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第1章 数字图像的相关论述1

1.1数字图像处理的发展1

1.2数字图像的相关概念2

1.2.1图像及其类型2

1.2.2图像与数字图像3

1.2.3数字图像的表示法4

1.3数字图像处理的内容5

1.4数字图像处理的方法6

1.4.1空域处理法6

1.4.2变换域处理法7

1.5图像数字化技术7

1.5.1图像的采样8

1.5.2图像的量化8

1.6图像的统计特征9

1.6.1图像的统计量10

1.6.2图像的直方图10

1.6.3图像的统计特性11

1.7数字图像的应用11

1.8 MATLAB领略12

1.8.1 MATLAB的优势12

1.8.2 MATLAB的特点12

1.8.3 MATLAB R2014新功能13

1.8.4 MATLAB R2014b安装与激活14

1.8.5 MATLAB R2014b的工作环境18

1.8.6 MATLAB R2014b工具项21

1.8.7 MATLAB R2014b帮助系统24

1.9 MATLAB图像处理应用实例26

小结27

习题28

第2章 数字图像处理的数学基础及运算29

2.1图像类型的转换29

2.1.1转换为真彩色图像30

2.1.2转换为索引图像31

2.1.3转换为灰度图像33

2.1.4转换为二值图像34

2.2线性系统35

2.2.1线性系统分析35

2.2.2移不变系统分析36

2.3调谐信号36

2.3.1调谐信号分析36

2.3.2调谐信号的响应分析36

2.3.3系统传递函数分析37

2.4卷积与滤波38

2.4.1连续卷积分析38

2.4.2离散卷积分析38

2.4.3滤波分析39

2.5运算类型39

2.6点运算40

2.6.1线性点运算40

2.6.2分段线性点运算42

2.6.3非线性点运算43

2.6.4直方图修正44

2.7代数运算49

2.7.1加法运算49

2.7.2减法运算53

2.7.3乘法运算54

2.7.4除法运算55

2.7.5求补运算56

2.8特定区域处理57

2.8.1指定感兴趣区域57

2.8.2图像的邻域操作59

2.8.3特定区域填充63

小结64

习题64

第3章 图像编码65

3.1图像编码基础65

3.1.1图像压缩编码的必要性65

3.1.2图像压缩编码的可能性65

3.1.3图像压缩编码的分类66

3.1.4图像压缩编码的评价67

3.2熵编码70

3.2.1信息论基础70

3.2.2赫夫曼编码71

3.2.3算术编码73

3.2.4行程编码76

3.3预测编码78

3.3.1预测编码原理78

3.3.2最佳线性预测编码80

3.4变换编码82

3.4.1 变换选择83

3.4.2尺寸选择91

3.4.3比特分配91

3.4.4 DCT编码的实现94

3.4.5图像压缩编码标准97

小结100

习题100

第4章 图像复原102

4.1图像复原概述102

4.2图像从退化到复原102

4.2.1图像退化的模型103

4.2.2连续的退化模型103

4.2.3离散的退化模型104

4.2.4循环矩阵对角化106

4.2.5模型估计法108

4.3图像噪声110

4.3.1噪声概率密度111

4.3.2函数添加噪声113

4.4空域滤波复原115

4.4.1均值滤波115

4.4.2顺序统计滤波117

4.4.3自适应滤波120

4.5图像复原法121

4.5.1逆滤波法121

4.5.2维纳滤波法124

4.5.3 Lucy-Richardson滤波法126

4.5.4约束最小二乘方滤波法127

4.5.5盲解卷积法132

4.6图像复原实现134

小结137

习题137

第5章 图像几何变换139

5.1几何校正139

5.1.1几何畸变描述139

5.1.2图像几何校正140

5.2齐次坐标144

5.3插值145

5.4图像的形变与位变146

5.4.1平移变换146

5.4.2裁剪变换148

5.4.3缩放变换149

5.4.4旋转变换151

5.4.5错切变换153

5.4.6镜像变换155

5.4.7转置变换160

5.5图像复合变换161

5.6图像的二维变换163

5.6.1二维仿射变换163

5.6.2二维投影变换164

小结166

习题166

第6章 图像频域变换168

6.1傅里叶变换168

6.1.1连续傅里叶变换168

6.1.2离散傅里叶变换169

6.1.3离散傅里叶变换的性质170

6.1.4快速傅里叶变换173

6.1.5傅里叶变换的应用176

6.2离散余弦变换182

6.3沃尔什-哈达玛变换183

6.3.1沃尔什变换183

6.3.2离散哈达玛变换184

