數字圖像處理及 MATLAB 實現 — 學習與實驗指導, 4/e

目 錄
第1 章 概述 .......................................................................................................................................... 1
1.1 知識結構 .................................................................................................................................. 1
1.2 知識要點 .................................................................................................................................. 1
1.3 習題解答 .................................................................................................................................. 2
1.4 MATLAB 與數字圖像處理 ..................................................................................................... 3
1.4.1 MATLAB 簡介 .............................................................................................................. 3
1.4.2 數字圖像的表示和類別 ............................................................................................... 4
1.4.3 數據類和圖像類型間的轉化 ....................................................................................... 5
1.4.4 MATLAB 7.0 圖像處理工具箱 .................................................................................... 6
1.4.5 與圖像處理相關的MATLAB 函數的使用 ................................................................. 6
第2 章 數字圖像處理基礎 ............................................................................................................... 24
2.1 知識結構 ................................................................................................................................ 24
2.2 知識要點 ................................................................................................................................ 24
2.3 習題解答 ................................................................................................................................ 27
2.4 實驗指導 ................................................................................................................................ 28
2.4.1 像素的4 連通和8 連通 ............................................................................................. 28
2.4.2 圖像采樣 ..................................................................................................................... 30
2.4.3 圖像類型 ..................................................................................................................... 31
第3 章 數字圖像處理基本運算 ....................................................................................................... 34
3.1 知識結構 ................................................................................................................................ 34
3.2 知識要點 ................................................................................................................................ 34
3.3 補充內容 ................................................................................................................................ 38
3.4 習題解答 ................................................................................................................................ 39
3.5 實驗指導 ................................................................................................................................ 41
3.5.1 圖像的點運算 ............................................................................................................. 41
3.5.2 圖像的代數運算 ......................................................................................................... 44
3.5.3 圖像的縮放 ................................................................................................................. 46
3.5.4 圖像的旋轉 ................................................................................................................. 48
第4 章 圖像變換 ................................................................................................................................ 50
4.1 知識結構 ................................................................................................................................ 50
4.2 知識要點 ................................................................................................................................ 51
4.3 補充內容 ................................................................................................................................ 56
4.4 習題解答 ................................................................................................................................ 60
4.5 實驗指導 ................................................................................................................................ 63
4.5.1 圖像的傅裏葉變換——平移性質 ............................................................................. 63
4.5.2 圖像的傅裏葉變換——旋轉性質 ............................................................................. 66
4.5.3 圖像的離散余弦變換（一） ..................................................................................... 68
4.5.4 圖像的離散余弦變換（二） ..................................................................................... 69
4.5.5 圖像的哈達瑪變換 ..................................................................................................... 71
4.5.6 小波變換的圖像壓縮 ................................................................................................. 73
4.5.7 小波變換的圖像濾噪 ................................................................................................... 76
4.5.8 小波變換的圖像增強 ................................................................................................. 77
第5 章 圖像增強 ................................................................................................................................ 79
5.1 知識結構 ................................................................................................................................ 79
5.2 知識要點 ................................................................................................................................ 79
5.3 補充內容 ................................................................................................................................ 81
5.3.1 基於模糊邏輯和直方圖增強算法 ............................................................................. 81
5.3.2 基於模糊邏輯的自適應增強 ..................................................................................... 83
5.3.3 自適應直方圖均衡化 ................................................................................................. 85
5.4 習題解答 ................................................................................................................................ 86
5.5 實驗指導 ................................................................................................................................ 90
5.5.1 基於冪次變換的圖像增強 ......................................................................................... 90
5.5.2 直方圖規定化處理 ..................................................................................................... 92
5.5.3 灰度圖像常用空間平滑、銳化濾波 ......................................................................... 94
5.5.4 灰度圖像常用頻率域平滑、銳化濾波 ..................................................................... 96
第6 章 圖像復原 ................................................................................................................................ 99
6.1 知識結構 ................................................................................................................................ 99
6.2 知識要點 .............................................................................................................................. 100
6.3 習題解答 .............................................................................................................................. 101
6.4 實驗指導 .............................................................................................................................. 104
