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第1章 绪论 3

1.1 数字图像处理的概念 3

1.1.1 图像与数字图像 3

1.1.2 数字图像处理 6

1.2 数字图像处理与图像通信的起源和发展 7

1.3 数字图像处理与图像通信的基本步骤 8

1.3.1 数字图像处理的步骤 8

1.3.2 图像通信的基本步骤 10

1.4 图像处理与图像通信系统的基本组成 11

1.4.1 图像处理系统 11

1.4.2 图像通信系统 13

1.5 数字图像处理与图像通信的应用 14

1.5.1 数字图像处理的应用 14

1.5.2 图像通信的应用 14

小结 15

第2章 视觉与色度学基础 16

2.1 视觉成像基础 16

2.1.1 人眼的构造与基本作用 16

2.1.2 图像与视觉的形成 17

2.1.3 人眼视觉属性 18

2.2 图像的感知与获取 23

2.2.1 图像传感器与二维成像原理 23

2.2.2 简单的图像形成模型 26

2.3 三基色原理 27

2.3.1 RGB与CMY（CMYK） 27

2.3.2 彩色三要素 29

2.4 色彩模型 30

2.4.1 RGB模型 30

2.4.2 CMY模型 30

2.4.3 HSI模型 31

2.4.4 YUV相关色彩空间模型 33

小结 34

第3章 数字图像基础 35

3.1 连续图像的数学描述 35

3.2 图像的取样与量化 36

3.2.1 取样 36

3.2.2 二维取样定理 37

3.2.3 取样对数字图像效果评价的影响 38

3.2.4 图像的量化和编码 39

3.2.5 数字图像表示 42

3.2.6 像素间的一些基本关系 43

3.3 数字图像的文件格式与数据结构 46

3.3.1 BMP图像格式 46

3.3.2 GIF图像文件格式 49

3.3.3 JPEG图像文件格式 51

3.3.4 TIFF图像格式 52

3.3.5 PNG格式 53

3.3.6 SVG格式 54

3.3.7 RAW格式 54

3.3.8 PSD格式 54

3.4 数字成像设备 55

3.4.1 数码相机 55

3.4.2 扫描仪 58

3.4.3 图像采集卡 59

3.5 灰度直方图 61

3.5.1 概念 61

3.5.2 直方图的性质 61

3.5.3 直方图的应用 61

小结 63

第4章 图像变换 64

4.1 图像变换的预备知识 64

4.1.1 信号的正交变换 64

4.1.2 图像正交变换的意义 66

4.2 傅里叶变换 66

4.2.1 周期函数的傅里叶级数 67

4.2.2 一般函数的傅里叶变换 68

4.2.3 二维DFT及其反变换 70

4.2.4 傅里叶变换的性质 71

4.3 小波变换 73

4.3.1 连续小波变换 74

4.3.2 离散小波变换 76

4.4 其他正交变换 76

4.4.1 离散余弦变换 77

4.4.2 离散沃尔什变换 79

4.4.3 离散哈达玛变换 81

4.4.4 离散K-L变换 83

小结 84

第5章 图像增强 85

5.1 点运算及其应用 85

5.1.1 直接灰度变换 86

5.1.2 直方图修正法 88

5.1.3 图像间运算 95

5.2 空间域图像增强 96

5.2.1 空间域平滑 97

5.2.2 空间域锐化 99

5.3 频域增强 103

5.3.1 频率域平滑 104

5.3.2 频率域锐化 106

5.3.3 同态滤波增强 108

5.4 彩色增强 109

5.4.1 伪彩色增强 109

5.4.2 真彩色增强 112

小结 113

第6章 图像恢复 114

6.1 图像恢复与图像增强 114

6.2 图像退化与恢复模型 115

6.3 逆滤波 116

6.3.1 解析法 116

6.3.2 代数法 117

6.3.3 相关讨论 117

6.4 二维信号的恢复 118

6.4.1 维纳滤波 119

6.4.2 约束最小二乘方滤波器 120

6.4.3 几何均值滤波 121

6.5 奇异退化与坏条件系统 122

6.5.1 奇异退化 122

6.5.2 坏条件系统 123

6.6 常见退化模型与恢复 123

6.6.1 噪声模型 123

6.6.2 噪声存在下的唯一空间滤波器 126

6.6.3 周期噪声及频域滤波周期噪声削减 133

6.6.4 几何变换 136

6.7 退化函数的估计 140

6.7.1 图像观察估计法 141

6.7.2 试验估计法 141

6.7.3 模型估计法 141

小结 143

第7章 二值图像与数学形态学方法 144

7.1 基本概念 145

7.1.1 集合论中的几个基本概念 145

7.1.2 二值图像的逻辑运算 146

7.1.3 结构元素 147

7.2 膨胀与腐蚀 147

7.2.1 膨胀 148

7.2.2 腐蚀 149

7.2.3 膨胀与腐蚀的对偶性 149

7.3 开启与闭合 150

7.3.1 开启 150

7.3.2 闭合 151

7.3.3 开启和闭合的对偶性 151

7.4 击中与击不中变换 152

7.5 二值形态学实用算法 152

7.5.1 边缘提取 152

7.5.2 区域填充 153

7.5.3 细化 153

7.5.4 骨架提取 154

7.6 灰度图像扩展 154

小结 155

第8章 图像分割 156

8.1 图像分割的意义 156

8.2 边缘检测与跟踪 157

8.2.1 边缘检测 157

8.2.2 边缘跟踪 162

8.3 区域分割与区域生长 165

8.3.1 区域分割 165

8.3.2 区域生长 167

8.3.3 分裂合并 168

小结 170

第9章 图像编码与压缩 171

9.1 编码基本理论与图像保真度 171

9.1.1 图像数据压缩的必要性与可能性 171

9.1.2 图像编码压缩技术的分类 172

