作者：

埃里克•奎亚斯（Erik Cuevas） ，墨西哥瓜达拉哈拉大学教授，墨西哥国家研究员系统成员（SNI III）。研究兴趣包括元启发式和进化算法在图像处理和机器学习中的应用。担任多个国际期刊编委或副主编。

阿尔玛·纳耶丽·罗德里格斯（Alma Nayeli Rodriguez），墨西哥瓜达拉哈拉大学教授。

译者：

章毓晋，清华大学教授，先后开出并讲授10多门本科生和研究生课程。已在国内外发表了550多篇研究论文，已出版中英文教材、专著、工具书等60多册。现为中国图象图形学学会名誉监事长、会士；国际光学工程协会（SPIE）会士（因在图像工程方面的成就）。

图像处理和机器学习联合用于图像的分析和理解。图像处理借助滤波、分割、特征提取技术实现图像的预处理，机器学习算法则借助分类、聚类、目标检测技术解释处理的数据。本书作为教材，面向图像处理领域的学生和教师，覆盖了一些流行的图像处理方法和手段的理论基础和实际应用。

《图像处理与机器学习》分为两册，本书是上册，依次介绍图像处理的基本概念和技术，从像素运算和它们的性质开始，探索空域滤波、边缘检测、二值图分割和处理、角点检测和直线检测。本书为对理解图像处理核心概念和实际应用感兴趣的读者提供了坚实的理论基础，并构建了所需的准备工作，以进一步学习下册的内容。

本书为图像处理相关专业的教师和学生而写，本书内容的清晰组织形式也对应用程序开发人员和工程人员具有吸引力。

第1章 像素运算
1.1 引言
1.2 改变像素强度值
1.2.1 对比度和照度或亮度
1.2.2 限定像素运算的结果
1.2.3 图像补
1.2.4 阈值分割
1.3 直方图和像素运算
1.3.1 直方图
1.3.2 图像采集特性
1.3.3 用MATLAB计算图像的直方图
1.3.4 彩色图像的直方图
1.3.5 像素运算对直方图的影响
1.3.6 自动对比度调整
1.3.7 累积直方图
1.3.8 直方图线性均衡化
1.4 伽马校正
1.4.1 伽马函数
1.4.2 伽马校正的应用
1.5 MATLAB像素操作
1.5.1 用MATLAB改变对比度和亮度
1.5.2 用MATLAB阈值化分割图像
1.5.3 用MATLAB进行对比度
1.5.4 用MATLAB进行直方图均衡化
1.6 多源像素运算
1.6.1 逻辑和算术运算
1.6.2 Alpha混合运算
参考文献
第2章 空域滤波
2.1 引言
2.2 什么是滤波器
2.3 空域线性滤波器
2.3.1 滤波器矩阵
2.3.2 滤波操作
2.4 MATLAB中滤波操作的计算
2.5 线性滤波器的类型
2.5.1 平滑滤波器
2.5.2 “盒”滤波器
2.5.3 高斯滤波器
2.5.4 差分滤波器
2.6 线性滤波器的形式特征
2.6.1 线性卷积和相关
2.6.2 线性卷积性质
2.6.3 滤波器的可分离性
2.6.4 滤波器的脉冲响应
2.7 用MATLAB对图像加噪声
2.8 空域非线性滤波器
2.8.1 最大值和最小值滤波器
2.8.2 中值滤波器
2.8.3 具有多重性窗口的中值滤波器
2.8.4 其他非线性滤波器
2.9 MATLAB中的线性空域滤波器
2.9.1 相关尺寸和卷积
2.9.2 处理图像边框
2.9.3 实现线性空域滤波器的MATLAB函数
2.9.4 实现非线性空域滤波器的MATLAB函数
2.10 二值滤波器
参考文献
第3章 边缘检测
3.1 边缘和轮廓
3.2 用基于梯度的技术检测边缘
3.2.1 偏导数和梯度
3.2.2 导出的滤波器
3.3 边缘检测滤波器
3.3.1 蒲瑞维特算子和索贝尔算子
3.3.2 罗伯特算子
3.3.3 罗盘算子
3.3.4 用MATLAB检测边缘
3.3.5 用于边缘检测的MATLAB函数
3.4 基于二阶导数的算子
3.4.1 使用二阶导数技术的边缘检测
3.4.2 图像的锐化增强
3.4.3 用MATLAB实现拉普拉斯滤波器和增强锐度
3.4.4 坎尼滤波器
3.4.5 实现坎尼滤波器的MATLAB工具
参考文献
第4章 二值图分割和处理
4.1 引言
4.2 分割
4.3 阈值化
4.4 最优阈值
4.5 大津算法
4.6 用区域生长分割
4.6.1 初始像素
4.6.2 局部搜索
4.7 二值图中的目标标记
4.7.1 暂时标记目标（步骤1）
4.7.2 标记的传播
4.7.3 相邻标记
4.7.4 解决冲突（步骤2）
4.7.5 用MATLAB实现目标标记算法
4.8 二值图中的目标边界
4.8.1 外轮廓和内轮廓
4.8.2 轮廓识别和目标标记的结合
4.8.3 MATLAB实现
4.9 二值目标的表达
4.9.1 长度编码
4.9.2 链码
4.9.3 差分链码
4.9.4 形状数
4.9.5 傅里叶描述符
4.10 二值目标的特征
4.10.1 特征
4.10.2 几何特征
4.10.3 周长
4.10.4 面积
4.10.5 紧凑度和圆度
4.10.6 围盒
参考文献
第5章 角点检测
5.1 图像中的角点
5.2 哈里斯算法
5.2.1 结构矩阵
5.2.2 结构矩阵的滤波
5.2.3 本征值和本征矢量的计算
5.2.4 角点值函数（V）
5.2.5 角点的确定
5.2.6 算法实现
5.3 用MATLAB确定角点位置
5.4 其他角点检测器
5.4.1 博代检测器
5.4.2 基尔希和罗森菲尔德检测器
5.4.3 王和布雷迪检测器
参考文献
第6章 直线检测
6.1 图像中的结构
6.2 哈夫变换
6.2.1 参数空间
6.2.2 累积记录矩阵
6.2.3 参数化模型改变
6.3 哈夫变换的实现
6.4 在MATLAB中编程实现哈夫变换
6.5 用MATLAB函数检测直线
参考文献