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第1章 总论1

1.1 何谓计算机图像处理1

1.1.1 计算机图像信息处理的变迁1

1.1.2 图像处理和计算机图形学3

1.1.3 其他有关的技术领域5

1.2 计算机图像处理的特点6

1.2.1 图形、图像、影像6

1.2.2 数字图像的优点7

1.2.3 图像处理方法的分类及其关系8

1.3 计算机图像处理的利用目的9

第2章 基本概念10

2.1 计算机图像数据处理10

2.1.1 数字图像10

2.1.2 数字图像在计算机内的处理16

2.2 直方图19

2.2.1 直方图19

2.2.2 直方图的性质19

2.2.3 直方图的典型用法20

2.2.4 直方图的计算方法21

2.3 图像处理算法的形式22

2.3.1 图像处理功能22

2.3.2 图像处理运算的形式24

2.3.3 局部处理和大局处理25

2.3.4 并行处理和串行处理28

2.3.5 跟踪处理30

2.3.6 迭代处理31

2.3.7 位置不变处理和位置可变处理31

2.3.8 窗口处理和模板处理32

2.4 频率域内的处理33

2.4.1 空间频率33

2.4.2 傅里叶变换33

2.4.3 二维傅里叶变换35

2.4.4 二维离散的傅里叶变换结果中的频率分布36

2.4.5 空间频率域的滤波处理37

2.4.6 二维离散的傅里叶变换的计算量39

2.4.7 傅里叶变换的应用领域39

2.5 其他的正交变换39

2.6 图像的表示和数据结构45

2.6.1 图像的数据结构45

2.6.2 线图像的表示48

2.6.3 图像的特征表示49

2.7 彩色信息的处理50

2.7.1 彩色信息处理的基础50

2.7.2 依据与色光有关的三刺激值的表示方法51

2.7.3 依据亮度和两个色差值的表示方法53

2.7.4 依据颜色的三属性的表示方法54

2.8 图像信息的显示54

2.8.1 中间色调显示54

2.8.2 限定色显示59

第3章 图像信息的压缩60

3.1 图像信息压缩的意义60

3.2 图像的数据量和压缩的标准60

3.3 图像编码的结构61

3.3.1 信息源编码61

3.3.2 图像信息中包含的各种冗长度62

3.3.3 空间上的冗长度的削减63

3.4 预测编码64

3.4.1 预测编码方法64

3.4.2 预测编码的结构65

3.4.3 各种各样的预测方法66

3.4.4 时间轴方向上的预测67

3.4.5 可动补偿预测68

3.4.6 动向量的检测方法68

3.5 变换编码70

3.5.1 变换编码方法70

3.5.2 变化编码的基本结构71

3.5.3 变换系数的编码72

3.6 平均信息量编码74

3.6.1 可变长编码74

3.6.2 平均信息量74

3.6.3 代码分配75

3.6.4 霍夫曼编码76

3.6.5 算术编码76

3.7 实用的图像编码方式78

3.7.1 静止图像编码78

3.7.2 运动图像编码80

3.7.3 二值图像编码82

第4章 图像质量改？和图像的？86

4.1 增强，复原，重建86

4.2 对比度增强86

4.2.1 灰度等级变换86

4.2.2 直方图变换89

4.2.3 伪彩色显示91

4.3 锐化92

4.4 平滑和噪声消除94

4.4.1 移动平均法94

4.4.2 中值滤波95

4.4.3 保持边缘的平滑96

4.4.4 滞后平滑98

4.4.5 周期性噪声和孤立噪声的消除98

4.5 图像的复原99

4.5.1 图像劣化的模型99

4.5.2 逆滤波100

4.5.3 维纳滤波102

4.5.4 维纳滤波的扩充104

4.6 图像的校正105

4.6.1 几何畸变的校正105

4.6.2 辐射量畸变的校正109

4.7 图像的重建111

4.7.1 计算机断层法111

4.7.2 依据投影数据的断层图像的复原112

4.7.3 连续断层图像和体积数据115

第5章 二值图像处理117

5.1 二值图像处理的意义及其流程117

5.2 图像的二值化处理118

5.2.1 二值化和阈值选择118

5.2.2 多值化120

5.2.3 可变阈值法121

5.3 二值图像的连接性和距离121

5.3.1 二值图像的连接性122

5.3.2 距离125

5.4 二值图像的分析和变换126

5.4.1 连接成分的分析127

5.4.2 二值图形的变换131

5.5 形态学运算138

5.5.1 形态学运算的基础139

5.5.2 根据形态学运算的二值图像处理142

5.6 形状的特征与表示142

5.6.1 图形的形状特征143

