内容简介
《ChatGPT与数字图像处理》是一本系统性、实践性与创新性相结合的专业书籍，全面探讨了数字图像处理领域的基础知识、核心算法及其与ChatGPT技术的深度融合。本书从数字图像处理的基本概念出发，逐步深入，覆盖了图像读取与存储、几何变换、图像分割、特征提取等经典内容，并结合实际案例，探索了在特定场景中如何运用图像处理技术解决问题，如车牌识别、路面裂缝检测、焊缝识别等。
本书结构清晰、理论与实践兼顾，适合计算机视觉、人工智能以及相关领域的从业者、研究人员和高校师生参考阅读。无论是想深入了解数字图像处理技术，还是探索ChatGPT在该领域的创新应用，读者都能从本书中获得启发与实践指导。
目录
第1章 绪论
1.1 数字图像处理基础 002
1.1.1 数字图像处理简介 002
1.1.2 数字图像处理概述 003
1.1.3 数字图像处理应用 004
1.2 ChatGPT在数字图像处理中的角色 006
1.3 ChatGPT在数字图像处理中的应用 008
1.4 小结 010
第2章 图像的基本操作
2.1 图像的读取与存储 012
2.2 图像点运算 013
2.2.1 灰度变换 013
2.2.2 像素阈值处理 017
2.2.3 像素反转 020
2.2.4 像素对比度增强 021
2.3 图像的几何变换 022
2.3.1 图像旋转 023
2.3.2 图像平移 024
2.3.3 图像缩放 026
2.3.4 图像翻转 027
2.4 直方图处理 028
2.4.1 直方图均衡化 028
2.4.2 直方图匹配 030
2.4.3 直方图反转 033
2.5 图像去噪 036
2.5.1 中值滤波 036
2.5.2 高斯滤波 038
2.5.3 小波去噪 040
2.5.4 K近邻去噪 041
2.6 小结 043
第3章 图像分割
3.1 边缘提取 046
3.1.1 Roberts算子 046
3.1.2 Sobel算子 048
3.1.3 Prewitt算子 051
3.1.4 Laplacian算子 052
3.1.5 Canny算子 055
3.1.6 不同算子对比 057
3.2 区域分割 059
3.2.1 区域生长算法 059
3.2.2 分水岭算法 062
3.2.3 K-means聚类算法 064
3.2.4 OTSU阈值算法 067
3.2.5 基于形态学的分割算法 069
3.2.6 算法对比 071
3.3 小结 072
第4章 形态学处理
4.1 基本运算 074
4.1.1 腐蚀与膨胀 074
4.1.2 开操作与闭操作 076
4.2 复杂运算 078
4.2.1 顶帽运算 078
4.2.2 底帽运算 080
4.2.3 梯度运算 082
4.3 小结 084
第5章 图像特征提取
5.1 颜色特征提取 087
5.1.1 灰度直方图 088
5.1.2 聚类 090
5.2 形状特征提取 093
5.2.1 Hu不变矩 093
5.2.2 Hough变换 094
5.2.3 Radon变换 097
5.3 关键点特征提取 101
5.3.1 SIFT算法 101
5.3.2 ORB算法 102
5.3.3 LBP算法 103
5.4 特征降维 106
5.4.1 奇异值分解 106
5.4.2 主成分分析 108
5.4.3 线性鉴别方法 111
5.5 小结 113
第6章 图像识别应用初步
6.1 图像识别的概念 116
6.2 图像识别的一般过程 117
6.2.1 图像采集与预处理 118
6.2.2 特征提取与选择 118
6.2.3 模型构建与训练 119
6.2.4 测试与评估 120
6.2.5 部署与应用 121
6.3 图像识别的方法类型 121
6.3.1 基于模板匹配的方法 122
6.3.2 基于分类器的方法 124
6.3.3 基于深度学习的方法 126
6.4 小结 131
第7章 基于OCR字符提取的车牌识别
7.1 车牌识别背景 133
7.2 车牌识别原理 133
7.2.1 数据预处理 134
