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目 录 1

第一章概 论 1

1.1数字图像处理及其特点 1

1.1.1数字图像与数字图像处理 1

1.1.2数字图像处理的特点 3

1.2数字图像处理的目的和主要内容 3

1.2.1数字图像处理的目的 3

1.2.2数字图像处理的主要内容 4

1.3图像工程与相关学科 5

1.3.1 图像工程的内涵 5

1.3.2相关学科和领域 6

1.4数字图像处理系统 7

1.4.1数字图像处理系统硬件 7

1.4.2高速图像处理卡 9

1.4.3图像处理系统软件 10

1.5数字图像处理的应用 13

1.6数字图像处理的发展动向 14

习题 15

第二章数字图像处理基础 17

2.1图像数字化技术 17

2.1.1采样 18

2.1.2量化 19

2.1.3采样与量化参数的选择 19

2.1.4图像数字化设备 21

2.2数字图像类型 22

2.2.1位图 22

2.2.2位图的有关术语 23

2.3图像文件格式 24

2.3.1 BMP图像文件格式 24

2.3.2其他文件格式 27

2.4.1色度学基础 29

2.4色度学基础与颜色模型 29

2.4.2颜色模型 30

习题 33

第三章VC++图像编程基础 34

3.1 VC++可视化编程 34

3.1.1概述 34

3.1.2用户界面 34

3.1.3框架和文档－视结构 36

3.1.4编程基本流程 37

3.2 ImageLoad.dll动态链接库 38

3.2.1 ImageLoad.dll库简介 38

3.3.2 ImageLoad.dll动态链接库的使用 42

3.3设计CDibObject类 42

3.3.1公用方法的设计 42

3.3.2类属性的设计 43

3.4.2设置工程选项 44

3.4使用CDibObject类 44

3.4.1添加CDibObject类定义文件 44

3.5 CDibObject类应用实例 45

3.5.1建立应用程序框架 45

3.5.2添加消息映射函数 45

3.5.3改写OnFileOpen函数以打开图像文件 46

3.5.4添加CDibObject类对象成员变量 46

3.5.5为CDipDoc文档类映射消息处理函数 47

3.5.6绘制读入的图像 51

习题 52

第四章 图像增强与平滑 54

4.1直方图 54

4.1.1直方图的基本概念 54

7.4离散余弦变换（DCT） 1 54

7.4.3快速离散余弦变换 1 55

4.1.2直方图的性质 55

4.1.3直方图的计算 56

4.1.4直方图的拉伸 57

4.1.5直方图均衡 58

4.2灰度变换 61

4.2.1灰度线性变换 61

4.2.2分段线性变换 62

4.2.3非线性变换 63

4.3图像噪声 64

4.3.1概述 64

4.3.2图像噪声分类 64

4.4.1模板操作和卷积运算 65

4.3.3图像系统噪声特点 65

4.4去除噪声 65

4.4.2邻域平均法 67

4.4.3 中值滤波 68

4.4.4其他去噪技术 73

4.5图像锐化 74

4. 5.1微分法 75

4.5.2拉普拉斯运算 78

8.2二值形态学 1 78

4.5.3高通滤波 80

4.6图像的伪彩色处理 80

4.6.1密度分割 80

4.6.2灰度级彩色变换 81

4.6.3滤波法 82

4.7编程实例 82

4.7.1编程绘制灰度直方图 82

4.7.2 中值滤波的VC++编程实现 85

4.7.3图像平滑的VC++编程实现 86

习题 88

第五章 图像分割与边缘检测 90

5.1 图像分割 90

5.1.1概述 90

5.1.2灰度阈值法分割 91

5.1.3区域生长 93

5.1.4区域聚合 94

5.2边缘检测 95

5.2.1边缘检测与微分运算 96

5.2.2高斯－拉普拉斯（LOG）算子 97

5.3轮廓跟踪与提取 97

5.3.1轮廓跟踪 98

5.3.2轮廓提取 99

5.4.1模板匹配 99

5.4图像匹配 99

5.4.2直方图匹配 104

5.5投影法与差影法 106

5.5.1投影法 106

5.4.3形状匹配 106

5.5.2差影法 107

5.6应用实例 110

习题 111

第六章 图像的几何变换 112

6.1几何变换基础 112

6.1.1概述 112

6.1.2齐次坐标 113

6.1.3二维图像几何变换的矩阵 114

6.2图像比例缩放 115

6.2.1图像比例缩放变换 115

6.2.2比例缩放的实现 119

6.3.1图像平移变换 120

6.3图像平移 120

6.3.2图像平移的算法 121

6.4图像镜像 123

6.4.1图像镜像变换 123

6.4.2图像镜像的算法 124

6.5图像旋转 126

6.5.1图像旋转变换 126

6.5.2图像旋转的实现 128

6.6图像复合变换 131

