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第1章 概论1

1.1 概述1

1.2 数字图象处理2

1.2.1 模拟图象处理简介2

1.2.2 图象数字化处理简介3

1.2.3 数字图象处理方法概述4

1.3 计算机图象处理系统6

1.3.1 软件型图象处理系统6

1.3.2. 图象计算机7

1.3.3 主要部件及选用8

1.3.4 数字图象处理的优点9

1.4 计算机图象处理的应用10

1.4.1 生物医学中的应用11

1.4.2 遥感航天中的应用11

1.4.3 工业应用11

1.4.4 军事公安领域中的应用12

1.4.5 其它应用12

第2章 数字图象的物理基础13

2.1 概述13

2.2 光度学简介13

2.2.1 发光强度14

2.2.2 光通量和视敏度15

2.2.3 亮度15

2.2.4 照度16

2.3 色度学简介17

2.3.1 彩色视觉17

2.3.2 三基色18

2.3.3 彩色视觉建模及彩色匹配原理25

2.4 视觉的模型27

2.4.1 视觉27

2.4.2 视觉模型33

2.5 连续图象37

2.5.1 连续图象表示式37

2.5.2 连续图象的统计模型39

2.5.3 图象噪声41

2.6 数字图象43

2.6.1 采样和重建43

2.6.2 采样图象的量化49

2.6.3 扫描和彩色制式51

第3章 正交变换在图象处理中的应用56

3.1 酉矩阵和正交矩阵的交换56

3.1.1 一维变换56

3.1.2 二维变换58

3.1.3 酉变换的性质61

3.2 傅里叶变换在图象处理中的应用62

3.2.1 一维连续傅里叶变换62

3.2.2 二维连续傅里叶变换64

3.2.3 一维离散傅里叶变换DFT65

3.2.4 二维离散傅里叶变换2DDFT71

3.2.5 DFT应用中的问题75

3.3 余弦变换78

3.3.1 一维余弦变换78

3.3.2 二维余弦变换79

3.3.3 余弦变换的性质81

3.4 正弦变换的公式82

3.4.1 正弦变换的公式82

3.4.2 正弦变换的性质83

3.5 Walsh变换84

3.5.1 Walsh函数的产生84

3.5.2 三种Walsh序的离散公式87

3.5.3 三种序的互相转换87

3.5.4 Walsh函数的性质88

3.5.5 Walsh变换WT88

3.6 Hadamard变换(HT)90

3.6.1 HT核矩阵的产生和HT90

3.6.2 快速Hadamard变换FHT92

3.7 Haar变换94

3.7.1 Haar函数94

3.7.2 Haar变换95

3.7.3 Haar基图象96

3.8 斜变换96

3.8.1 斜变换的变换矩阵96

3.8.2 斜变换的性质98

3.9 离散K-L变换98

3.9.1 一维K-L变换98

3.9.2 图象的K-L变换99

3.9.3 K-L变换的性质100

3.9.4 图象数据压缩100

3.10 矩阵的展开和奇异值分解102

3.10.1 矩阵的展开和分解103

3.10.2 SVD的应用106

第4章 图象增强108

4.1 灰度直方图的修改108

4.1.1 直方图108

4.1.2 直方图的线性拉伸与压缩111

4.1.3 直方图非线性映射116

4.2 图象的频域处理增强121

4.2.1 低通滤波和平滑去噪声121

4.2.2 高通滤波及图象锐化124

4.2.3 带阻滤波126

4.2.4 同态滤波127

4.2.5 其它滤波方法129

4.3 空间滤波增强129

4.3.1 空间滤波原理129

4.3.2 拉普拉斯算子130

4.3.3 中值滤波(median filter)131

4.4 伪彩色增强133

4.4.1 真彩色、伪彩色和假彩色133

4.4.2 灰度分层映射134

4.4.3 常用的几种假彩色、伪彩色方案135

4.5 图象增强的应用138

4.5.1 图象增强的目的138

4.5.2 图象增强的技术综合性138

4.5.3 图象的平滑和去噪声139

4.5.4 图象轮廓抽取和图象锐化140

4.5.5 多谱图象的增强144

4.5.6 其它处理146

第5章 从投影重建图象147

