基 础 篇 1
1 图像采集与量化 1
1.1 确定型图像场取样 1
1.2 随机图像场取样 3
1.3 图像量化 4
1.3.1 均匀量化 4
1.3.2 非均匀量化 6
1.3.3矢量量化 7
1.3.4 彩色图像的量化 8
1.4 图像输入 8
1.4.2 图像采集系统 9
1.4.1 空间取样方式与最大限度取样分辨率 9
1.4.3 图像输入设备 11
2 图像变换 16
2.1 预备知识 16
2.1.1 矩阵与向量 16
2.1.2 线性算子 19
2.1.3 酉变换算子 21
2.2 傅立叶变换（FT） 23
2.2.1 二维离散傅立叶变换（DFT） 23
2.2.2 快速傅立叶变换（FFT） 28
2.3 离散余弦变换（DCT） 31
2.3.1 关于轴对称 32
2.3.2 偶对称余弦变换 33
2.3.3 奇对称余弦变换 34
2.4 沃尔什-哈达玛变换（WHT） 35
2.4.1 哈达玛变换对 35
2.4.2 哈达玛变换矩阵 37
2.4.3 向量表示的哈达玛变换 38
2.4.4 定序哈达玛变换 39
3 图像增强 41
3.1 空间域单点增强 41
3.1.1 灰度级校正 42
3.1.2 灰度变换 42
3.1.3 直方图修正 44
3.2.2 邻域平均法 49
3.2.1 噪声消除法 49
3.2 空间域图像平滑 49
3.2.3 中值滤波 51
3.2.4 梯度倒数加权法 52
3.2.5 选择式掩模平滑 53
3.3 空间域图像锐化 54
3.3.1 梯度法 54
3.3.2 Laplacian算子 56
3.3.3 高通滤波 58
3.3.4 掩模匹配法 59
3.3.5 统计差值法 60
3.4 频率域增强加处理 61
3.4.1 低通滤波 61
3.4.2 同态图像增强 62
3.4.3 高通滤波 64
3.5 彩色技术 65
3.5.1 假彩色处理 65
3.5.2 伪彩色处理 66
4 图像分割 68
4.1 图像边缘提取 68
4.1.1 边缘算子法 68
4.1.2 曲面拟合法 72
4.1.3 模板匹配法 74
4.1.4 门限化 78
4.2 区域分割 81
4.2.1 区域生长法 81
4.2.2 特征空间分类法 82
5 图像编码与压缩 84
5.1 概述 84
5.1.1 图像编码压缩的必要性 84
5.1.2 图像编码压缩的可能性 84
5.1.3 图像编码压缩的分类 85
5.1.4 图像编码压缩术语简介 85
5.2 预测编码 86
5.2.1 线性预测编码 87
5.2.2 非线性预测编码 88
5.3 正交变换编码 90
5.3.1 变换编码的基本原理 90
5.3.3 变换编码 91
5.3.2 正交变换编码特性评价 91
5.4.1 哈夫曼编码（Huffman Coding） 94
5.4 统计编码 94
5.4.2 香农编码（Shannon Coding） 97
5.4.3 算术编码（Arithmetics Coding） 99
5.5 轮廓编码（Contour Coding） 100
5.5.1 T（Trace）算法 100
5.5.2 IP（Initiat Poiat）算法 101
5.5.3 轮廓编码 101
5.6 二值图像编码 103
5.6.1 直接编码 103
5.6.3 游程长度编码 104
5.7.1 经典编码压缩技术 109
5.7 多媒体图像编码压缩技术 109
5.7.2 分形编码 110
5.7.3 自适应网格编码 112
6 图像恢复与重建 113
6.1 图像恢复的基本概念 113
6.2 图像退化模型 114
6.3 图像恢复方法 117
6.3.1 反向滤波器法 117
6.3.2 约束还原 119
6.4 点冲激函数的退化模型 121
6.5 几何畸变校正 123
6.7.1 平行投影 124
6.7 图像重建的方法 124
6.6 图像重建的基本概念 124
6.7.2 获得平行投影的物理方法 126
6.7.3 图像重建的傅立叶变换法 126
6.7.4 滤波逆投影法 128
7 图像特征与分析 129
7.1 纹理特征与分析 129
7.1.1 纹理分析的基本概念 129
7.1.2 纹理分析中的直方图方法 130
7.1.3 纹理分析的自相关函数方法 131