6.6.1图像复合变换 131

6.6.2图像复合变换的示例 133

6.7.1透视变换 135

6.7透视变换 135

6.7.2其他变换 137

6.8应用实例 139

习题 141

7.1频域世界与频域变换 143

第七章 频域处理 143

7.2傅立叶变换 144

7.2.1 连续函数的傅立叶变换 144

7.2.2离散傅立叶变换 145

7.2.3离散傅立叶变换的性质 146

7.2.4快速离散傅立叶变换 149

7.3频域变换的一般表达式 153

7.3.1可分离变换 153

7.3.2图像变换的矩阵表示 153

7.4.1一维离散余弦变换 154

7.4.2二维离散余弦变换 155

7.5.1一维离散沃尔什－哈达玛变换 157

7.5离散沃尔什－哈达玛变换（WHT） 157

7.5.2二维离散沃尔什变换 159

7.5.3快速沃尔什变换（FWHT） 160

7.6用Matrix〈LIB＞C++库实现图像变换的VC++编程 161

7.6.1 Matrix〈LIB〉简介及其与VC++工程的集成 161

7.6.2创建图像数据矩阵 163

7.6.3将矩阵数据赋给图像数据区 163

7.6.4利用矩阵运算进行图像变换 164

7.7小波变换简介 165

7.7.1小波变换的理论基础 166

7.7.2离散小波变换在图像处理中的应用简介 172

习题 174

8.1.1数学形态学 175

8.1引言 175

第八章数学形态学及其应用 175

8.1.2基本符号和术语 176

8.2.1腐蚀 178

8.2.2膨胀 182

8.2.3开、闭运算 182

8.2.4击中／击不中（Hit/Miss）变换 187

8.3.1灰值腐蚀 189

8.3灰值形态学 189

8.3.2灰值膨胀 190

8.3.3灰值开、闭运算 191

8.4形态学的应用 193

8.4.1形态学滤波 194

8.4.2骨架抽取 195

8.5应用实例——细化 197

习题 202

9.1.1位置与方向 203

第九章 图像特征与理解 203

9.1图像的几何特征 203

9.1.2周长 204

9.1.3面积 205

9.1.4长轴和短轴 206

9.1.5距离 206

9.2形状特征 207

9.2.1矩形度 207

9.2.2圆形度 207

9.2.3球状性 208

9.2.4不变矩 209

9.2.5偏心率 210

9.2.6形状描述子 211

9.3纹理分析 213

9.3.1统计法 214

9.3.3频谱法 215

9.3.2用空间自相关函数作纹理测度 215

9.3.4联合概率矩阵法 216

9.3.5纹理的句法结构分析法 217

9.4 中轴变换与骨架提取 218

9.5曲线与表面的拟合 220

9.5.1曲线拟合 220

9.5.2曲面拟合 221

9.6其他特征或描述 222

9.6.1标记 222

9.6.2欧拉数与孔洞数 223

9.6.3四叉树 223

9.7编程实例 224

习题 232

第十章 图像编码 234

10.1图像编码概述 234

10.1.1图像编码基本原理 234

10.1.2图像编码的方法 235

10.1.3图像编码新技术 236

10.1.4图像编码评价 236

10.2哈夫曼编码 237

10.3香农－范诺编码 240

10.4行程编码 242

10.4.1行程编码基本方法 242

10.4.2 PCX文件中的行程编码 242

10.5 LZW编码 243

10.5.1 LZW编码方法 243

10.5.2 LZW编码实例 244

10.6算术编码 246

10.7 JPEG编码 248

10.7.1JPEG基本系统编码 248

10.7.2 JPEG编码实例 254

10.8编程实例 256

习题 260

11.1图像退化与复原 261

11.1.1图像降质的数学模型 261

第十一章 图像复原 261

11.1.2离散图像退化的数学模型 263

11.2非约束复原 266

11.2.1逆滤波 266

11.2.2非约束图像复原的病态性质 266

11.3最小二乘类约束复原 268

11.3.1维纳滤波 268

11.3.2约束最小平方滤波 270

11.4非线性复原方法 271

11.4.1最大后验复原 271

11.4.2最大熵复原 272

11.5其他图像复原技术 273

11.5.1几何畸变校正 273

11.4.3投影复原 273

11.5.2盲目图像复原 275

11.6编程实例 276

习题 279

附录A图像处理的数学基础 280

A.1线性代数 280

A.1.1向量和矩阵 280

A.1.2特征值与特征向量 282

A.1.3矩阵的奇异值分解 282

A.1.4线性方程组 283

A.1.5最小二乘法求解 283

A.1.6线性变换 283

A.2概率论与数理统计 284

A.2.1 正态分布 284

A.2.2随机过程 284

参考文献与参考站点 287