7.2.2 车牌区域提取 135
7.2.3 车牌区域裁剪 135
7.2.4 车牌文本识别 135
7.3 程序实现 136
7.3.1 数据预处理 136
7.3.2 车牌区域提取 137
7.3.3 图像遮罩和图像剪裁 138
7.3.4 OCR文本识别 139
7.4 完整代码 139
7.5 小结 140
第8章 基于小波变换和SVM的遥感图像船舶识别
8.1 遥感图像船舶识别背景 143
8.2 遥感图像船舶识别原理 143
8.2.1 海域遥感图像的基本特征分析 143
8.2.2 基于小波变换的图像过滤与增强理论研究 144
8.2.3 船舶遥感图像的目标识别算法 145
8.3 程序实现 146
8.3.1 基于小波变换的图像过滤与增强 146
8.3.2 船舶遥感图像特征提取 147
8.3.3 基于已提取的HOG特征进行SVM的分类 148
8.3.4 分析船舶区域并显示结果 149
8.4 结果展示 150
8.5 小结 152
第9章 基于光流场的交通汽车检测跟踪
9.1 汽车跟踪背景 154
9.2 汽车跟踪原理 155
9.2.1 光流法检测运动原理 155
9.2.2 Horn-Schunck光流算法 157
9.3 程序实现 158
9.3.1 创建视频及对象并设置参数 160
9.3.2 读取并预处理帧图像 162
9.3.3 计算光流和运动矢量 163
9.3.4 进行车辆检测和阈值处理 164
9.3.5 分析车辆区域并显示结果 165
9.3.6 调试 166
9.3.7 封装整合 167
9.4 结果展示 168
9.5 小结 169
第10章 基于视觉的路面裂缝检测
10.1 裂缝检测背景 171
10.2 裂缝检测原理 171
10.2.1 图像获取 171
10.2.2 直方图均衡化 172
前言/序言
随着人工智能技术的快速发展，数字图像处理作为计算机视觉的重要组成部分，已经成为众多领域不可或缺的技术工具。从医学影像分析到工业缺陷检测，从智能交通到遥感图像处理，数字图像处理的应用正以令人惊叹的速度改变着我们的生产与生活。近年来，大模型的崛起进一步推动了这一领域的发展。尤其是ChatGPT等基于自然语言处理的生成式模型，其独特的能力为数字图像处理的研究与应用带来了全新的视角和工具。
在这一背景下，本书旨在探索ChatGPT与数字图像处理技术的结合，从理论到实践，全面展示两者的交汇如何提升图像处理的效率与效果。书中不仅系统地讲解了数字图像处理的基本理论与常见算法，还重点介绍了如何利用ChatGPT优化算法设计、简化代码实现及加速问题求解。本书通过实际案例的展示，将传统的图像处理技术与生成式模型的强大能力相结合，为读者打开一扇通往创新实践的大门。
本书共分十三章。前五章以基础知识为核心，涵盖图像基本操作、几何变换、图像分割、形态学处理和特征提取，帮助读者夯实理论基础。随后章节通过多个应用场景的详细讲解，如车牌识别、遥感图像中的船舶识别、路面裂缝检测以及食品包装缺陷识别等，展示了图像处理技术在实际问题中的多样性与重要性。书中特别突出了ChatGPT在辅助图像处理流程中的作用，包括算法优化建议、代码生成和错误调试等，为读者提供了全新的技术方法论。
本书适合高校师生、科研人员以及从事计算机视觉与人工智能的工程技术人员阅读，也为希望学习数字图像处理与ChatGPT结合应用的初学者提供了全面的学习指南。希望本书的出版能够为更多读者带来启发，为推动数字图像处理技术的发展贡献一份力量。
在本书的写作过程中，得到了许多同行专家的宝贵意见和建议。在此，谨向他们表示由衷的感谢。同时，特别感谢一些同学的辛苦付出，包括廉超、孙天昂、鞠仲杰、董方贺聪、邵金亮、孙婷婷、贾腾璘、王浩、薛皓堂、霍惟、赵银凇、张家硕、邹智恺、张文博、克雨阳、刘羽璇等，他们在书籍的编写与校订中提供了重要支持。也感谢家人和朋友在书籍创作过程中给予的理解与支持。希望本书能够为所有读者带来帮助。由于时间有限，本书难免存在不妥之处，也期待您提出宝贵的意见与建议，以不断完善本书内容。
编著者
