
　　第2章：讲述基于形态学的权重自适应图像去噪，通过形态学的图像去噪效果，引入加权形态学去噪的应用。
　　第3章：讲述基于多尺度形态学提取眼前节组织，通过形态学的图像边缘提取效果，引入多尺度形态学的应用。
　　第4章：讲述基于Hough变化的答题卡识别，通过对答题卡自动阅卷的研究，引入图像分割、目标定位等领域的应用。
　　第5章：讲述基于阈值分割的车牌定位识别，通过对车牌定位、分割、识别的研究，引入图像处理在车牌识别领域的应用。
　　第6章：讲述基于分水岭分割进行肺癌诊断，通过分水岭算法在肺部图像分割的研究，引入分水岭及医学图像处理的应用。
　　第7章：讲述基于主成分分析的人脸二维码识别，通过对主成分分析、人脸识别、QR二维码的研究，引入QR人脸识别的应用。
　　第8章：讲述基于知识库的手写体数字识别，通过对手写数字特征的提取，引入模式识别在手写数字方面的应用。
　　第9章：讲述基于特征匹配的英文印刷字符识别，通过对英文片段图像的分割、识别，引入在MATLAB中生成自定义标准字符库、GUI交互等领域的应用。
　　第10章：讲述基于不变矩的数字验证码识别，通过对验证码生成特点、分割定位、检测识别的研究，引入对某特定类型验证码从获取到识别的应用。
　　第11章：讲述基于小波技术进行图像融合，通过对图像融合的研究，引入小波分解、图像多分辨率处理的应用。
　　第12章：讲述基于块匹配的全景图像拼接，通过对全景图像生成方法的研究，引入块匹配、加权融合等应用。
　　第13章：讲述基于霍夫曼图像压缩重建，通过对霍夫曼编码的研究，引入图像压缩重建的应用。
　　第14章：讲述基于主成分分析的图像压缩和重建，通过对主成分分析的研究，引入不同压缩参数下重建效果调优的应用。
　　第15章：讲述基于小波的图像压缩技术，通过对小波图像处理的研究，引入多分辨率图像压缩重建的应用。
　　第16章：讲述基于Hu不变矩的图像检索技术，通过对图像库Hu矩特征提取的研究，引入图像检索的应用。
　　第17章：讲述基于Harris的角点特征检测，通过对Harris检测算法的研究，引入图像角点检测的应用。
　　第18章：讲述基于GUI搭建通用视频处理工具，通过对GUI、视频图像处理工具箱的使用，搭建MATLAB图像视频处理框架的应用。
　　第19章：讲述基于语音识别的信号灯图像模拟控制技术，通过对语音特征及建库的研究，引入一个语音控制光信号的应用。
　　第20章：讲述基于帧间差法进行视频目标检测，通过对视频跟踪的研究，引入在视频多目标跟踪的应用。
　　第21章：讲述路面裂缝检测识别系统设计，通过对裂缝图像特征、识别的研究，引入路面裂缝检测和提取的应用。
　　第22章：讲述基于K-means聚类算法的图像区域分割，通过对K均值聚类算法的研究，引入其在图像分割方面的应用。
　　第23章：讲述基于光流场的交通汽车检测跟踪，通过对汽车视频跟踪的研究，引入光流场在跟踪检测方面的应用。
　　第24章：讲述基于Simulink进行图像视频处理，通过对Simulink模块简介，引入其在图像视频处理领域的应用。
　　第25章：讲述基于小波变换的数字水印技术，通过对图像水印的相关研究，引入图像水印嵌入、提取等应用。
　　关于MATLAB技术论坛
　　MATLAB技术论坛是国内两大MATLAB技术学习和交流平台之一！她致力于为大家提供专业、权威的MathWorks新闻资讯，丰富、免费的MATLAB教学资源，以及强大、全面的MATLAB技术支持!
　　MATLAB技术论坛由西北工业大学航空学院dynamic同学于2008年09月14日创建，并在2010年8月1日对论坛管理结构进行了扩充和重组，新加入6名MATLAB高级爱好者（yaksa、matsuper、yangzijiang、faruto、rocwoods、xiezhh）！目前MATLAB技术论坛有注册会员30多万，管理成员30多名，专业版块80多个，高质量主题20000+；举办过编程竞赛、线下研讨会和数模竞赛等多项活动；与多个出版单位和科研机构有合作关系！
　　特别致谢
　　本书由刘衍琦、詹福宇编著，在本书的编写过程中，得到了中科院计算所烟台分所、中航工业611所、西北工业大学等单位领导和同事的大力支持，在此对他们表示衷心的感谢。本书写作之初还得到了电子工业出版社张国霞编辑的鼓励和支持，在此深表谢意。最后，作者对本书所引用论文和参考书籍的作者表示感谢，同时对各位MATLAB技术论坛的会员朋友给予的启发和帮助表示感谢。
　　由于时间仓促，加之作者水平和经验有限，书中疏漏甚至错误在所难免，希望广大读者批评指正。
　　刘衍琦 詹福宇
　　2015年1月