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第一章 图象处理系统介绍 1

1.1 黑白电视摄象机 1

1.1.1 图象信号的产生 1

1.1.2 图象信号的频带 5

1.2 彩色电视摄象机 6

1.2.1 彩色图象信号的形成 7

1.2.2 色的三要素和色度图 9

1.2.3 三基色RGB与亮度Y的关系 11

1.2.4 彩色信号的传送 12

1.3 CCD摄象机 16

1.3.1 CCD摄象器件的工作原理 16

1.3.2 CCD摄象机的特点 19

1.4 关于摄象机分辨率指标的讨论 20

1.5 伪彩色图象采集板 20

1.5.1 A/D转换器 21

1.5.2 伪彩色查寻表 25

1.5.3 图象采集板与摄象机的同步 28

1.5.4 图象采集板与彩色监视器的连接 28

1.6 DT2851介绍 29

1.7 真彩色图象采集板 31

参考文献 34

第二章 计算机图象处理的光学基础及其图象的数学表示方法 35

2.1 光波场中平面波的复振幅表示 35

2.2 空间频率的概念 37

2.3 夫琅和费衍射实验 39

2.3.1 夫琅和费衍射实验结果 40

2.3.2 两点之间的分辨率 42

2.4.1 阿贝成象理论及其数学证明方法 43

2.4 阿贝成象理论 43

2.4.2 阿贝-波特实验 45

2.5 数字图象的数学表示方法 47

2.5.1 图象的确定性表示 47

2.5.2 图象的随机性表示 48

2.6 二维线性系统 50

2.6.1 空间不变的线性系统 51

2.6.2 线性系统的算子描述 51

参考文献 53

3.2 函数的傅里叶（Fourier）变换 54

第三章 图象变换 54

3.1 问题的提出 54

3.3 离散傅里叶变换（DFT） 55

3.4 傅里叶变换的性质 57

3.4.1 傅里叶变换的共轭表达式 57

3.4.2 可分离性 58

3.4.3 空间位移的变化 59

3.4.4 频率位移 60

3.4.7 卷积定理 61

3.4.8 相关定理 61

3.4.6 周期性和共轭对称性 61

3.4.5 线性性质 61

3.5 图象傅里叶变换实例 66

3.5.1 图象傅氏变换的统计特性 67

3.5.2 傅氏变换频谱分布实例 68

3.6 图象变换的通用公式 69

3.7 离散余弦变换（DCT） 70

3.8 沃尔什-哈德玛变换（Walsh-Hadamard） 72

3.8.1 沃尔什-哈德玛变换的通用表达式 72

3.8.2 哈德玛矩阵 73

3.9 霍特林（Hotelling）变换（K-L变换） 74

附：快速傅里叶变换（FFD） 76

参考文献 78

第四章 图象增强 79

4.1 引言 79

4.2 直方图修改技术的图象增强 80

4.2.1 直方图修改增强技术的基本原理 81

4.2.2 直方图均衡化 82

4.2.3 直方图规定化增强 86

4.3 图象的平滑 89

4.3.1 多图象平均法 89

4.3.2 邻域平均法 89

4.3.3 中值滤波法 92

4.3.4 低通滤波法 93

4.4 图象锐化 95

4.4.1 空域锐化法 95

4.4.2 频域锐化法 98

4.5 比值图象增强 101

参考文献 103

第五章 图象复原 104

5.1 成象系统的数学描述（点扩散函数概念） 104

5.2 图象函数退化的数学模型 106

5.2.1 图象退化模型的离散形式 107

5.2.2 运动模糊的退化模型 109

5.2.3 退化模型的频域表示 110

5.2.4 退化模型的能量表示 111

5.3 复原方法简介 112

5.3.1 运动模糊的复原 112

5.3.2 逆滤波复原方法 113

5.3.3 维纳滤波复原方法 114

5.3.4 能量相等准则的复原方法 114

5.3.5 代数复原方法 115

附录：循环矩阵和分块循环矩阵的简化 117

参考文献 121

第六章 二值图象处理方法简介 122

6.1 灰度图象的二值化处理 122

6.1.1 直方图方法 122

6.2 二值图象的连接性 123

6.1.2 微分直方图方法 123

6.1.3 多阈值方法 123

6.2.1 邻域和邻接 124

6.2.2 象素的连接 124

6.2.3 连接成分 124

6.2.4 象素的连接数 125

6.2.5 象素的可删除性讨论 126

6.3 象素间的距离 127

6.4 二值图象的链码表示 128

6.5.2 轮廓跟踪 129

6.5 二值图象的两项基本操作 129

6.5.1 连接成分的标记 129

6.6 二值图象的细化 138

6.6.1 中轴转换法 139

6.6.2 骨架法 140

6.6.3 直观细化法 145

参考文献 145

第七章 图象编码 150

7.1 图象品质的度量 151

7.2 信息量和信息熵 152

7.3 图象信息熵值和信息剩余度 153

7.4 编码技术 155

7.4.1 哈夫曼（Huffman）编码技术 155

7.4.2 行程（Run-length）编码技术 158

7.5 预测编码方法（DPCM） 158

7.5.1 差值图象的统计特性 158

7.5.2 预测编码方法 160

7.7 变换编码 161

7.6 自适应预测编码法 161

7.8 静止图象压缩编码的国际标准JPEG简介 164

7.8.1 对图象编码的要求 165

7.8.2 无失真的预测编码 165

7.8.3 离散余弦（DCT）变换编码 166

7.8.4 DCT的累进操作模式 170

7.8.5 DCT分层操作模式 172

7.9 MPEG标准简介 173

7.9.2 关于MPEG算法 174

7.9.1 MPEG-Video的要求 174

7.10 小波变换与图象信息压缩 179

7.10.1 小波变换——傅氏变换的发展 179

7.10.2 离散小波变换 180

7.10.3 视觉的信道特性及其小波变换在图象数据压缩方面的应用 181

参考文献 184

第八章 图象分析 185

8.1 模式识别的概念 185

8.2.1 统计模式识别方法 188

8.2 模式识别方法 188

8.2.2 句法模式识别方法 191

8.2.3 模糊集合识别方法 198

8.3 图象（区域）特征提取 202

8.3.1 图象的区域分割 203

8.3.2 图象（区域）的直方图特征 208

8.3.3 纹理特性 210

8.4 区域形状特征 213

8.4.1 区域的几何特征 214

8.4.2 傅氏变换系数的形状描述 215

参考文献 217