目录 1
1 绪论 1
1.1 图像基本概念 1
1.1.1 图像和数字图像 1
1.1.2 图像的表达 3
1.2 图像工程简介 5
1.2.1 图像技术和图像工程 5
1.2.2 图像工程的3个层次 6
1.2.3 图像工程相关学科和领域 8
1.2.4 图像工程的技术应用 9
1.2.5 图像工程文献统计分类 9
1.3 图像处理系统 11
1.3.1 系统构成框图 11
1.3.2 图像采集 12
1.3.3 图像显示打印 14
1.3.4 图像存储 19
1.3.5 图像处理 22
1.4 主要内容和安排 23
总结和复习 26
2 图像采集 28
2.1 视觉过程 29
2.2 成像中的空间关系 31
2.2.1 成像几何 31
2.2.2 观察距离和角度 34
2.2.3 景深 35
2.3 光度学和亮度视觉 37
2.3.1 光度学 37
2.3.2 一个简单的成像模型 40
2.3.3 视觉系统对光的感知特点 40
2.4.1 空间分辨率和幅度分辨率 43
2.4 采样和量化 43
2.4.2 图像质量与采样和量化 45
2.4.3 对采样和量化的讨论 48
总结和复习 49
3 像素空间关系 52
3.1 像素间联系 52
3.1.1 像素的邻域 52
3.1.2 像素间的邻接，连接和连通 53
3.1.3 像素间的距离 56
3.2 基本坐标变换 58
3.2.1 图像坐标变换 58
3.2.2 坐标变换讨论 61
3.3 形态变换 62
3.3.1 变换体系 62
3.3.2 一般仿射变换 63
3.3.3 特殊仿射变换 65
3.3.4 变换的层次 67
3.3.5 仿射变换的另一种描述方案 70
3.4 几何失真校正 71
3.4.1 空间变换 72
3.4.2 灰度插值 73
总结和复习 76
4 空域增强技术 79
4.1 空域技术分类 80
4.2 图像间运算 81
4.2.1 算术和逻辑运算 82
4.2.2 图像间运算的应用 84
4.3 直接灰度映射 87
4.3.1 灰度映射原理 87
4.3.2 典型灰度映射 88
4.4 直方图变换 90
4.4.1 直方图均衡化 90
4.4.2 直方图规定化 93
4.5 线性滤波 97
4.5.1 技术分类和实现原理 97
4.5.2 线性平滑滤波器 99
4.6 非线性滤波 101
4.6.1 非线性平滑滤波器 101
4.6.2 非线性锐化滤波器 105
4.7 局部增强 107
总结和复习 108
5 基本图像变换 113
5.1 可分离和正交图像变换 113
5.2.1 2-D傅里叶变换 115
5.2 傅里叶变换 115
5.2.2 傅里叶变换定理 117
5.2.3 快速傅里叶变换 121
5.3 沃尔什／哈达玛变换 122
5.3.1 沃尔什变换 122
5.3.2 哈达玛变换 124
5.3.3 关于两种变换的讨论 125
5.4 离散余弦变换 128
5.5 Radon变换 130
5.5.1 Radon变换定义 130
5.5.2 Radon变换基本性质 132
5.5.3 Radon反变换 133
总结和复习 135
6 频域图像增强 139
6.1 频域增强原理 140
6.2 低通滤波 141
6.3 高通滤波 145
6.4 带通和带阻滤波 149
6.5 同态滤波 151
6.6 频域技术与空域技术 153
总结和复习 156
7 彩色图像处理 158
7.1 彩色视觉和描述 159
7.1.1 彩色视觉基础 159
7.1.2 三基色与色匹配 159
7.1.3 色度图 161
7.2 彩色模型 164
7.2.1 面向硬设备的彩色模型 165
7.2.2 面向视觉感知的彩色模型 167
7.3 伪彩色增强 173
7.4.1 处理策略 175
7.4 真彩色处理 175
7.4.2 单分量变换增强 176
7.4.3 全彩色增强 178
总结和复习 179
8 图像恢复 183
8.1 退化及噪声 184
8.1.1 图像退化示例 184
8.1.2 噪声及来源 185
8.1.3 噪声概率密度函数 190
8.2 退化模型和对角化 191
8.2.1 退化模型 191
8.2.2 退化模型的计算 192
8.2.3 轮换矩阵对角化 194
8.3.1 有误差时的恢复 196
8.3 关于恢复的讨论 196
8.3.2 加性噪声信号 197
8.3.3 实恢复函数的确定 198
8.3.4 无约束和有约束恢复 199
