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第1章 绪论1

1.1 数字图像处理概述1

1.1.1 图像与数字图像1

1.1.2 数字图像处理研究的内容3

1.1.3 数字图像处理的应用5

1.2 Visual C＋＋概述6

1.2.1 Visual C＋＋简介6

1.2.2 卓越的集成开发环境9

1.3 在Visual C＋＋中处理数字图像12

1.3.1 位图和调色板13

1.3.2 图形设备接口14

1.4 本章实例：利用Visual C＋＋实现画图程序16

1.4.1 实例预览16

1.4.2 开始创建项目17

1.4.3 完成实例编码19

第2章 色彩系统25

2.1 学习图像处理从认识色彩开始25

2.1.1 什么是颜色25

2.1.2 颜色的属性27

2.1.3 光源能量分布图28

2.2 CIE色度图30

2.2.1 CIE色彩模型的建立30

2.2.2 CIE色度图的理解32

2.2.3 CIE色度图的后续发展33

2.3 常用的色彩空间34

2.3.1 RGB颜色空间34

2.3.2 CMY/CMYK颜色空间35

2.3.3 HSV/HSB颜色空间37

2.3.4 HSI/HSL颜色空间38

2.3.5 Lab颜色空间40

2.3.6 YUV/YCbCr颜色空间40

2.4 色彩空间的转换方法41

2.4.1 RGB转换到HSV的方法42

2.4.2 RGB转换到HSI的方法42

2.4.3 RGB转换到YUV的方法44

2.4.4 RGB转换到YCbCr的方法45

2.5 本章实例：Photoshop色彩编辑器的实现46

2.5.1 需要解决的若干问题46

2.5.2 开始创建项目48

2.5.3 完成实例编码49

第3章 图像的变换与编码51

3.1 图像编码的理论基础51

3.1.1 率失真函数51

3.1.2 香农下边界60

3.1.3 无记忆高斯信源63

3.1.4 有记忆高斯信源67

3.2 图像的压缩编码74

3.2.1 行程编码74

3.2.2 LZW编码75

3.2.3 霍夫曼编码77

3.3 傅里叶变换83

3.3.1 傅里叶变换的数学基础83

3.3.2 傅里叶变换与傅里叶级数的关系86

3.3.3 数字图像的傅里叶变换92

3.3.4 快速傅里叶变换的算法94

3.3.5 编程实现图像的快速傅里叶变换99

3.4 离散余弦变换105

3.4.1 基本概念及数学描述105

3.4.2 离散余弦变换的意义107

3.4.3 离散余弦变换的实现109

3.5 子带编码111

3.5.1 数字信号处理基础112

3.5.2 多抽样率信号处理115

3.5.3 图像的子带分解124

第4章 使用DIB处理数字图像130

4.1 设备相关位图和设备无关位图130

4.1.1 设备相关位图（DDB）130

4.1.2 设备无关位图（DIB）130

4.2 CBitmap类131

4.2.1 创建DDB131

4.2.2 CBitmap中的成员函数133

4.2.3 应用DDB显示图像134

4.2.4 应用DDB显示大图像135

4.3 进一步了解DIB143

4.3.1 DIB的结构143

4.3.2 DIB信息段143

4.3.3 位图数据145

4.3.4 与DIB有关的函数145

4.4 本章实例：DIB类的封装147

4.4.1 类的抽象与设计148

4.4.2 编写构造函数150

4.4.3 DIB位图的显示154

4.4.4 BMP文件的存储155

第5章 使用GDI＋处理数字图像157

5.1 GDI＋简介157

5.1.1 GDI＋概述157

5.1.2 GDI＋的结构158

5.1.3 GDI＋在Visual C＋＋2005中的配置158

5.2 GDI＋基础160

5.2.1 Graphics类160

5.2.2 GDI＋的基本数据类型162

5.2.3 GDI＋中的颜色164

5.3 GDI＋处理图像的基本方法165

5.3.1 GDI＋的图像类166

5.3.2 创建图像对象167

5.3.3 图像的显示和缩放169

5.3.4 图像的基本处理方法174

5.4 图像的剪裁182

5.4.1 剪裁区域182

5.4.2 GraphicsPath类183

5.4.3 Region类187

5.5 处理图像的色彩191