5.1 概述147

5.1.1 传输式投影147

5.1.2 物质对X射线的吸收149

5.1.3 求解μ(x,y)的几种算法152

5.1.4 XCT的技术问题153

5.1.5 其它核成象技术157

5.2 投影定理和傅里叶重建159

5.2.1 旋转坐标系的投影159

5.2.2 Radon变换165

5.3 卷积反投影重建168

5.3.1 从投影定理重建图象168

5.3.2 卷积反投影重建171

5.4 扇束重建图象175

第6章 图象复原179

6.1 图象退化179

6.1.1 图象退化的意义179

6.1.2 图象退化的模型179

6.2 连续系统图象的复原181

6.2.1 一般原理181

6.2.2 反滤波181

6.2.3 维纳滤波器182

6.3 离散情况下退化的分析183

6.3.1 一维情况183

6.3.2 二维情况187

6.4 离散情况图象复原190

6.4.1 无约束复原190

6.4.2 约束复原194

6.4.3 广义逆SVD复原199

6.4.4 卡尔曼滤波原理201

6.5 几何畸变的复原204

6.5.1 几何畸变的复原204

6.5.2 位移变系统畸变的复原207

第7章 图象编码、压缩与传送209

7.1 概述209

7.1.1 图象编码的目的209

7.1.2 图象编码的应用209

7.1.3 保真度准则210

7.1.4 量化编码212

7.2 图象信号的量化212

7.2.1 均匀量化212

7.2.2 非均匀量化213

7.3 PCM编码的其它形式216

7.3.1 非线性PCM编码216

7.3.2 亚Nyquist取样PCM217

7.4 编码框图及常用的编码218

7.4.1 映射218

7.4.2 量化器220

7.4.3 编码器220

7.5 熵编码221

7.5.1 信息量221

7.5.2 熵(entropy)222

7.5.3 条件熵223

7.5.4 熵编码方案223

7.6 预测编码226

7.6.1 线性预测226

7.6.2 预测编码方案228

7.6.3 △PCM方案232

7.7 变换编码压缩234

7.7.1 变换编码原理234

7.7.2 变换方案239

7.8 二值图象的压缩编码242

7.8.1 白块跳过编码WBS243

7.8.2 行程长度编码244

7.8.3 其它二值图象压缩245

7.9 图象综合压缩举例247

7.9.1 RPV的TV混合编码247

7.9.2 遥感图象的特征集中压缩247

7.9.3 等值线编码的压缩248

7.9.4 静止图象压缩传送250

7.9.5 向量量化压缩253

第8章 图象的分割与描述254

8.1 概述254

8.2 图象分割255

8.2.1 象点处理分割255

8.2.2 基于边界线的分割258

8.2.3 区域检测找边界265

8.2.4 Hough变换267

8.2.5 形态学处理269

8.3 图象的描述273

8.3.1 对边界的描述273

8.3.2 区域或闭合边界的描述277

8.3.3 图象的几何特征282

8.3.4 纹理描述289

第9章 图象的分析和理解295

9.1 概述295

9.2 图象的匹配296

9.2.1 全局样板匹配296

9.2.2 样板向量匹配297

9.2.3 特征样板匹配297

9.2.4 匹配滤波298

9.2.5 离散图象的匹配滤波299

9.3 图象的分类技术301

9.3.1 非概率分布型分类301

9.3.2 判决树分类302

9.3.3 监督学习的统计判决分类303

9.3.4 非监督学习的分类——聚类304

9.4 结构和句法分类305

9.4.1 图象理解的结构法306

9.4.2 句法识别309

9.5. 运动的理解和跟踪分析314

9.5.1 基本原理315

9.5.2 三维运动的分析317

9.5.3 结构关键点的位置移动322

第10章 计算机图象处理系统325

10.1 概述325

10.2 图象处理系统327

10.2.1 通用计算机类型图象处理系统327

10.2.2 专用图象计算机类型330

10.3 专用加速芯片333

习题335

参考文献341

附录343