计算机图像和视频处理课程是计算机科学与技术专业的重要专业课程之一，随着图像和视频处理技术的迅速发展及其在当今社会各个领域的广泛应用，对图像和视频处理课程的教学提出了更高的要求，特别是实践环节更需加强。本书涵盖了图像和视频处理课程中较为重要的知识点，按照由易到难、由基础到综合的顺序安排了初级、中级和高级三个不同级别的实验阶段。
每个阶段分别设计了具有代表性的几个实验，通过大量的实例使学生逐步掌握图像和视频处理的基本知识和基本技巧。
本书可作为高等学校计算机相关专业学生的实验教材，也可作为初、中级读者和培训班学员学习的参考用书。

近年来，随着计算机、多媒体和网络通信技术的高速发展，图像和视频处理得到了极大的重
视和长足的发展，在科学研究、工业生产、医疗卫生、教育、娱乐、军事和通信等方面被广泛应
用。同时，人们对计算机图像和视频处理的应用要求也越来越高，从而使高速、便捷、智能化的
高性能数字图像和视频处理成为重要的发展方向，实时图像处理和视频分析技术在目标跟踪、安
全监控、辅助制造等行业中都得到了越来越多的应用。各高等院校和培训机构也都把图像处理和
视频分析课程作为一门重要的专业课程。图像处理和视频分析技术的专业性和实践性都较强，仅
仅依靠理论知识很难达到深入理解，更无法进行实际应用。因此，需要通过大量的实践性实验帮
助学生更好地理解理论知识，提高实践操作能力，并进一步达到实际应用的水平。
本书将图像和视频处理涉及的代表性实验分为初级、中级和高级三个级别，读者可按编排顺
序由浅入深逐步实践，也可根据需要挑选完成其中的某些实验。初级实验主要涉及图像处理的基
本技术，包括图像采集和分割、二值化和灰度化、轮廓检测、边缘检测、膨胀和腐蚀、直方图。
中级实验主要是关于图像处理的一些常用技术，包括去噪、角点检测、连通区域标记、帧间差分
的处理方法。高级实验是对基本技术和常用技术的综合运用与实践，通过实例学习视频分析相关
的技术，主要包括肤色识别、运动检测、运动目标跟踪、人数统计和烟火检测。
本书通过一系列由浅入深的实验，引导学生对计算机图像和视频处理的基本概念有一个初步
的了解，掌握最常用的图像和视频处理方法，进而为今后逐步学习和开发难度较大的设计型和研
究型图像和视频处理技术打下扎实的基础。本书在编写中力求突出以下特色：
① 内容先进：以目前图像处理和视频分析领域内的最新技术为参考，设置实验内容；
② 结构完整：根据循序渐进的认知规律设计实验内容及顺序，帮助读者由浅入深地进行学
习，读者容易入门；
③ 实例丰富：本书提供大量的实例程序，并给出运行结果，其中较为复杂的实例还有详细
的分析讲解；
④ 理论与实践相结合：本书将理论知识和实践操作有机地结合起来，以理论引导实践，以
实践印证理论，从而达到理论和实践的共同提高。
本书的每个实验均包括基本原理、关键函数和实验代码三部分，学生首先理解基本理论知识，然
后了解实验中涉及的关键代码，最后完成全部实验，符合教学实际要求，培养学生实际操作能力。
本书教学时数建议初级实验安排6 学时，中级实验安排8 学时，高级实验安排10 学时，共
24 学时。建议在机房和多媒体教室进行教学和实践。
本书由天津财经大学信息科学与技术系刘赏主编，饶俊、盛家川、宋丽红、张磊、董林芳参
与编写。本书融合了全体编者多年的教学和项目开发经验和心得体会。其中，初级实验部分的实
验1-1 至实验1-5 由饶俊编写，实验1-6 至实验1-8 由盛家川编写；中级实验部分的实验2-1 和
实验2-2 由宋丽红编写，实验2-3 和实验2-4 由张磊编写；高级实验部分的实验3-1 至实验3-4
由刘赏编写；实验3-5、实验3-6 由董林芳编写。由刘赏制定了编写大纲并最终统稿。
在本书的编写过程中，天津财经大学信息科学与技术系提供了有力的技术支持和组织保障，在
此特别感谢。由于时间仓促加之编者水平有限，难免有不足之处，敬请广大读者批评指正。
编 者
2014 年6 月

第一篇 初级实验................................................................................................................. 1
【实验1-1】 图像的采集................................................................................................. 1
【实验1-2】 图像的分割............................................................................................... 16
【实验1-3】 图像二值化............................................................................................... 26
【实验1-4】 图像灰度化............................................................................................... 33
【实验1-5】 轮廓检测................................................................................................... 38
【实验1-6】 边缘检测................................................................................................... 44
【实验1-7】 图像形态学............................................................................................... 56
【实验1-8】 直方图....................................................................................................... 64
第二篇 中级实验............................................................................................................... 78
【实验2-1】 图像去噪................................................................................................... 78
【实验2-2】 角点检测................................................................................................... 87
【实验2-3】 连通区域标记............................................................................................ 95
【实验2-4】 帧间差分................................................................................................. 103
第三篇 高级实验..............................................................................................................114
【实验3-1】 肤色识别................................................................................................. 114
【实验3-2】 运动物体检测.......................................................................................... 127
【实验3-3】 入侵检测................................................................................................. 134
【实验3-4】 运动目标跟踪.......................................................................................... 146
【实验3-5】 人数统计................................................................................................. 164
【实验3-6】 烟火检测................................................................................................. 194
参考文献............................................................................................................................202

主要著译者顺序姓名学历职称学科专长通讯地址1 沈大林 工作单位 邮政编码 电话 2王爱赪 工作单位 邮政编码 电话 3 工作单位 邮政编码 电话 审校者（主审者） 学历 工作单位 邮政编码 电话 职称 工作单位 邮政编码 电话 沈大林，男，64岁，计算机职业教育专家。曾任宣武区职业学校校长，也曾做过杂志社主编。从事计算机职业教育改革研究多年，并积累了很多被业界承认的成果。王爱赪,女， 副教授.2008年区级优秀班主任，2009年区优秀教师，2010年区级骨干教师，2006年北京电大第三届青年教师教学基本功（理工类）一等奖；2006年北京电大第三届青年教师教学基本功大赛（分校组）二等奖；2006年中央电大“清华紫光杯”多媒体课件大赛小课件三等奖。