6.3.3快速哈达玛变换185

6.3.4沃尔什-哈达玛的应用186

6.4 Hough变换187

6.4.1 Hough变换的原理187

6.4.2 Hough变换的扩展188

6.4.3 Hough变换的应用188

6.5 Radon变换191

6.5.1平行数据Radon变换191

6.5.2扇形数据Radon变换194

6.5.3 Radon逆变换196

小结198

习题199

第7章 小波变换200

7.1小波定义200

7.2小波分解和重构算法202

7.2.1小波分解与重构202

7.2.2小波变换的实现206

7.3数字水印技术215

7.3.1水印技术需要解决的问题215

7.3.2水印技术的方法215

7.3.3水印技术的应用216

7.4小波包分析的应用219

7.4.1小波包基本理论219

7.4.2小波包算法220

7.4.3小波包的消噪处理220

7.5小波分析用于图像增强223

7.6小波分析用于图像融合224

7.7小波包分析用于图像压缩226

7.8小波包分析用于图像边缘检测227

小结231

习题232

第8章 图像增强233

8.1图像质量评价233

8.2图像噪声234

8.2.1图像噪声的产生234

8.2.2图像噪声分类234

8.2.3图像噪声特点234

8.3图像增强处理分类235

8.3.1空域增强法235

8.3.2频域增强法236

8.3.3图像增强效果评价236

8.4图像的统计特性236

8.4.1图像的均值236

8.4.2图像的标准差237

8.4.3图像的相关系数238

8.4.4图像的等高线239

8.5空间域滤波239

8.5.1空间域滤波的定义239

8.5.2边界处理241

8.5.3空间域滤波的实现241

8.6图像平滑242

8.6.1平滑分析242

8.6.2邻域平均法245

8.6.3中值滤波247

8.6.4多图像平均法249

8.6.5自适应滤波250

8.7图像锐化251

8.7.1线性锐化252

8.7.2锐化滤波器253

8.7.3图像锐化的技术256

8.8频域滤波260

8.8.1低通滤波260

8.8.2频域高通滤波264

8.8.3带阻滤波267

8.8.4同态滤波268

8.9伪色彩增强271

8.9.1密度分割法271

8.9.2彩色变换法272

8.9.3频域伪彩色处理法274

小结275

习题275

第9章 图像分割与边缘检测276

9.1点与线检测277

9.1.1点检测277

9.1.2线检测279

9.2边缘检测281

9.2.1边缘检测算子281

9.2.2边缘检测算子的实现284

9.2.3各种边缘检测算子的比较287

9.3阈值化技术288

9.3.1灰度阈值法288

9.3.2 Otsu阈值分割法290

9.3.3迭代式阈值分割法292

9.3.4分水岭算法293

9.4边界跟踪297

9.4.1边界跟踪的方法297

9.4.2霍夫变换301

9.5区域分割306

9.5.1区域生长的基本概念306

9.5.2四叉树分解的分割法307

9.5.3平均灰度的分割法310

9.5.4基于相似统计特性的分割法312

9.6运动分割312

9.6.1背景差值法312

9.6.2图像差分法314

9.6.3光流分割法315

9.6.4块分割法317

9.6.5聚类分割法318

小结320

习题321

第10章 图像特征描述322

10.1图像特征概述322

10.2颜色特征分析323

10.2.1颜色直方图323

10.2.2颜色矩325

10.2.3颜色集327

10.3几何描述328

10.3.1位置328

10.3.2方向328

10.3.3周长329

10.3.4面积329

10.4形状描述331

10.4.1矩形度331

10.4.2宽长比332

10.4.3圆形度332

10.4.4球状度333

10.4.5偏心率333

10.5边界表示334

10.5.1链码334

10.5.2边界分段336

10.5.3多边形近似337

10.5.4标记图338

10.5.5骨架339

10.6 区域描述339

10.6.1纹理340

10.6.2不变矩346

10.7膨胀与腐蚀349

10.7.1结构元素的创建350

10.7.2膨胀与腐蚀的实现352

10.7.3膨胀与腐蚀共操作353

10.7.4形态学的实现354

10.8形态学重建359

10.8.1掩膜图像360

10.8.2填充图像360

10.8.3峰值与谷值362

10.9特征度量364

10.9.1连通365

10.9.2选择对象367

10.9.3图像的面积367

10.9.4图像的欧拉数368

10.10查表操作368

小结369

习题370

参考文献371