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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其他相关概念4

1.2.4数字图像的获取5

1.2.5用矩阵表示数字图像5

1.3数字图像的处理方法6

1.3.1空域处理法6

1.3.2变换域处理法7

1.4图像数字化技术7

1.4.1图像的数学模型7

1.4.2图像的采样8

1.4.3图像的量化8

1.5数字图像处理技术的发展方向9

1.6图像的统计特征11

1.6.1图像的基本统计分析量11

1.6.2数字图像的直方图12

1.6.3多维图像的统计特性12

1.7MATLAB简介13

1.7.1MATLAB的特点13

1.7.2MATLAB的界面14

1.7.3M文件的编辑调试15

1.8图像读取与显示17

1.9MATLAB图像处理应用示例20

小结21

习题21

第2章 数字图像处理的数学基础及相关运算22

2.1线性系统22

2.1.1线性系统分析22

2.1.2移不变系统分析23

2.2调用信号23

2.2.1调谐信号分析23

2.2.2对调谐信号的响应分析23

2.2.3系统传递函数分析24

2.3卷积和滤波25

2.3.1连续卷积分析25

2.3.2离散卷积分析25

2.3.3滤波分析26

2.4关联函数26

2.4.1关联函数的定义分析26

2.4.2关联与卷积的关系分析27

2.5运算类型27

2.6二维系统27

2.6.1二维线性系统分析27

2.6.2二维位置不变线性系统分析27

2.6.3二维系统的梯度算子分析28

2.7点运算29

2.7.1线性点运算分析29

2.7.2非线性点运算分析30

2.7.3直方图修正分析31

2.8代数运算34

2.8.1代数运算的意义34

2.8.2加法运算34

2.8.3减法运算36

2.8.4乘法运算38

2.8.5除法运算39

2.9特定区域处理40

2.9.1指定感兴趣区域40

2.9.2特定区域滤波42

2.9.3特定区域填充43

小结44

习题44

第3章 图像编码45

3.1图像编码基础45

3.1.1图像压缩编码的必要性45

3.1.2图像压缩编码的可能性45

3.1.3图像压缩编码的分类46

3.1.4图像压缩编码的评价47

3.2信息论基础与熵编码51

3.2.1赫夫曼编码51

3.2.2香农编码55

3.2.3算术编码56

3.2.4行程编码60

3.3预测编码62

3.3.1DPCM原理62

3.3.2最佳线性预测编码65

3.3.3自适应预测编码67

3.4变换编码68

3.4.1变换选择69

3.4.2子图像尺寸选择74

3.4.3比特分配74

3.4.4DCT编码的MATLAB示例76

小结81

习题81

第4章 图像复原82

4.1基本概念介绍82

4.1.1图像退化的一般模型分析82

4.1.2成像系统的基本定义分析83

4.1.3连续函数的退化模型分析83

4.1.4离散函数的退化模型分析84

4.1.5循环矩阵对角化87

4.1.6模型估计法分析88

4.2图像退化和噪声分析90

4.2.1一些噪声的概率密度函数及过程90

4.2.2在MATLAB中使用函数添加噪声93

4.3图像复原方法94

4.3.1逆滤波94

4.3.2维纳滤波（有约束复原法）96

4.3.3Lucy-Richardson滤波复原97

4.3.4约束最小二乘方滤波97

4.3.5确定点扩展函数100

4.4图像的几何校正100

4.4.1几何畸变的描述100

4.4.2几何校正101

4.5图像复原MATLAB实现104

4.5.1维纳滤波方法107

4.5.2约束最小二乘滤波复原110

4.5.3Lucy-Richardson复原113

4.5.4盲解卷积复原115

小结117

习题117

第5章 几何变换118

5.1齐次坐标118

5.2图像形状及位置变换120

5.2.1图像的平移变换120

5.2.2图像的裁剪121

5.2.3图像的比例缩放变换123

5.2.4旋转变换128

5.2.5图像的错切变换130

5.2.6图像的镜像变换132

5.3图像复合变换135

5.3.1图像复合变换概念135

5.3.2图像复合变换的MATLAB实现136

5.4图像的几何变换137

5.4.1画图软件中的图像扭曲137

5.4.2图像二维空间变换137

5.5图像的邻域操作141

5.5.1邻域操作141

5.5.2邻域操作的MATLAB实现144

5.6图像区域选取147

5.6.1块选取函数147

5.6.2曲线围成的区域149

小结150

习题150

第6章 图像频域变换151

6.1傅立叶变换151

6.1.1连续函数的傅立叶变换151

6.1.2离散函数的傅立叶变换152

6.1.3二维离散傅立叶变换的性质153

6.1.4快速傅立叶变换158

6.1.5傅立叶变换在图像处理中的应用161

6.2离散余弦变换163

6.3沃尔什及哈达玛变换166

6.3.1离散沃尔什变换166