8.4 无约束恢复 200
8.4.1 逆滤波 200
8.4.2 消除匀速直线运动模糊 202
8.5 有约束恢复 204
8.5.1 维纳滤波 204
8.5.2 有约束最小平方恢复 206
8.6 交互式恢复 209
总结和复习 211
9 图像重建 214
9.1.1 投影重建方式 215
9.1 投影重建概述 215
9.1.2 投影重建原理 220
9.2 傅里叶反变换重建 222
9.3 逆投影重建 226
9.3.1 卷积逆投影重建 226
9.3.2 其他逆投影重建 230
9.4 级数展开重建 233
9.5 综合重建方法 237
9.6 离散周期重建 238
总结和复习 240
10 典型图像变换 244
10.1 Gabor变换 244
10.1.1 窗函数 244
10.1.2 短时傅里叶变换 245
10.1.3 连续Gabor变换 246
10.1.4 离散Gabor表达 247
10.2 哈尔变换 249
10.3 小波变换 250
10.3.1 小波变换基础 250
10.3.2 1-D小波变换 255
10.3.3 快速小波变换 256
10.3.4 2-D小波变换 258
10.3.5 小波包变换 263
10.4 霍特林变换 265
总结和复习 269
11 图像编码基础 271
11.1 基本概念 272
11.1.1 数据冗余 272
11.1.2 图像保真度和质量 275
11.1.3 图像编码模型 277
11.2.1 信息论简介 279
11.2 基础理论 279
11.2.2 基本编码定理 282
11.3 LZW编码 287
11.4 变长编码 289
11.4.1 哈夫曼编码 290
11.4.2 亚最优变长码 291
11.4.3 香农-法诺编码 292
11.4.4 算术编码 293
11.4.5 变长码的特性 295
11.5 位平面编码 296
11.5.1 位平面的分解 296
11.5.2 位平面的编码 298
总结和复习 301
12.1.1 无损预测编码 305
12.1 预测编码 305
12 图像编码方法 305
12.1.2 有损预测编码 307
12.2 变换编码 314
12.2.1 变换编码系统 314
12.2.2 子图像尺寸选择 314
12.2.3 变换选择 315
12.2.4 比特分配 317
12.3 子带编码 320
12.4 小波变换编码 325
12.4.1 小波变换编码系统 325
12.4.2 基于提升小波的编码 327
总结和复习 328
13 图像水印 331
13.1.1 水印的嵌入和检测 332
13.1 水印原理和特性 332
13.1.2 水印特性 333
13.1.3 水印分类 335
13.2 DCT域图像水印 336
13.2.1 特点和原理 336
13.2.2 无意义水印算法 337
13.2.3 有意义水印算法 339
13.3 DWT域图像水印 341
13.3.1 特点和流程 341
13.3.2 人眼视觉特性 342
13.3.3 小波水印算法 344
13.4 水印性能评判 347
13.4.1 失真测度 347
13.4.2 基准测量和攻击 348
13.4.3 水印性能测试示例 351
13.5.1 水印与信息隐藏 355
13.5 信息隐藏 355
13.5.2 基于迭代混合的图像隐藏 356
总结和复习 362
14 多尺度图像技术 365
14.1 多尺度表达 366
14.2 相邻尺度联系 368
14.2.1 组合联系 368
14.2.2 分解联系 370
14.3 高斯和拉普拉斯金字塔 371
14.3.1 高斯金字塔 371
14.3.2 拉普拉斯金字塔 372
14.3.3 原始图像的重建 373
14.4 多尺度信号分解和重建 374
14.4.1 多取一采样 375
14.4.2 多点插值 376
14.4.3 缩放空间中的信号表达 378
14.5 基于多尺度小波的处理 379
14.6 多尺度变换技术 381
14.6.1 三类多尺度技术 381
14.6.2 多尺度技术比较 384
总结和复习 387
附录A 图像国际标准 389
A.1 国际标准 389
A.2 二值图像压缩国际标准 390
A.3 静止图像压缩国际标准 391
A.4 运动图像压缩国际标准 394
A.5 多媒体国际标准 401
部分习题解答 404
参考文献 437