کتاب Digital Image Processing with C++

کتاب Digital Image Processing with C++ (پردازش تصویر دیجیتال با C++: پیاده‌سازی الگوریتم‌های مرجع با کتابخانه CImg) یک منبع علمی و کاربردی بسیار مناسب و به روز برای یادگیری پردازش تصویر دیجیتال  و مفاهیم آن و پیاده‌سازی آن‌ها با استفاده از زبان برنامه‌نویسی سی‌پلاس‌پلاس است.

در ادامه مقدمه‌ای از کتاب Digital Image Processing with C++ را از زبان نویسنده شرح خواهیم داد.

مقدمه‌ای بر کتاب Digital Image Processing with C++:

راشید دریچه مدیر ارشد تحقیقاتی در مرکز اینریا در دانشگاه کوت دازور فرانسه است که در آنجا تیم پروژه تحقیقاتی آتنا را رهبری می‌کند. هدف تحقیق او کشف سیستم عصبی مرکزی (CNS) از طریق مدل‌های ریاضی و محاسباتی تصویربرداری پزشکی، با تمرکز بر بازیابی اتصالات ساختاری و عملکردی مغز انسان است.

او جایزه بزرگ EADS (علوم کامپیوتر) را توسط آکادمی علوم فرانسه در سال 2013، یک جایزه معتبر ERC Advanced Grant برای پروژه‌اش در نقشه‌برداری اتصال محاسباتی مغز در سال 2016، دکترای افتخاری Causa توسط دانشگاه شربروک در سال 2014 و یک دانشگاه 3IA Université Côte دریافت کرد.

صندلی آزور در سال 2019. او بیش از 100 مقاله در ژورنال و بیش از 300 مقاله کنفرانس منتشر کرده است. فعالیت علمی گسترده او شامل سه حوزه تحقیقاتی اصلی است: ۱) پردازش تصویر محاسباتی، ۲) بینایی کامپیوتری سه بعدی، و ۲) تصویربرداری عصبی محاسباتی.

بسیار خوشحالم که مقدمه این کتاب را پذیرفتم که نتیجه موفقیت‌آمیز چندین سال تحقیق و تجربه سه نفر از نویسندگان متخصص در پردازش تصویر دیجیتال است که هم جنبه‌های نظری و هم پیاده‌سازی‌های نرم‌افزاری آن را با هم ترکیب می‌کند.

من دیوید شومپرل را می‌شناسم زیرا در مارس 1999، در مارس 1999، به عنوان بخشی از مدرک کارشناسی ارشد او، از دانشگاه نیس سوفیا-آنتیپولیس که در آن یک ماژول در مورد آن تدریس می‌کردم، او را به عنوان کارآموز در تیم پروژه خود در اینریا سوفیا آنتیپولیس-مدیترانه داشتم. پردازش تصویر بر اساس رویکردهای متغیر، تکنیک‌های مبتنی بر PDE و مجموعه‌های سطحی (PDE: معادله دیفرانسیل جزئی).

کارآموزی در مورد مطالعه و توسعه روش‌های PDE انتشار برای تصاویر چند ارزشی (به‌ویژه تصاویر رنگی)، یعنی تصاویر بالقوه بیش از سه جزء در هر پیکسل بود. من او را از میان چندین متقاضی ارتقاء انتخاب کردم، زیرا او همچنین یک مهندس عمومی در علوم کامپیوتر بود و سابقه دوگانه او کاملاً نیاز به یک کارآموز را برآورده می‌کرد که بتواند با سهولت در C/C++ و در عین حال تسلط بر جنبه‌های نظری و موارد مربوط به پیاده‌سازی نرم افزاری کارآمد از الگوریتم‌های توسعه یافته.

روش‌های مبتنی بر PDE اغلب به چند صد یا حتی هزاران تکرار پیچیده برای اعمال روی تصاویر نیاز دارند، همانطور که در کتاب Digital Image Processing with C++ خواهید دید، و بنابراین نیاز به بهینه‌سازی منابع پردازشگر دستگاه بیش از پیش ضروری است.

پس از نتایج امیدوارکننده، دیوید به کار خود در پایان نامه دکترا، زیر نظر من ادامه داد. و خیلی سریع، آشکار شد که ما نیاز به توسعه یک کتابخانه مرجع C/C++ برای پردازش تصاویر با بیش از سه کانال یا تصاویر حجمی با هر مقدار (ماتریس، تانسور،…) برای توسعه کار تحقیقاتی خود داریم.

دیوید از طریق الگوریتم‌های پیاده‌سازی‌شده، آزمایش‌ها، موفقیت‌ها و شکست‌ها، به تدریج کتابخانه شخصی C++ خود را از ویژگی‌های قابل استفاده مجدد ساخت تا کار پایان‌نامه‌اش را تکمیل کند. اصالت کار تحقیقاتی دیوید، نیاز به بهینه‌سازی و توسعه نرم‌افزاری که از دوره دکتری او باقی بماند و توسط اعضای تیم «قابل استفاده مجدد» باشد، به نظر من اساس پیدایش کتابخانه CImg را تشکیل می‌دهد.