6.3.2离散哈达玛变换167

6.3.3快速哈达玛变换算法168

6.4Hough变换171

6.4.1Hough变换的基本原理171

6.4.2Hough变换扩展应用173

6.5霍特林变换173

6.6Radon变换176

6.6.1平行数据Radon变换176

6.6.2扇形数据Radon变换180

6.6.3Radon逆变换182

小结184

习题184

第7章 小波变换186

7.1图像的小波分解和重构算法186

7.1.1二维小波变换及相应的快速算法186

7.1.2小波变换用于图像压缩的一般方法190

7.2基于小波变换数字图像水印研究195

7.2.1数字水印技术需要解决的问题195

7.2.2一种基于小波变换的数字水印方法196

7.2.3MATLAB例程分析196

7.3小波包分析的应用199

7.3.1小波包基本理论199

7.3.2小波包的空间分解200

7.3.3小波包算法201

7.3.4MATLAB含噪图像进行消噪处理201

7.4小波包分析用于信号压缩204

7.4.1基本原理204

7.4.2MATLAB例程分析204

7.5小波包与图像边缘检测206

7.5.1基本原理206

7.5.2MATLAB例程分析206

7.6MATLAB提升小波变换208

7.6.1小波变换的提升实现的传统算法208

7.6.2小波变换的提升实现的简化算法209

7.6.3MATLAB实现提升方案的基本步骤210

7.6.4MATLAB小波工具箱函数211

7.6.5MATLAB二维提升小波变换212

小结220

习题220

第8章 图像增强221

8.1论述221

8.2图像噪声221

8.2.1图像噪声的产生221

8.2.2图像噪声分类221

8.2.3图像噪声特点222

8.3图像增强处理分类222

8.3.1空域增强法223

8.3.2频域增强法223

8.3.3图像增强效果评价223

8.4直接灰度变换224

8.4.1灰度线性变换224

8.4.2灰度非线性变换229

8.5直方图修正230

8.6图像平滑236

8.6.1平滑分析237

8.6.2邻域平均法239

8.6.3中值滤波241

8.6.4多图像平均法242

8.6.5自适应滤波243

8.7图像锐化244

8.7.1空域高通滤波244

8.7.2频域高通滤波247

8.7.3同态滤波器图像增强的方法249

8.7.4图像锐化的MATLAB实现250

小结257

习题257

第9章 图像分割与边缘检测258

9.1论述258

9.2阈值化技术259

9.2.1灰度门限法259

9.2.2灰度门限法应用260

9.3边缘检测263

9.3.1边缘检测算子263

9.3.2边缘检测算子的MATLAB实现267

9.4边界跟踪271

9.4.1边界跟踪的方法271

9.4.2霍夫变换272

9.5阈值分割277

9.5.1人工选择法277

9.5.2自动阈值法278

9.5.3分水岭算法280

9.6区域分割283

9.6.1区域生长的基本概念283

9.6.2四叉树分解的分割法284

9.6.3用平均灰度分割287

9.6.4基于相似统计特性的分割法289

9.7运动分割289

9.7.1背景差值法289

9.7.2图像差分法291

9.7.3基于光流的分割法292

9.7.4基于块的分割法294

小结295

习题296

第10章 图像特征描述297

10.1论述297

10.2颜色特征分析298

10.2.1颜色直方图298

10.2.2直方图不变特征量299

10.2.3颜色矩300

10.2.4颜色集300

10.2.5颜色相关矢量301

10.3几何描述302

10.3.1位置与方向302

10.3.2长轴与短轴302

10.3.3周长303

10.3.4面积303

10.3.5距离305

10.4形状描述305

10.4.1矩形度305

10.4.2宽长比306

10.4.3圆形度306

10.4.4球状度307

10.4.5偏心率308

10.5图像表示308

10.5.1链码308

10.5.2边界分段310

10.5.3多边形近似311

10.5.4标记图312

10.5.5骨架312

10.6区域描述313

10.6.1描述子313

10.6.2纹理313

10.6.3不变矩314

10.7图像膨胀与腐蚀316

10.7.1结构元素的创建317

10.7.2图像膨胀函数及MATLAB实现319

10.7.3图像腐蚀函数及MATLAB实现320

10.7.4膨胀与腐蚀联合操作321

10.7.5基于膨胀与腐蚀的形态学函数及其实现322

10.8形态学重建327

10.8.1标记图像和掩膜图像327

10.8.2填充操作328

10.8.3寻找峰值和谷值330

10.9对象、区域和特征度量333

10.9.1连通区域标记333

10.9.2选择对象334

10.9.3计算二值图像的面积335

10.9.4寻找二值图像的欧拉数335

10.10查表操作336

小结337

习题337

参考文献338