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目录 1

第一章绪论 1

1.1图象和图象处理 1

1.1.1数字图象处理的发展概况和应用 1

1.1.2景象和图象 2

1.1.3图象处理 4

1.2数字图象处理系统简介 4

1.3数字图象处理的内容及本书的安排 5

1.4主要参考文献 6

2.1.1取样 8

2.1取样与重建 8

第二章数字图象处理基础 8

2.1.2重建 11

2.2量化 12

2.2.1均匀量化 12

2.2.2非均匀量化 14

2.3光度学基本量及其单位 17

2.3.1相对视敏函数 17

2.3.2光通量 18

2.3.3发光强度 18

2.3.4照度 19

2.3.5亮度 20

2.4.1彩色视觉及三基色原理 21

2.4色度学基础 21

2.4.2物理三基色和RGB三色系数 22

2.4.3计算三基色和XYZ三色系数 23

2.4.4XYZ色度图（CIE色度图） 24

2.5人眼视觉特性 26

2.5.1人眼构造简介 26

2.5.2明暗视觉及视觉范围 27

2.5.3亮度感觉 27

2.5.4人眼的分辨率 30

2.5.5人眼的适应性 30

2.5.6马赫带 31

2.6.1点扩展函数和调制转移函数 32

2.6人眼视觉模型 32

2.6.2人眼视觉模型 33

2.6.3人眼调制转移函数和对数－线性系统模型 34

习题 35

参考文献 36

第三章图象的二维正交变换 37

3.1正交变换的矩阵表达式 37

3.1.1可分离核 37

3.1.2正交变换矩阵 38

3.1.3图象矩阵的外积分解 40

3.1.4堆叠 41

3.1.5矩阵的直积（Kronecker积） 42

3.1.6二维正交变换下的能量守恒 43

3.2傅立叶变换 44

3.2.1连续图象f（x,y）的傅立叶变换 44

3.2.2数字图象f（m,？）的离散傅立叶变换 45

3.3余弦变换 50

3.3.1一维DCT表达式的结构 50

3.3.2二维DCT表达式的结构 52

3.3.3由FFT算法实现DCT 54

3.4沃尔什－哈达玛变换 55

3.4.1哈达玛编号的沃尔什－哈达玛变换 55

3.4.2列率 57

3.4.3沃尔什编号的沃尔什－哈达玛变换 58

3.4.4快速沃尔什－哈达玛变换 60

3.5奇异值分解 62

3.5.1[f][f]T和[f]T[f]的特征值与特征向量 63

3.5.2SVD表达式的结构 64

3.6离散卡－洛变换 65

3.6.1离散卡－洛变换的表达式 65

3.6.2数据量压缩与误差 67

习题 69

参考文献 70

第四章图象的增强 71

4.1灰度增强 71

4.1.1灰度直方图 71

4.1.2灰度的线性变换 72

4.1.3灰度的非线性变换 75

4.2伪彩色和假彩色 79

4.2.1伪彩色增强 79

4.2.2等色差域图 81

4.2.3假彩色增强 82

4.3图象的锐化 83

4.3.1空间域图象锐化 83

4.3.2高频提升滤波器 85

4.4图象的平滑 87

4.4.1局部平均法 88

4.4.2低通滤波器 89

4.4.3多帧平均法 91

4.4.4相干噪声的消除 93

4.5图象的非线性滤波 94

4.5.1中值滤波 94

4.5.2选择平均法 95

4.5.3加权平均法 97

4.6图象阴影的消除 98

4.6.1同态图象处理 98

4.6.2空间域中阴影的消除 99

习题 100

参考文献 102

第五章图象数据压缩编码 103

5.1图象压缩编码的理论基础 103

5.1.1无失真编码 104

5.1.2限失真编码 108

5.1.3图象压缩编码的一般框图 109

5.2预测编码 110

5.2.1线性预测 111

5.2.2量化器（根据视觉特性） 114

5.2.3帧间预测编码 116

5.3变换编码 117

5.3.1变换方式及子象块大小 118

5.3.2系数选择和比特分配 119

5.3.3混合编码 119

5.4.1向量量化 120

5.4图象压缩编码的新进展 120

5.4.2第二代图象编码技术 122

习题 125

参考文献 126

第六章图象复原 128

6.1退化的数学模型 128

6.2连续系统的图象复原 129

6.2.1一般原理 129

6.2.2反滤波 130

6.2.3维纳滤波 131

6.3离散情况下的退化模型 132

6.3.1一维 132

6.3.2二维 135

6.4离散情况下的复原 139

6.4.1无约束条件复原 139

6.4.2有约束条件复原 143

6.5运动模糊图象的复原 145

习题 148

参考文献 149

第七章图象分割 150

7.1象素分类 150

7.1.1门限化 150

7.1.2门限选择 151

7.1.3平滑与门限化 153

7.1.4利用空间信息进行门限选择 154

7.1.5可变门限[9] 155

7.2边缘检测 155

7.2.1边缘检测的微分算子 156

7.2.2采用曲面拟合的边缘检测方法 157

7.2.3二阶导数法[13,14] 160

7.3图象匹配检测技术 161

7.3.1模板匹配 161

7.3.2用匹配滤波器进行图象检测 163

7.4线条检测 165

7.4.1霍夫变换 165

7.4.2轮廓跟踪 168

7.4.3线条的跟踪检测 169

7.5区域跟踪检测 170

7.5.1区域生长法 170

7.5.2区域的分裂和合并法 171

7.6形态滤波 171

7.6.1二值图的形态滤波 171

7.6.2灰度图象的形态滤波 179

习题 183

参考文献 183

第八章图象描述 185

8.1离散图象的几个几何概念 185

8.1.1邻接与连通 185

8.1.2距离 186

8.2收缩、膨胀和细化 187

8.2.1收缩和膨胀 187

8.2.2细化 188

8.3线的描述 191

8.3.1曲线拟合 191

8.3.2链码 195

8.3.3傅立叶描述子 196

8.4区域的描述 200

8.4.1中轴变换 200

8.4.2矩描述 203

8.4.3拓扑描述子 205

8.4.4四叉树 206

8.4.5行程编码 208

8.5几何特征的测量 209

8.5.1拓扑特征及物体计数 209

8.5.2面积 211

8.5.3周长及弧长 212

8.5.4投影长度和直径 214

8.5.5斜率和曲率 215

8.5.6形状特征的度量 216

习题 217

参考文献 218

9.1.1光流的概念 220

9.1光流 220

第九章运动图象 220

9.1.2基本关系式 221

9.1.3光流的计算 222

9.2光流和刚体运动 223

9.3图象序列和运动估计 226

9.3.1三维运动及其参数 226

9.3.2图象序列中的点匹配技术 228

9.3.3运动估计 231

9.4运动图象的增强处理 242

9.4.1时域滤波法 242

9.4.2带有运动补偿的时域滤波法 244

参考文献 245