5.5.1 ColorMatrix结构体191

5.5.2 改变图像的透明度192

5.5.3 将图像转换为灰度图196

5.5.4 改变图像的亮度198

5.5.5 改变图像的对比度200

5.6 本章实例：类似ACDSee的图像浏览工具202

5.6.1 实例预览203

5.6.2 概要设计203

5.6.3 完成实例编码208

第6章 图像文件的格式212

6.1 图像文件概述212

6.1.1 图像文件212

6.1.2 图像文件的一般结构213

6.1.3 图像文件的常用参数213

6.2 BMP文件格式215

6.2.1 文件结构215

6.2.2 文件头和信息头215

6.2.3 主要参数216

6.3 GIF文件格式216

6.3.1 GIF格式简介216

6.3.2 GIF文件结构217

6.3.3 GIF文件块的结构218

6.3.4 在GDI＋下播放GIF动画222

6.4 PNG文件格式227

6.4.1 PNG格式简介227

6.4.2 PNG文件结构227

6.4.3 PNG中的关键数据块229

6.5 JPEG文件及其编解码的实现230

6.5.1 JPEG文件概述230

6.5.2 JPEG的编解码原理230

6.5.3 JPEG文件格式239

6.5.4 JPEG解码程序的实现242

第7章 图像的点运算248

7.1 灰度直方图简介248

7.1.1 灰度直方图简介248

7.1.2 基本原理250

7.1.3 编程实现250

7.2 灰度线性变换259

7.2.1 基本原理259

7.2.2 编程实现262

7.3 灰度非线性变换265

7.3.1 灰度对数变换265

7.3.2 灰度幂次变换269

7.3.3 灰度指数变换271

7.4 灰度阈值变换273

7.4.1 基本原理273

7.4.2 编程实现274

7.5 灰度拉伸276

7.5.1 基本原理276

7.5.2 编程实现278

7.6 灰度均衡282

7.6.1 基本原理283

7.6.2 编程实现284

第8章 对图像进行几何变换286

8.1 图像几何变换的基本理论286

8.1.1 图像几何变换概述286

8.1.2 图像几何变换的数学描述289

8.2 图像的平移变换289

8.2.1 效果预览289

8.2.2 基本原理290

8.2.3 编程实现291

8.3 图像的镜像变换295

8.3.1 效果预览295

8.3.2 基本原理296

8.3.3 编程实现297

8.4 图像的转置300

8.4.1 效果预览300

8.4.2 基本原理300

8.4.3 编程实现301

8.5 图像的缩放303

8.5.1 效果预览303

8.5.2 基本原理304

8.5.3 插值算法介绍305

8.5.4 编程实现307

8.6 图像的旋转312

8.6.1 效果预览312

8.6.2 基本原理313

8.6.3 编程实现316

8.7 使用GDI＋实现图像的几何变换322

8.7.1 GDI＋的变换操作323

8.7.2 平移324

8.7.3 缩放326

8.7.4 旋转327

8.7.5 变换的组合331

8.7.6 利用矩阵进行其他几何变换333

第9章 图像的增强处理337

9.1 卷积积分与邻域处理337

9.1.1 理解卷积积分的概念337

9.1.2 卷积应用于图像处理的原理342

9.1.3 邻域处理的基本概念342

9.2 图像的简单平滑345

9.2.1 图像的简单平滑原理345

9.2.2 图像简单平滑的算法实现346

9.3 图像的高斯平滑350

9.3.1 平滑线性滤波器350

9.3.2 高斯平滑的原理351

9.3.3 高斯分布352

9.3.4 高斯平滑的算法实现354

9.4 图像的中值滤波358

9.4.1 统计排序滤波器358

9.4.2 图像中值滤波的原理359

9.4.3 图像中值滤波的算法实现361

9.5 图像的拉普拉斯锐化367

9.5.1 图像的锐化367

9.5.2 拉普拉斯锐化的原理367

9.5.3 拉普拉斯锐化的算法实现368

9.6 Sobel边缘细化372

9.6.1 Sobel边缘细化的原理372

9.6.2 Sobel边缘细化的算法实现375

第10章 图像的形态学处理381

10.1 数学形态学381

10.2 一些必要的概念和符号约定381

