第1章 绪论 1
1.1 图像 1
1.1.1 图像表示和显示 1
1.1.2 空间分辨率和幅度分辨率 4
1.1.3 图像质量 6
1.2 图像工程简介 8
1.2.1 图像技术和图像工程 8
1.2.2 图像工程的3个层次 9
1.2.3 图像工程相关学科和领域 10
1.2.4 图像工程的技术应用 11
1.2.5 图像工程文献统计分类 11
1.3 图像处理系统 13
1.3.1 系统构成框图 13
1.3.2 图像采集 14
1.3.3 图像显示和打印 16
1.3.4 图像存储 20
1.3.5 图像处理 22
1.4 内容框架和特点 22
总结和复习 24
第1单元 图像增强 29
第2章 空域增强：点操作 29
2.1 图像坐标变换 29
2.1.1 基本坐标变换 30
2.1.2 坐标变换扩展 31
2.2 图像间运算 34
2.2.1 算术和逻辑运算 34
2.2.2 图像间算术运算的应用 36
2.3 图像灰度映射 39
2.3.1 灰度映射原理 39
2.3.2 典型灰度映射 40
2.4 直方图变换 42
2.4.1 直方图均衡化 42
2.4.2 直方图规定化 45
总结和复习 49
第3章 空域增强：模板操作 52
3.1 像素间联系 52
3.1.1 像素的邻域和邻接 52
3.1.2 像素间的连接和连通 53
3.1.3 像素间的距离 55
3.2 模板运算 57
3.3 线性滤波 59
3.3.1 线性平滑滤波 60
3.3.2 线性锐化滤波 63
3.4 非线性滤波 64
3.4.1 非线性平滑滤波 65
3.4.2 非线性锐化滤波 71
3.4.3 线性和非线性混合滤波 72
3.5 局部增强 73
总结和复习 75
第4章 频域图像增强 78
4.1 频域技术原理 78
4.2 傅里叶变换 79
4.2.1 2-D傅里叶变换 80
4.2.2 傅里叶变换定理 82
4.2.3 快速傅里叶变换 85
4.3 低通和高通滤波 86
4.3.1 低通滤波 86
4.3.2 高通滤波 90
4.4 带通和带阻滤波 93
4.5 同态滤波 95
4.5.1 亮度成像模型 95
4.5.2 同态滤波增强 96
总结和复习 98
第2单元 图像恢复 103
第5章 图像消噪和恢复 103
5.1 图像退化及模型 103
5.1.1 图像退化示例 103
5.1.2 图像退化模型 105
5.2 噪声滤除 106
5.2.1 噪声描述 106
5.2.2 噪声概率密度函数 108
5.2.3 均值类滤波器 109
5.2.4 排序类统计滤波器 111
5.2.5 选择性滤波器 113
5.3 无约束恢复 115
5.3.1 无约束恢复公式 115
5.3.2 逆滤波 115
5.4 有约束恢复 118
5.4.1 有约束恢复公式 118
5.4.2 维纳滤波器 118
5.4.3 有约束最小平方恢复 120
5.5 交互式恢复 121
总结和复习 122
第6章 图像校正和修补 125
6.1 图像仿射变换 125
6.1.1 一般仿射变换 125
6.1.2 特殊仿射变换 128
6.1.3 变换间的联系 130
6.2 几何失真校正 131
6.2.1 空间变换 132
6.2.2 灰度插值 133
6.3 图像修复 135
6.3.1 图像修补原理 136
6.3.2 全变分模型 138
6.3.3 混合模型 140
6.4 区域填充 140
6.4.1 基于样本的方法 141
6.4.2 结合稀疏表达的方法 142
总结和复习 146
第7章 图像去雾 148
7.1 暗通道先验去雾算法及改进 149
7.1.1 基本方法 149
7.1.2 尺度自适应 151
7.1.3 透射率估计 153
7.1.4 大气光区域确定 155
7.1.5 大气光值校正 156
7.1.6 浓雾图像去雾 157
7.2 改善失真的综合算法 160
7.2.1 改进算法流程 160
7.2.2 T空间转换 160
7.2.3 透射率空间的大气散射图 161
7.2.4 天空区域检测 162
7.2.5 对比度增强 163
7.3 去雾效果评价 163
7.3.1 可见边缘梯度法 164
7.3.2 基于视觉感知的评价 164
7.3.3 主客观结合的评价实例 165
总结和复习 168
第8章 图像投影重建 170
8.1 投影重建方式 170
8.1.1 透射断层成像 171
8.1.2 发射断层成像 172
8.1.3 反射断层成像 173
8.1.4 电阻抗断层成像 173
8.1.5 磁共振成像 174
8.2 投影重建原理 175
8.2.1 基本模型 175
8.2.2 拉东变换 176
8.3 傅里叶反变换重建 176
8.4 逆投影重建 179
8.4.1 逆投影重建原理 179
8.4.2 卷积逆投影重建 180
8.4.3 其他逆投影重建方法 183
8.5 迭代重建 186
8.5.1 迭代重建模型 186
8.5.2 代数重建技术 187
8.5.3 最大似然-最大期望重建算法 189
8.6 综合重建方法 191
总结和复习 192
第3单元 图像编码 197
第9章 图像编码基础 197
9.1 图像压缩原理 197