در پایان پایان نامه دیوید، سهولت استفاده از CImg دانشجویان جدید دکترا و اعضای دائمی تیم را اغوا کرده بود. در پایان سال 2003، با توافق با دپارتمان توسعه اینریا، تصمیم گرفتیم CImg را به‌عنوان نرم‌افزار رایگان به طور گسترده‌تری توزیع کنیم، طبیعتاً با استفاده از مجوز رایگان جدید فرانسوی CeCILL، که به‌تازگی توسط Inria، CEA و CNRS ایجاد شده بود.

بیش از 20 سال پس از اولین خطوط کد، CImg اکنون یک کتابخانه پردازش تصویر است که توسط هزاران نفر در سراسر جهان استفاده می‌شود، در قلب ده‌ها پروژه رایگان، و به همان اندازه مهم، به طور مداوم و فعال نگهداری می‌شود.

منشأ این موفقیت چشمگیر، اول از همه، ماهیت و کیفیت کار روش‌شناختی انجام شده در طول دوره دکتری و همچنین اجرای آن با توسعه الگوریتم‌های پردازش است که باید روی تصاویر انواع و روش‌ها کار کنند. از میدان دید کامپیوتر (دوربین‌ها، ویدئو، میدان‌های سرعت) و همچنین در حوزه‌های ماهواره‌ای یا پزشکی، به‌ویژه تصویربرداری عصبی، با تصویربرداری انتشار تشدید مغناطیسی و مدل معروف آن به نام تانسور انتشار.

این جنبه از عمومی بودن داده‌ها خیلی سریع یک عنصر اصلی در طراحی و موفقیت کتابخانه بود. با تمرکز بر سادگی طراحی و استفاده، و توسعه مداوم و منسجم API کتابخانه، نویسندگان به وضوح موفق شده‌اند سهولت استفاده را با کلی بودن پردازشی که کتابخانه اجازه می‌دهد، همراه کنند.

توزیع رایگان کتابخانه به دنیای دانشگاهی و همچنین دنیای تحقیقاتی و صنعتی این امکان را داده است که نمونه‌سازی و اجرای الگوریتم‌های پردازش تصویر کارآمد را به شیوه ای ملایم و لذت بخش کشف کنند.

برای معلمان، محققان، دانش‌آموزان یا مهندسان، کتاب Digital Image Processing with C++ مقدمه‌ای بر حوزه وسیع پردازش تصویر و همچنین معرفی کتابخانه CImg برای توسعه الگوریتم‌های پیشرفته را در اختیار شما قرار می‌دهد.

انتظار می‌رود کتاب Digital Image Processing with C++ شور و شوق جدیدی را برای پردازش تصویر ایجاد کند، به عنوان مثال، برای مبتدیان یا توسعه‌دهندگان با تجربه تر C++ که علاقه‌مند به شروع در این رشته هستند.

اما کتاب Digital Image Processing with C++ همچنین نور جدیدی را در زمینه پردازش تصویر برای کاربران و خوانندگان علاقه مند به پیشرفت‌های اخیر در هوش مصنوعی، یادگیری عمیق و شبکه‌های عصبی روشن می‌کند.

به عنوان مثال، یاد خواهید گرفت که برای استخراج لبه‌های یک تصویر، قطعه بندی آن، تشخیص ویژگی‌های هندسی به عنوان بخش‌ها و دایره‌ها، نیازی به داشتن یک شبکه عصبی با 500 میلیون وزن یا یک میلیون تصویر آموزشی نیست.

اشیاء واقع در آن، برای تخمین بردارهای جابجایی در دنباله‌های ویدیویی و غیره. و حتی بهتر از آن، می‌توانید پیاده‌سازی الگوریتم‌های متناظر را که در سراسر کتاب Digital Image Processing with C++ منتشر شده و با کتابخانه CImg توضیح داده شده است، مطالعه کنید و در عین حال داده‌های آن‌ها را به تنهایی آزمایش کنید.

کاوش در شاخه‌ای از علم هیجان‌انگیز مانند پردازش تصویر، به روشی قابل تکرار، با یک کتابخانه رایگان به خوبی CImg، هدیه ارزشمندی است که نویسندگان به ما ارائه می‌دهند. من شخصاً در مورد آن خواب دیدم. آن‌ها باعث شدند این اتفاق بیفتد! من می‌خواهم از آن‌ها تشکر کنم زیرا با این کتاب، پردازش تصویر دیجیتال نه تنها جان تازه‌ای می‌گیرد، بلکه چشم‌اندازهای جدیدی را برای آینده‌ای روشن باز می‌کند.

راشید دریچه

سوفیا آنتیپولیس، 22 ژوئن 2022

سرفصل‌های کتاب Digital Image Processing with C++:

• Cover
• Half Title
• Title Page
• Copyright Page
• Contents
• Preface
• Preamble
• I. Introduction to CImg
• 1. Introduction
• 2. Getting Started with the CImg Library
• II. Image Processing Using CImg
• 3. Point Processing Transformations
• 4. Mathematical Morphology
• 5. Filtering
• 6. Feature Extraction
• 7. Segmentation
• 8. Motion Estimation
• 9. Multispectral Approaches
• 10. 3D Visualisation
• 11. And So Many Other Things…
• List of CImg Codes
• Bibliography
• Index

جهت دانلود کتاب Digital Image Processing with C++ می‌توانید پس از پرداخت، دریافت کنید.