7.1.4 纹理的灰度分布统计特征分析 132
7.2.1 区域边界与骨架的提取 138
7.2 形状特征与分析 138
7.2.2 区域边界的形状特征描述 139
7.2.3 区域的变换域的形状分析 142
7.3 时间序列特征分析 144
7.3.1 视差、光流场 144
7.3.2 序列图像中的特征点选择与匹配 145
7.3.3 时间序列图像的运动估计和分析 146
7.4 二维图像特征提取与识别 148
7.4.1 二维图像特征的作用 148
7.4.2 二维图像识别的目的 149
8.1 MacPaint图像文件 150
8.1.1 文件头（MacBinary） 150
8 图像文件格式 150
工 具 篇 150
8.1.2 图案数据 151
8.1.3 位图数据 151
8.1.4 创建MacPaint图像文件 152
8.2 IMG图像文件 152
8.2.1 IMG的文件头 152
8.2.2 IMG图像数据文件 153
8.3 GIF图像文件 154
8.3.1 GIF的文件头 154
8.3.2 GIF的图像数据 154
8.4.1 TIFF的文件头 155
8.4 TIFF的图像文件 155
8.3.3 GIF的图像编码压缩算法：LZW 155
8.4.2 TIFF图像数据文件 156
8.5 其他图像数据文件（PCX和BMP） 156
8.5.1 PCX图像文件 156
8.5.2 BMP图像文件 157
8.6 图像文件格式转换 157
9 PostScript文件 165
9.1 矢量类型图形 165
9.2 灰度位图图像 166
9.3 彩色位图图像 166
9.4 PostScript程序的执行 167
9.5 PostScript文件硬拷贝输出 167
10 生物医学图像处理 168
10.1 电子显微图像特点 168
应 用 篇 168
10.2 电子显微图像的计算机处理 169
10.2.1 二维显微图像的处理 169
10.2.2 显微图像的三维重建 169
10.2.3 显微图像的识别分类 169
11 金属结构图像的处理 170
11.1 系统设备及工作原理 170
11.2 图像预处理 170
11.2.3 图像二值化 171
11.3 物理量计算 171
11.2.4 焊缝缺陷的轮廓线跟踪 171
11.2.2 滤波 171
11.2.1 灰度变换 171
11.4 计算机自动识别 172
12 遥感图像处理 173
12.1 遥感技术与遥感信息的获取 173
12.2 卫星遥感图像的特点和分类 173
12.2.1 美国陆地卫星的图像资料 174
12.2.2 法国SPOT卫星图像资料 174
12.2.3 我国国土卫星的遥感图像 174
12.3 遥感信息处理 175
12.3.1 辐射校正 175
12.3.2 几何校正 175
12.5.2 森林遥感图像处理与应用 176
12.5.1 地质遥感图像处理与应用 176
12.4 遥感图像的解译与分类 176
12.5 遥感图像的应用 176
12.5.3 国土资源遥感图像处理与应用 177
12.5.4 海洋遥感图像处理与应用 177
12.5.5 气象卫星云图的处理与应用 177
13 3S系统与图像处理 181
13.1 地理信息系统（GIS）和遥感图像处理 181
13.2 全球定位系统（GPS）和遥感图像处理 181
发 展 篇 183
14 马尔可夫随机场及其在图像分析与处理中的应用 183
14.1 马尔可夫随机场的定义和基本性质 183
14.2 模拟退火算法 184
14.3.2 用于图像噪声处理的MRF模型 186
14.3 MRF在图像处理中的应用 186
14.3.1 用于图像恢复的MRF模型 186
14.3.3 用于纹理分析的MRF模型 187
15 小波分析及其在图像处理中的应用 189
15.1 连续小波变换及其性质 189
15.2 二进小波变换及其性质 191
15.3 多尺度分析的概念及其性质 191
15.4 二维连续小波变换 192
15.5 图像的小波分解编码 193
15.6 图像纹理的小波分析 195
15.7 图像小波分析中的自适应处理 196
15.8 小波变换在图像编码压缩中的应用 198
参考文献 200