6.4.1 根據運動模型生成運動模糊圖像 ........................................................................... 104
6.4.2 采用順序統計濾波器對圖像進行濾波 ................................................................... 107
6.4.3 對已知噪聲頻率的含噪圖像進行頻率域陷波濾波 ............................................... 108
第7 章 圖像壓縮編碼 ..................................................................................................................... 111
7.1 知識結構 .............................................................................................................................. 111
7.2 知識要點 .............................................................................................................................. 112
7.3 習題解答 .............................................................................................................................. 114
7.4 實驗指導 .............................................................................................................................. 119
7.4.1 哈夫曼編碼 ............................................................................................................... 119
7.4.2 算術編碼 ................................................................................................................... 121
第8 章 圖像分割 .............................................................................................................................. 124
8.1 知識結構 .............................................................................................................................. 124
8.2 知識要點 .............................................................................................................................. 125
8.3 補充內容 .............................................................................................................................. 127
8.3.1 Canny 算子................................................................................................................ 127
8.3.2 閾值分割的其他方法 ............................................................................................... 129
8.3.3 分割算法評價及分類 ............................................................................................... 130
8.4 習題解答 .............................................................................................................................. 131
8.5 實驗指導 .............................................................................................................................. 141
8.5.1 用MATLAB 生成LoG 算子的圖像 ....................................................................... 141
8.5.2 用分水嶺算法分割圖像 ........................................................................................... 143
8.5.3 用自適應閾值法分割圖像 ....................................................................................... 145
8.5.4 用區域分裂合並法分割圖像 ................................................................................... 147
第9 章 彩色圖像處理 ..................................................................................................................... 150
9.1 知識結構 .............................................................................................................................. 150
9.2 知識要點 .............................................................................................................................. 151
9.3 補充內容 .............................................................................................................................. 152
9.3.1 顏色科學發展簡史 ................................................................................................... 152
9.3.2 顏色的特性 ............................................................................................................... 153
9.3.3 彩色模型的分類 ....................................................................................................... 154
9.3.4 常用的彩色模型 ....................................................................................................... 155
9.3.5 彩色平衡 ................................................................................................................... 156
9.4 習題解答 .............................................................................................................................. 160
9.5 實驗指導 .............................................................................................................................. 166
9.5.1 灰度級到彩色轉換 ................................................................................................... 166
9.5.2 彩色圖像的兩種平滑濾波 ....................................................................................... 168
9.5.3 彩色圖像的兩種銳化濾波 ....................................................................................... 170
9.5.4 彩色圖像的邊緣檢測 ............................................................................................... 172
第10 章 圖像表示及描述 ............................................................................................................... 175
10.1 知識結構 ............................................................................................................................ 175
10.2 知識要點 ............................................................................................................................ 176
10.3 補充內容 ............................................................................................................................ 178
10.3.1 顏色累加直方圖 ..................................................................................................... 178
10.3.2 顏色主色特征 ......................................................................................................... 178
10.3.3 顏色-空間描述 ........................................................................................................ 178
10.3.4 灰度-梯度共生矩陣紋理描述 ................................................................................ 179
10.3.5 紋理譜 ..................................................................................................................... 181
10.4 習題解答 ............................................................................................................................ 182
10.5 實驗指導 ............................................................................................................................ 185
10.5.1 彩色圖像顏色值的三個中心矩計算 ..................................................................... 185
10.5.2 紋理的統計特征計算 ............................................................................................. 187
10.5.3 圖像邊界的傅裏葉描述子 ..................................................................................... 189
10.5.4 圖像區域基本特征計算 ......................................................................................... 192
第11 章 基於深度學習的數字圖像處理 ...................................................................................... 195
11.1 知識結構 ............................................................................................................................ 195
11.2 知識要點 ............................................................................................................................ 195
11.3 習題解答 ............................................................................................................................ 198
11.4 實驗指導 ............................................................................................................................ 199
11.4.1 基於深度學習的圖像分類 ..................................................................................... 199
11.4.2 基於深度學習的圖像去噪 ..................................................................................... 201
11.4.3 基於深度學習的圖像壓縮 ..................................................................................... 205
11.4.4 基於深度學習的圖像分割 ..................................................................................... 208