5.6.2 图形的形状表示146

5.7 三维二值图像处理151

5.7.1 三维二值图像151

5.7.2 连接性与距离151

5.7.3 三维连接成分的处理153

第6章 图像的特征提取154

6.1 以图像分析、识别为目的的特征提取154

6.2 边缘检测155

6.2.1 边缘的模型155

6.2.2 图像的微分156

6.2.3 基于梯度的边缘检测160

6.2.4 基于拉普拉斯算子的边缘检测163

6.2.5 根据最佳适配的边缘检测169

6.3 线检测170

6.3.1 线检测算子170

6.3.2 非极大点的抑制172

6.3.3 边缘跟踪173

6.3.4 霍夫变换174

6.4 区域分割176

6.4.1 区域扩张法176

6.4.2 利用特征空间上的群聚的区域分割182

6.5 纹理分析183

6.5.1 纹理特征183

6.5.2 纹理特征量的计算184

6.5.3 纹理区域的分割190

6.5.4 纹理边缘的检测192

第7章 立体信息和运动的提取193

7.1 从二维图像求深度和运动193

7.2 距离信息的提取193

7.2.1 照相机模型194

7.2.2 立体法的测量原理194

7.2.3 被动立体法196

7.2.4 主动立体法198

7.3 三维形状的复原199

7.3.1 根据阴影的形状复原199

7.3.2 其他的形状复原法202

7.3.3 照度差立体法204

7.4 距离图像的特征提取205

7.4.1 距离图像的边缘检测205

7.4.2 距离图像的区域提取206

7.4.3 形状的模型化208

7.5 从时间序列图像的运动提取208

7.5.1 运动的提取208

7.5.2 视觉速度向量场的计算210

7.5.3 时空间图像的利用212

7.6 根据运动的三维形状复原212

7.6.1 根据运动的形状复原212

7.6.2 根据时间序列图像的深度提取213

7.6.3 刚体的三维运动的提取213

第8章 图像识别的方法215

8.1 图像的识别及其流程215

8.2 依据二维图像匹配的位置检测216

8.2.1 依据样板匹配的位置检测216

8.2.2 与匹配滤波器的关系218

8.2.3 高速样板匹配219

8.2.4 样板匹配的改进220

8.2.5 依据特征匹配的位置检测221

8.3 依据二维图像匹配的识别222

8.3.1 依据样板匹配的识别222

8.3.2 依据线图形形状匹配的识别223

8.3.3 依据能量最小化的形状匹配224

8.3.4 依据利用射影空间的图像匹配的识别225

8.4 三维物体的识别227

8.4.1 向三维的扩展227

8.4.2 表示三维形状的模型228

8.4.3 退化成二维的模型228

8.4.4 在射影空间表示的模型229

8.5 统计图案识别232

8.5.1 特征选择232

8.5.2 分类234

8.5.3 依据最大似然法的分类236

8.5.4 依据识别树的分类238

8.5.5 无教师分类239

8.6 部分空间法241

8.6.1 CLAFIC法242

8.6.2 正交部分空间法243

8.6.3 学习部分空间法244

第9章 图像生成的方法246

9.1 图像生成——计算机图形学246

9.2 二维图形学247

9.2.1 图形的绘制过程247

9.2.2 模型变换(视野变换)248

9.2.3 直线的绘制249

9.2.4 曲线的绘制250

9.2.5 填充图形的绘制251

9.2.6 反走样251

9.3 三维模型与数据表示253

9.3.1 线框模型253

9.3.2 表面模型253

9.3.3 实体模型255

9.4 三维图形学的基本流程257

9.4.1 模型变换和视野变换258

9.4.2 裁剪259

9.4.3 投影变换259

9.5 隐藏线、隐藏面的消除261

9.5.1 后向面消隐261

9.5.2 深度排序法262

9.5.3 z缓冲区法263

9.5.4 扫描线法263

9.6 反射模型263

9.6.1 光和亮度263

9.6.2 反射特性263

9.6.3 阴影模型264

9.6.4 平滑阴影265

9.7 整体光照明模型267

9.7.1 二遍法267

9.7.2 raytracing法267

9.7.3 radiosity法269

9.8 纹理变换270

9.8.1 纹理变换的基础270

9.8.2 纹理变换的扩充271

9.9 基于图像的重建272

9.9.1 无形状模型数据的重建方法272

9.9.2 其他的IBR方法275

9.10 立体数据的可视化275

9.10.1 等值面显示276

9.10.2 逆映像型积分显示276

参考文献279