第1章 数字图像的相关论述 1
1.1数字图像处理的发展 1
1.2数字图像的相关概念 2
1.2.1图像及其类型 2
1.2.2图像与数字图像 3
1.2.3其他相关概念 4
1.2.4数字图像的获取 5
1.2.5用矩阵表示数字图像 5
1.3数字图像的处理方法 6
1.3.1空域处理法 6
1.3.2变换域处理法 7
1.4图像数字化技术 7
1.4.1图像的数学模型 7
1.4.2图像的采样 8
1.4.3图像的量化 8
1.5数字图像处理技术的发展方向 9
1.6图像的统计特征 11
1.6.1图像的基本统计分析量 11
1.6.2数字图像的直方图 12
1.6.3多维图像的统计特性 12
1.7MATLAB简介 13
1.7.1MATLAB的特点 13
1.7.2MATLAB的界面 14
1.7.3M文件的编辑调试 15
1.8图像读取与显示 17
1.9MATLAB图像处理应用示例 20
小结 21
习题 21
第2章 数字图像处理的数学基础及相关运算 22
2.1线性系统 22
2.1.1线性系统分析 22
2.1.2移不变系统分析 23
2.2调用信号 23
2.2.1调谐信号分析 23
2.2.2对调谐信号的响应分析 23
2.2.3系统传递函数分析 24
2.3卷积和滤波 25
2.3.1连续卷积分析 25
2.3.2离散卷积分析 25
2.3.3滤波分析 26
2.4关联函数 26
2.4.1关联函数的定义分析 26
2.4.2关联与卷积的关系分析 27
2.5运算类型 27
2.6二维系统 27
2.6.1二维线性系统分析 27
2.6.2二维位置不变线性系统分析 27
2.6.3二维系统的梯度算子分析 28
2.7点运算 29
2.7.1线性点运算分析 29
2.7.2非线性点运算分析 30
2.7.3直方图修正分析 31
2.8代数运算 34
2.8.1代数运算的意义 34
2.8.2加法运算 34
2.8.3减法运算 36
2.8.4乘法运算 38
2.8.5除法运算 39
2.9特定区域处理 40
2.9.1指定感兴趣区域 40
2.9.2特定区域滤波 42
2.9.3特定区域填充 43
小结 44
习题 44
第3章 图像编码 45
3.1图像编码基础 45
3.1.1图像压缩编码的必要性 45
3.1.2图像压缩编码的可能性 45
3.1.3图像压缩编码的分类 46
3.1.4图像压缩编码的评价 47
3.2信息论基础与熵编码 51
3.2.1赫夫曼编码 51
3.2.2香农编码 55
3.2.3算术编码 56
3.2.4行程编码 60
3.3预测编码 62
3.3.1DPCM原理 62
3.3.2最佳线性预测编码 65
3.3.3自适应预测编码 67
3.4变换编码 68
3.4.1变换选择 69
3.4.2子图像尺寸选择 74
3.4.3比特分配 74
3.4.4DCT编码的MATLAB示例 76
小结 81
习题 81
第4章 图像复原 82
4.1基本概念介绍 82
4.1.1图像退化的一般模型分析 82
4.1.2成像系统的基本定义分析 83
4.1.3连续函数的退化模型分析 83
4.1.4离散函数的退化模型分析 84
4.1.5循环矩阵对角化 87
4.1.6模型估计法分析 88
4.2图像退化和噪声分析 90
4.2.1一些噪声的概率密度函数及过程 90
4.2.2在MATLAB中使用函数添加噪声 93
4.3图像复原方法 94
4.3.1逆滤波 94
4.3.2维纳滤波（有约束复原法） 96
4.3.3Lucy-Richardson滤波复原 97
4.3.4约束最小二乘方滤波 97
4.3.5确定点扩展函数 100
4.4图像的几何校正 100
4.4.1几何畸变的描述 100
4.4.2几何校正 101
4.5图像复原MATLAB实现 104
4.5.1维纳滤波方法 107
4.5.2约束最小二乘滤波复原 110
4.5.3Lucy-Richardson复原 113
4.5.4盲解卷积复原 115
小结 117
习题 117
第5章 几何变换 118
5.1齐次坐标 118
5.2图像形状及位置变换 120
5.2.1图像的平移变换 120
5.2.2图像的裁剪 121
5.2.3图像的比例缩放变换 123
5.2.4旋转变换 128
5.2.5图像的错切变换 130
5.2.6图像的镜像变换 132
5.3图像复合变换 135
5.3.1图像复合变换概念 135
5.3.2图像复合变换的MATLAB实现 136
5.4图像的几何变换 137
5.4.1画图软件中的图像扭曲 137
5.4.2图像二维空间变换 137
5.5图像的邻域操作 141
5.5.1邻域操作 141
5.5.2邻域操作的MATLAB实现 144
5.6图像区域选取 147
5.6.1块选取函数 147
5.6.2曲线围成的区域 149
小结 150
习题 150
第6章 图像频域变换 151
6.1傅立叶变换 151
6.1.1连续函数的傅立叶变换 151
6.1.2离散函数的傅立叶变换 152
6.1.3二维离散傅立叶变换的性质 153
6.1.4快速傅立叶变换 158
6.1.5傅立叶变换在图像处理中的应用 161
6.2离散余弦变换 163
6.3沃尔什及哈达玛变换 166
6.3.1离散沃尔什变换 166