10.3 图像的腐蚀385

10.3.1 腐蚀原理385

10.3.2 编程实现388

10.4 图像的膨胀393

10.4.1 膨胀原理393

10.4.2 编程实现395

10.5 腐蚀和膨胀的性质及应用399

10.5.1 腐蚀和膨胀的代数性质399

10.5.2 腐蚀和膨胀的应用401

10.6 开运算和闭运算407

10.6.1 开运算407

10.6.2 闭运算409

10.6.3 编程实现410

10.6.4 开运算和闭运算的代数性质411

10.7 图像形态学的其他运算413

10.7.1 击中／不击中运算413

10.7.2 细化处理416

第11章 图像的边缘和轮廓421

11.1 边缘检测421

11.1.1 边缘检测的基本概念421

11.1.2 常规边缘检测423

11.1.3 带方向的边缘检测427

11.1.4 拉普拉斯算子432

11.2 Hough变换438

11.2.1 平面坐标系的转换438

11.2.2 Hough变换的思想440

11.2.3 直线的Hough变换441

11.2.4 圆的Hough变换444

11.2.5 彩色图像的Hough变换445

11.3 种子算法448

11.3.1 算法介绍448

11.3.2 编程实现451

11.4 轮廓跟踪454

11.4.1 区域表示方法454

11.4.2 计算区域的面积和周长462

11.4.3 单区域跟踪464

11.4.4 多区域跟踪467

11.5 基于形态学分水岭的图像分割469

11.5.1 基本概念470

11.5.2 分水岭算法470

11.5.3 编程实现分水岭分割473

第12章 数字图像的加密与隐藏478

12.1 混沌理论概述478

12.1.1 混沌理论的发展478

12.1.2 混沌的基本概念480

12.1.3 混沌的度量与判定482

12.2 几种典型的混沌系统举例485

12.2.1 Logistic映射485

12.2.2 Henon映射488

12.2.3 Chebychev映射488

12.3 数字图像的混沌加密简介489

12.3.1 密码学与混沌密码学489

12.3.2 图像混沌加密算法的分类490

12.4 基于置乱的图像加密技术491

12.4.1 数字图像与排列变换491

12.4.2 利用Hilbert曲线置乱图像492

12.4.3 利用Arnold变换置乱图像495

12.4.4 数字图像置乱算法的评价499

12.5 混沌在图像加密中的应用499

12.5.1 以排序法为基础的混沌置乱500

12.5.2 基于起始地址法的混沌置乱507

12.5.3 基于灰度值变换的混沌加密507

12.5.4 对图像进行混沌加密的评价510

12.6 数字图像的隐藏技术514

12.6.1 图像融合技术简介515

12.6.2 基于混沌的图像隐藏算法516

12.6.3 图形用户界面设计518

12.6.4 编码实现518

第13章 小波变换及其应用519

13.1 哈尔函数与哈尔变换519

13.1.1 哈尔函数的定义519

13.1.2 哈尔函数的性质520

13.1.3 酉矩阵与酉变换521

13.1.4 二维离散线性变换521

13.1.5 哈尔基函数523

13.1.6 哈尔变换525

13.2 小波的数学基础529

13.2.1 小波的历史529

13.2.2 理解小波的概念530

13.2.3 多分辨率分析532

13.2.4 小波函数的构建536

13.2.5 小波序列展开538

13.2.6 离散小波变换539

13.2.7 连续小波变换540

13.2.8 小波的容许条件与基本特征542

13.3 快速小波变换543

13.3.1 快速小波正变换543

13.3.2 快速小波逆变换547

13.3.3 图像的小波变换549

13.4 小波在图像处理中的应用551

第14章 偏微分方程与图像降噪554

14.1 PM方程及其应用554

14.1.1 一维热传导方程554

14.1.2 各向异性扩散方程559

14.1.3 PM扩散方程的实现565

14.1.4 加性算子分裂570

14.2 TV方法及其应用578

14.2.1 泛函与变分法578

14.2.2 全变分模型581

14.2.3 TV算法的数值实现583

14.2.4 基于TV的图像降噪实例584