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目录 1

总序 1

前言 1

第1章 数字图像处理的基本概念 1

1.1 图像的概念 2

1.1.1 图像的分类 2

1.1.2 图像信息的分类 2

1.1.3 图像处理的基本方法 3

1.1.4 数字图像处理的几个基本术语 4

1.2 数字图像处理技术 5

1.3 数字图像处理的发展历程与重要应用领域 6

1.3.1 发展历程 6

1.3.2 不断拓展的应用领域 7

1.4 数字图像处理课程学习的要求 9

思考题与习题 10

第2章 数字图像处理系统 11

2.1 数字图像处理系统的构成 12

2.2 图像数字化设备 15

2.2.1 图像数字化器的组成 15

2.2.3 数字照相机（数码相机） 16

2.2.2 图像数字化器的性能 16

2.2.4 摄像机（摄像头） 18

2.2.5 扫描仪 22

2.2.6 图像采集卡 24

2.3 数字图像存储设备 27

2.4 数字图像处理设备 27

2.5 图像输出设备 29

2.5.1 暂时显示设备 29

2.6 图像处理软件 31

2.5.2 永久显示设备 31

思考题与习题 32

第3章 图像处理基础知识 33

3.1 图像处理的视觉基础 34

3.1.1 人类视觉感知的过程 35

3.1.2 视觉的简单数学模型 42

3.1.3 色度学 47

3.2 图像的数学模型 49

3.2.1 图像的连续模型 49

3.2.2 离散模型 56

3.2.3 随机场模型 59

3.3.1 主观评价法 63

3.3 图像质量评价 63

3.3.2 逼真度准则或失真度准则 65

3.3.3 新的质量评价方法 65

3.4 对设计图像处理系统的影响 66

3.4.1 视觉特性对图像处理系统的影响 66

3.4.2 图像模型对图像处理系统的影响 67

思考题与习题 67

第4章 MATLAB图像处理基础 69

4.1.2 MATLAB的特点 70

4.1.3 MATLAB系统的构成 70

4.1 MATLAB概述 70

4.1.1 什么是MATLAB 70

4.1.4 MATLAB的主要功能 72

4.2 MATLAB使用中需要注意的问题 73

4.2.1 MATLAB的数据类型 73

4.2.2 MATLAB的基本编程 75

4.3 MATLAB的图像处理工具箱 78

4.3.1 MATLAB支持的图像格式 78

4.3.2 图像的输入输出及显示 80

4.4 MATLAB图形接口（GUI）简介 90

4.4.1 建立图形窗口 90

4.4.2 菜单建立 90

4.4.3 控件 91

思考题与习题 94

第5章 图像变换 95

5.1 图像变换概述 96

5.2 傅立叶变换 96

5.2.1 二维离散Fourier变换（2DFT） 96

5.2.2 傅立叶变换的性质 99

5.2.3 卷积定理 104

5.2.4 相关 106

5.2.5 采样定理 108

5.2.6 快速Fourier变换 113

5.2.7 维Fourier变换性质总结 117

5.3 线性变换 119

5.4 弦型变换 121

5.4.1 DCT（次最优正交变换） 121

5.4.2 二维DCT 122

5.5.1 Walsh编码的离散形式 123

5.4.3 一维DCT的快速算法 123

5.5 方波型变换 123

5.5.2 离散Hadamard变换 126

5.5.3 快速算法 128

5.6 基于特征向量的变换——离散K-L变换 129

5.6.1 图像协方差矩阵 129

5.6.2 K-L变换的基本性质 130

5.6.3 离散K-L变换用于图像旋转 131

5.6.4 利用K-L变换减少数据量、运算量 133

思考题与习题 134

第6章 图像增强 135

6.1 频域滤波 137

6.1.1 低通滤波器 138

6.1.2 高通滤波器（频域锐化滤波器） 142

6.1.3 带通（带阻）滤波器 145

6.1.4 同态滤波器 147

6.2 点运算 149

6.2.1 点运算的概念 149

6.2.2 直方图的概念 153

6.2.3 直方图变换 155

6.3.1 算术运算 159

6.3 图像间算术和逻辑运算 159

6.3.2 逻辑运算 161

6.3.3 算术运算的实现 162

6.4 线性空域滤波器 163

6.4.1 线性空域滤波器 163

6.4.2 空域滤波器与频域滤波器的对应 165

6.4.3 线性平滑滤波 167

6.4.4 锐化滤波 169

6.5.1 中值滤波器 175

6.5 非线性空域滤波器 175

6.5.2 图像形态学初步 177

6.6 彩色图像增强 185

6.6.1 伪彩色图像增强 185

6.6.2 真彩色增强 189

6.7 几何运算 190

6.7.1 灰度级插值 191

6.7.2 空间变换 193

思考题与习题 196

第7章 图像编码 199

7.1 编码的目的 200

7.2.1 压缩的根据 201

7.2.2 数据冗余的类型 201

7.2 图像压缩的基本原理 201

7.2.3 编码方法分类 203

7.2.4 图像编码模型 206

7.3 编码器和典型的编码方法 207

7.3.1 编码器 207

7.3.2 无噪声编码定理 208

7.3.3 几种典型的统计编码方法 209

7.4.1 位平面编码 213

7.4 无误差编码技术 213

7.4.2 二值图像编码 214

7.4.3 行程编码 215

7.4.4 轮廓编码（等值线编码） 216

7.5 有误差编码技术 217

7.5.1 预测编码 218

7.5.2 变换编码 221

7.6 其他的编码方法 222

7.6.1 概述 222

7.6.3 分形编码 223

7.6.2 模型法 223

7.6.4 小波变换编码 224

7.7 图像编码标准 224

7.7.1 二值图像压缩编码 225

7.7.2 静止彩色图像压缩标准 226

7.7.3 视频编码标准 229

思考题与习题 230

第8章 图像分割与描述 233

8.1.1 基于灰度的分割（区域相关技术） 234

8.1 图像分割技术 234

8.1.2 基于梯度的分割（点相关技术） 245

8.1.3 彩色图像分割 255

8.2 图像描述方法 256

8.2.1 链码表示 256

8.2.2 傅立叶描述子 259

8.2.3 矩描述子 260

思考题与习题 262

附录 数字图像处理词汇英汉对照表 263

参考文献 269