9.1.3 图像保真度准则 173

9.2 图像的统计特性 174

9.2.1 图像的自相关函数 174

9.2.2 图像差值信号的统计特性 175

9.2.3 频率域上的统计特性 176

9.3 统计编码方法 176

9.3.1 与统计编码相关的几个重要概念 176

9.3.2 图像的信息熵 177

9.3.3 图像冗余度和编码效率 178

9.3.4 霍夫曼编码 178

9.3.5 费诺—香农编码 180

9.3.6 算术编码 181

9.3.7 行程编码 182

9.4 预测编码 183

9.4.1 线性预测编码 183

9.4.2 非线性预测编码 184

9.5 正交变换编码 185

9.5.1 变换编码原理 185

9.5.2 正交变换的性质 185

9.5.3 变换编码的数学分析 186

9.5.4 最佳变换与准最佳变换 187

9.6 量化 189

9.6.1 标量量化 190

9.6.2 矢量量化 194

9.6.3 量化压缩机理 196

9.7 静止图像与运动图像编码 197

9.7.1 静止图像编码 197

9.7.2 运动图像编码 199

9.8 图像编码标准 204

9.8.1 静止图像压缩标准简介 204

9.8.2 运动图像压缩编码标准简介 205

9.8.3 H.263标准 206

9.8.4 H.264标准 210

小结 212

第10章 图像通信系统 213

10.1 图像通信对通信网的要求 213

10.1.1 图像通信的特点 213

10.1.2 图像通信对通信网的要求 214

10.2 图像通信系统组成 216

10.2.1 图像通信系统模型 216

10.2.2 图像通信系统架构 217

10.2.3 服务端系统 218

10.2.4 传输网络 218

10.2.5 图像通信系统终端 220

小结 225

第11章 流媒体技术 226

11.1 流媒体定义 226

11.1.1 流媒体概念及其主要特征 226

11.1.2 流媒体技术的优点 227

11.2 流媒体系统文件 228

11.2.1 压缩媒体文件 228

11.2.2 流媒体文件 229

11.2.3 媒体文件发布格式 237

11.3 流媒体通信原理 238

11.3.1 流式传输基础 238

11.3.2 流媒体技术原理 239

11.3.3 流媒体播放方式 241

11.4 流媒体系统的构成 242

小结 244

第12章 多媒体实时通信协议 245

12.1 实时传输／实时传输控制协议 245

12.1.1 实时传输协议 245

12.1.2 实时传输控制协议 248

12.2 实时流协议 254

12.2.1 简介 254

12.2.2 协议参数 256

12.2.3 RTSP消息 257

12.2.4 连接 258

12.2.5 RTSP状态机 258

12.2.6 RTSP与RTP的交互 259

12.3 资源预订协议 260

12.3.1 RSVP协议基础 260

12.3.2 数据流 261

12.3.3 预留模型 262

12.3.4 RSVP消息 262

12.3.5 合并流规范 263

12.3.6 软状态 263

12.3.7 RSVP隧道 264

12.3.8 RSVP小结 264

12.4 RTP/RTCP、RTSP和RSVP的联系 265

小结 266

第13章 图像通信系统的应用 267

13.1 视频会议系统 267

13.1.1 概述 267

13.1.2 视频会议系统的功能 269

13.1.3 视频会议系统的设计 270

13.2 视频点播系统 276

13.2.1 概述 276

13.2.2 视频点播系统的组成及功能 276

13.2.3 视频点播系统分类 277

13.2.4 视频点播系统结构 277

13.3 数字视频监控系统 278

13.3.1 概述 278

13.3.2 数字视频监控系统的组成及功能 279

13.3.3 数字视频监控系统的网络设计 285

小结 287

附录A 数字图像处理基本算法的C＃程序实现 288

A1 C＃简要介绍 288

A2 利用C＃建立数字图像处理的基本框架 289

A3 图像文件的读入与保存 290

A3.1 读入图像文件到图片框 290

A3.2 图像的保存 291

A4 图像的基本处理 291

A4.1 图像的灰度化 291

A4.2 图像的亮度调节 292

A4.3 对比度调节 293

A4.4 色调、饱和度和强度调节 295

A4.5 图像的二值化 298

A4.6 在图像中添加随机噪声 301

A4.7 图像缩小 302

A4.8 灰度线性变换 302

A4.9 显示彩色图像的单个颜色通道图像 303

A5 图像的平滑 304

A5.1 四邻域平均 304

A5.2 八邻域平均 305

A5.3 最大值滤波 306

A5.4 最小值滤波 307

A5.5 中值滤波 308

A5.6 修正平均滤波 309

A6 图像锐化 310

A6.1 水平垂直差分法 310

A6.2 soble算子 311

A6.3 robert算子 312

A6.4 prewitt算子 313

A6.5 拉普拉斯算子 315

A6.6 robinson算子 316

A6.7 kirsch算子 317

A7 图像的数学形态学处理 318

A7.1 膨胀函数 319

A7.2 腐蚀函数 319

A7.3 二值图像的膨胀 320

A7.4 二值图像的腐蚀 320

A7.5 二值图像的开启 320

A7.6 二值图像的闭合 321

A7.7 二值图像的边缘提取 321

A7.8 灰度图像的膨胀 322

A7.9 灰度图像的腐蚀 323

A8 图像的其他处理 324

A8.1 负像变换 324

A8.2 霓虹变换 325

A8.3 浮雕变换——阴刻 326

A8.4 雕刻变换——阳刻 326

A8.5 伪彩色处理 327

A8.6 马赛克处理 328

参考文献 331