内容提要

本书采用通俗易懂的语言对数字图像处理的相关概念进行阐述，同时穿插较为典型的Python小程序，使读者能够快速掌握数字图像处理的相关概念和技术。

全书共7章，大致可以分为四个版块。第1、2章为第一版块，介绍数字图像处理的基础知识及彩色图像处理，使读者了解数字图像处理最基本的概念，并能够掌握数字图像处理的基本流程。第3、4章为第二版块，介绍图像空间滤波与图像频域滤波，使读者了解数字图像处理的一般原理。第5章为第三版块，介绍图像特征提取，使读者了解数字图像处理的基础应用。第6、7章为第四版块，介绍图像压缩与图像小波变换，使读者了解数字图像处理的深入应用。附录部分展示了如何进行环境配置以及Python的一些基本语法。

本书可作为高等院校计算机科学、人工智能、信号与信息处理、通信工程等专业的教材，也可供相关技术人员学习参考。

编委会

顾　问：吴雄昂

主　任：焦李成　桂小林

副主任：马殿富　陈炜　张立科　Khaled Benkrid

委　员：（按照姓氏拼音排序）

安晖　白忠建　毕盛　毕晓君　陈微　陈晓凌　陈彦辉　戴思俊　戴志涛　丁飞　窦加林　方勇纯　方元　高小鹏　耿伟　郝兴伟　何兴高　季秋　廖勇　刘宝林　刘儿兀　刘绍辉　刘雯　刘志毅　马坚伟　孟桥　莫宏伟　漆桂林　卿来云　沈刚　涂刚　王梦馨　王睿　王万森　王宜怀　王蕴红　王祝萍　吴强　吴振宇　肖丙刚　肖堃　徐立芳　阎波　杨剑锋　杨茂林　袁超伟　岳亚伟　曾斌　曾喻江　张登银　赵黎　周剑扬　周立新　朱大勇　朱健

秘书长：祝智敏

序一

拥抱亿万智能互联未来

在生命刚刚起源的时候，一些最最古老的生物就已经拥有了感知外部世界的能力。例如，很多原生单细胞生物能够感受周围的化学物质，对葡萄糖等分子有趋化行为；并且很多单细胞原生生物还能够感知周围的光线。然而，在生物幵始形成大脑之前，这种对外部世界的感知更像是一种“反射。随着生物的大脑在漫长的进化过程中不断发展，或者说直到人类出现，各种感知才真正变得“智能”，通过感知收集的关于外部世界的信息开始通过大脑的分析作用于生物本身的生存和发展。简而言之，是大脑让感知变得真正有意义。

这是自然进化的规律和结果。有幸的是，我们正在见证一场类似的技术变革。

过去十年，物联网技术和应用得到了突飞猛进的发展，物联网技术也被普遍认为将是下一个给人类生活带来颠覆性变革的技术。物联网设备通常都具有通过各种不同类別的传感器收集数据的能力，就好像赋予了各种机器类似生命感知的能力，由此促成了整个世界数据化的实现。而伴随着5G技术的成熟和即将到来的商业化，物联网设备所收集的数据也将拥有一个全新的、高速的传输渠道。但是，就像生物的感知在没有大脑时只是一种“反射”一样，这些没有经过任何处理的数据的收集和传输并不能带来真正进化意义上的突变，甚至非常可能在物联网设备数量以几何级数增长的情况下，由于巨量数据传输造成5G等传输网络的拥堵甚至瘫痪。

如何应对这个挑战？如何赋予物联网设备所具备的感知能力以“智能”？我们的答案是：人工智能技术。

人工智能技术并不是一个新生事物，它在最近几年引起全球性关注并得到飞速发展的主要原因，在于它的三个基木要素（算法、数据、算力）的迅猛发展，其中又以数据和算力的发展尤为重耍。物联网技术和应用的蓬勃发展使得数据累计的难度越来越低；而芯片算力的不断提升使得过去只能通过云计算才能完成的人工智能运算现在已经可以下沉到最普通的设备之上完成。这使得在终端实现人工智能功能的难度和成本都得以大幅降低，从而让物联网设备拥有“智能”的感知能力变得真正可行。

物联网技术为机器带来了感知能力，而人工智能则通过计算算力为机器带来了决策能力。二者的结合，正如感知和大脑对自然生命进化所起到的必然性决定作用，其趋势将无可阻挡，并且必将为人类生活带来巨大变革。

未来十五年，或许是这场变革最最关键的阶段。业界预测到2035年，将有超过一万亿个智能设备实现互联。这一万亿个智能互联设备将具有极大的多样性，它们共同构成了一个极端多样化的计算世界。而能够支撑起这样一个数量庞大、极端多样化的智能物联网世界的技术基础，就是Arm。正是在这样的背景下，Arm中国立足中国，依托全球最大的Arm技术生态，全力打造先进的人工智能物联网技术和解决方案，立志成为中国智能科技生态的领航者。