數字圖像處理（MATLAB版）

本書是依據作者十餘年從事數字圖像處理教學及科學研究經驗，結合本科教學和研究生培養工作需求，並參考相關經典文獻編寫而成。 全書共8章，主要介紹數字圖像處理的基礎內容，具體包括緒論、數字圖像處理基礎、圖像運算與圖像幾何變換、圖像正交變換、圖像增強、圖像復原與圖像重建、圖像壓縮編碼、圖像分割。本書理論教學與具體實踐相結合，內容清晰易懂、詳略得當、代碼正確可復現，並提供了大量應用實例，每章後均附有習題。 本書適合作為高等院校電子信息工程、通信工程、電腦科學與技術、自動化、電子科學與技術等相關專業本科生教材，也可作為研究生科研參考教材，同時可供圖像處理、模式識別等工程技術人員參考。

目錄

第1章緒論1

1.1數字圖像處理基本概念1

1.1.1圖像定義及分類1

1.1.2數字圖像處理3

1.2數字圖像處理與其他相關學科的關系3

1.3數字圖像處理方法和研究方向4

1.3.1數字圖像處理方法4

1.3.2數字圖像處理的主要研究方向7

1.4數字圖像處理技術的發展歷程12

1.5數字圖像處理的應用實例14

1.6本章小結18

習題18

第2章數字圖像處理基礎19

2.1人眼視覺系統19

2.1.1人眼基本構造19

2.1.2視覺過程20

2.1.3人眼視覺特性20

2.1.4顏色視覺22

2.1.5立體視覺23

2.2顏色模型24

2.2.1顏色基礎知識24

2.2.2顏色模型25

2.3圖像的數字化31

2.3.1採樣31

2.3.2量化322.3.3數字圖像的表示及類型33

2.3.4採樣、量化與數字圖像質量之間的關系36

2.4數字圖像的存儲格式37

2.4.1常見數字圖像格式38

2.4.2BMP位圖文件42

2.4.3不同格式圖像的使用45

2.5MATLAB數字圖像處理基礎函數46

2.6本章小結48

習題49

第3章圖像運算與圖像幾何變換50

3.1圖像的代數和邏輯運算50

3.1.1圖像的加法運算51

3.1.2圖像的減法運算52

3.1.3圖像的乘法運算54

3.1.4圖像的除法運算54

3.1.5邏輯運算55

3.2圖像的鄰域運算和模板運算57

3.2.1像素間的基本關系57

3.2.2鄰點和鄰域58

3.2.3鄰域運算和模板運算59

3.3圖像的幾何變換60

3.3.1圖像幾何變換的基礎60

3.3.2基本的圖像幾何變換63

3.4本章小結73

習題73

第4章圖像正交變換75

4.1圖像的傅里葉變換75

4.1.1一維傅里葉變換76

4.1.2二維傅里葉變換78

4.1.3傅里葉變換的性質80

4.1.4離散傅里葉變換的應用86

4.2圖像的離散餘弦變換88

4.2.1一維離散餘弦變換88

4.2.2二維離散餘弦變換89

4.2.3離散餘弦變換的應用90

4.3圖像的KL變換92

4.3.1基本概念92

4.3.2KL變換的應用93

4.4圖像的小波變換95

4.4.1離散小波變換96

4.4.2二維小波變換97

4.5沃爾什哈達瑪變換100

4.5.1沃爾什變換101

4.5.2哈達瑪變換104

4.6本章小結105

習題106

第5章圖像增強107

5.1基於灰度級變換的圖像增強107

5.1.1線性灰度級變換107

5.1.2非線性灰度級變換112

5.1.3直方圖增強114

5.2圖像平滑124

5.2.1圖像中的噪聲125

5.2.2空間域平滑濾波127

5.2.3頻率域平滑濾波137

5.3圖像銳化145

5.3.1圖像的邊緣145

5.3.2微分算子與邊緣檢測146

5.3.3頻率域銳化增強155

5.4基於照度反射模型的圖像增強160

5.4.1基於同態濾波的增強160

5.4.2基於Retinex理論的增強163

5.5彩色圖像增強166

5.5.1彩色圖像166

5.5.2偽彩色圖像增強167

5.5.3真彩圖像增強172

5.6本章小結174

習題174

第6章圖像復原與圖像重建176

6.1圖像退化的數學模型176

6.1.1圖像降質因素177

6.1.2圖像退化模型177

6.2圖像退化模型的估計179

6.2.1基於模型的估計方法179

6.2.2基於退化圖像特性的估計法182

6.3圖像復原的代數方法183

6.3.1圖像的無約束復原183

6.3.2圖像的有約束復原186

6.3.3盲解捲積復原193

6.4圖像重建195

6.4.1投影重建圖像背景195

6.4.2基於Radon變換的圖像重建196

6.4.3基於FanBeam投影的圖像重建200

6.5本章小結204

習題204

第7章圖像壓縮編碼205

7.1圖像編碼的基本理論205

7.1.1圖像數據的冗餘205

7.1.2圖像壓縮的可能性206

7.1.3圖像壓縮的性能評價207

7.1.4圖像編碼方法的分類208

7.1.5圖像編碼術語209

7.2圖像的無損壓縮編碼209

7.2.1無損壓縮編碼理論基礎209

7.2.2霍夫曼編碼210

7.2.3算術編碼215

7.2.4游程編碼218

7.2.5LZW編碼220

7.3圖像的有損壓縮編碼221

7.3.1有損預測編碼222

7.3.2變換編碼223

7.4JPEG編碼壓縮224

7.4.1JPEG編碼方法225

7.4.2JPEG2000227

7.5本章小結228

習題228

第8章圖像分割230

8.1閾值分割法231

8.1.1直方圖閾值選擇法231

8.1.2迭代閾值法234

8.1.3全局閾值法235

8.1.4最大方差閾值法236

8.2邊緣檢測分割法238

8.3基於數學形態學的圖像分割法240

8.3.1形態學基礎240

8.3.2二值形態學基礎241

8.3.3二值形態學圖像分割248

8.3.4形態學分水嶺圖像分割249

8.4區域分割法253

8.4.1區域生長253

8.4.2區域分裂與合並256

8.5本章小結258

習題258

參考文獻260