6.3.2离散哈达玛变换 167
6.3.3快速哈达玛变换算法 168
6.4Hough变换 171
6.4.1Hough变换的基本原理 171
6.4.2Hough变换扩展应用 173
6.5霍特林变换 173
6.6Radon变换 176
6.6.1平行数据Radon变换 176
6.6.2扇形数据Radon变换 180
6.6.3Radon逆变换 182
小结 184
习题 184
第7章 小波变换 186
7.1图像的小波分解和重构算法 186
7.1.1二维小波变换及相应的快速算法 186
7.1.2小波变换用于图像压缩的一般方法 190
7.2基于小波变换数字图像水印研究 195
7.2.1数字水印技术需要解决的问题 195
7.2.2一种基于小波变换的数字水印方法 196
7.2.3MATLAB例程分析 196
7.3小波包分析的应用 199
7.3.1小波包基本理论 199
7.3.2小波包的空间分解 200
7.3.3小波包算法 201
7.3.4MATLAB含噪图像进行消噪处理 201
7.4小波包分析用于信号压缩 204
7.4.1基本原理 204
7.4.2MATLAB例程分析 204
7.5小波包与图像边缘检测 206
7.5.1基本原理 206
7.5.2MATLAB例程分析 206
7.6MATLAB提升小波变换 208
7.6.1小波变换的提升实现的传统算法 208
7.6.2小波变换的提升实现的简化算法 209
7.6.3MATLAB实现提升方案的基本步骤 210
7.6.4MATLAB小波工具箱函数 211
7.6.5MATLAB二维提升小波变换 212
小结 220
习题 220
第8章 图像增强 221
8.1论述 221
8.2图像噪声 221
8.2.1图像噪声的产生 221
8.2.2图像噪声分类 221
8.2.3图像噪声特点 222
8.3图像增强处理分类 222
8.3.1空域增强法 223
8.3.2频域增强法 223
8.3.3图像增强效果评价 223
8.4直接灰度变换 224
8.4.1灰度线性变换 224
8.4.2灰度非线性变换 229
8.5直方图修正 230
8.6图像平滑 236
8.6.1平滑分析 237
8.6.2邻域平均法 239
8.6.3中值滤波 241
8.6.4多图像平均法 242
8.6.5自适应滤波 243
8.7图像锐化 244
8.7.1空域高通滤波 244
8.7.2频域高通滤波 247
8.7.3同态滤波器图像增强的方法 249
8.7.4图像锐化的MATLAB实现 250
小结 257
习题 257
第9章 图像分割与边缘检测 258
9.1论述 258
9.2阈值化技术 259
9.2.1灰度门限法 259
9.2.2灰度门限法应用 260
9.3边缘检测 263
9.3.1边缘检测算子 263
9.3.2边缘检测算子的MATLAB实现 267
9.4边界跟踪 271
9.4.1边界跟踪的方法 271
9.4.2霍夫变换 272
9.5阈值分割 277
9.5.1人工选择法 277
9.5.2自动阈值法 278
9.5.3分水岭算法 280
9.6区域分割 283
9.6.1区域生长的基本概念 283
9.6.2四叉树分解的分割法 284
9.6.3用平均灰度分割 287
9.6.4基于相似统计特性的分割法 289
9.7运动分割 289
9.7.1背景差值法 289
9.7.2图像差分法 291
9.7.3基于光流的分割法 292
9.7.4基于块的分割法 294
小结 295
习题 296
第10章 图像特征描述 297
10.1论述 297
10.2颜色特征分析 298
10.2.1颜色直方图 298
10.2.2直方图不变特征量 299
10.2.3颜色矩 300
10.2.4颜色集 300
10.2.5颜色相关矢量 301
10.3几何描述 302
10.3.1位置与方向 302
10.3.2长轴与短轴 302
10.3.3周长 303
10.3.4面积 303
10.3.5距离 305
10.4形状描述 305
10.4.1矩形度 305
10.4.2宽长比 306
10.4.3圆形度 306
10.4.4球状度 307
10.4.5偏心率 308
10.5图像表示 308
10.5.1链码 308
10.5.2边界分段 310
10.5.3多边形近似 311
10.5.4标记图 312
10.5.5骨架 312
10.6区域描述 313
10.6.1描述子 313
10.6.2纹理 313
10.6.3不变矩 314
10.7图像膨胀与腐蚀 316
10.7.1结构元素的创建 317
10.7.2图像膨胀函数及MATLAB实现 319
10.7.3图像腐蚀函数及MATLAB实现 320
10.7.4膨胀与腐蚀联合操作 321
10.7.5基于膨胀与腐蚀的形态学函数及其实现 322
10.8形态学重建 327
10.8.1标记图像和掩膜图像 327
10.8.2填充操作 328
10.8.3寻找峰值和谷值 330
10.9对象、区域和特征度量 333
10.9.1连通区域标记 333
10.9.2选择对象 334
10.9.3计算二值图像的面积 335
10.9.4寻找二值图像的欧拉数 335
10.10查表操作 336
小结 337
习题 337
参考文献 338