9.1.1 数据冗余 197
9.1.2 图像编解码 199
9.1.3 图像保真度和质量 201
9.2 编码定理 202
9.2.1 信息单位和信源描述 202
9.2.2 无失真编码定理 204
9.2.3 率失真编码定理 206
9.3 位平面编码 208
9.3.1 位平面的分解 208
9.3.2 位平面的编码 210
9.4 变长编码 212
9.4.1 哥伦布编码 213
9.4.2 哈夫曼编码 214
9.4.3 香农-法诺编码 216
9.4.4 算术编码 217
总结和复习 219
第10章 图像变换编码 221
10.1 可分离和正交图像变换 221
10.2 离散余弦变换 222
10.3 正交变换编码 224
10.3.1 正交变换编码系统 224
10.3.2 子图像尺寸选择 225
10.3.3 变换选择 226
10.3.4 比特分配 227
10.4 小波变换 230
10.4.1 小波变换基础 230
10.4.2 1-D小波变换 233
10.4.3 快速小波变换 234
10.4.4 2-D小波变换 236
10.5 小波变换编码 238
10.5.1 小波变换编解码系统 238
10.5.2 基于提升小波的编码 240
总结和复习 241
第11章 更多图像编码方法 243
11.1 基于符号的编码 243
11.2 LZW编码 244
11.3 预测编码 248
11.3.1 无损预测编码 248
11.3.2 有损预测编码 249
11.4 矢量量化 255
11.5 准无损编码 258
11.6 比较和评述 260
11.6.1 不同方法特性的比较 260
11.6.2 其他编码方法 261
总结和复习 263
第4单元 拓展技术 269
第12章 图像信息安全 269
12.1 水印原理和特性 270
12.1.1 水印的嵌入和检测 270
12.1.2 水印特性 271
12.1.3 水印分类 272
12.2 DCT域图像水印 274
12.2.1 无意义水印算法 274
12.2.2 有意义水印算法 276
12.3 DWT域图像水印 277
12.3.1 人眼视觉特性 277
12.3.2 小波水印算法 279
12.4 水印性能评判 281
12.4.1 失真测度 281
12.4.2 基准测量和攻击 281
12.4.3 水印性能测试示例 283
12.5 图像认证和取证 286
12.5.1 基本概念 286
12.5.2 图像被动取证 288
12.5.3 图像可逆认证 288
12.5.4 图像取证示例 289
12.5.5 图像反取证 290
12.6 图像信息隐藏 292
12.6.1 信息隐藏技术分类 292
12.6.2 基于迭代混合的图像隐藏 293
总结和复习 296
第13章 彩色图像处理 299
13.1 彩色视觉和色度图 299
13.1.1 彩色视觉基础 299
13.1.2 三基色与色匹配 300
13.1.3 色度图 301
13.2 彩色模型 304
13.2.1 面向硬设备的彩色模型 304
13.2.2 面向视觉感知的彩色模型 306
13.3 伪彩色增强 309
13.4 真彩色处理 311
13.4.1 处理策略 312
13.4.2 单分量变换增强 313
13.4.3 全彩色增强 315
13.4.4 全彩色滤波和消噪 316
总结和复习 320
第14章 视频图像处理 324
14.1 视频表达和格式 324
14.1.1 视频基础 324
14.1.2 彩色电视制式 329
14.2 运动分类和表达 330
14.3 运动检测 334
14.3.1 利用图像差的运动检测 334
14.3.2 基于模型的运动检测 336
14.3.3 频率域运动检测 337
14.4 视频滤波 339
14.4.1 基于运动检测的滤波 339
14.4.2 基于运动补偿的滤波 340
14.4.3 消除匀速直线运动模糊 343
14.5 视频预测编码 344
总结和复习 346
第15章 多尺度图像处理 348
15.1 多尺度表达 348
15.2 高斯和拉普拉斯金字塔 351
15.2.1 高斯金字塔 351
15.2.2 拉普拉斯金字塔 352
15.2.3 原始图像的重建 353
15.3 多尺度变换技术 354
15.3.1 3类多尺度变换技术 354
15.3.2 多尺度变换技术比较 357
15.4 基于多尺度小波的处理 359
15.5 超分辨率技术 361
15.5.1 基本模型和技术分类 361
15.5.2 基于单幅图像的超分辨率复原 363
15.5.3 基于多幅图像的超分辨率重建 364
15.5.4 基于示例的学习方法 365
15.5.5 基于稀疏表达的超分辨率重建 368
15.5.6 基于局部约束线性编码的超分辨率重建 370
总结和复习 374
附录A 图像国际标准 376
A.1 国际标准 376
A.2 二值图像压缩国际标准 377
A.3 静止图像压缩国际标准 378
A.4 运动图像压缩国际标准 382
A.5 多媒体国际标准 389
部分思考题和练习题解答 395
参考文献 400
主题索引 412