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第1章 概论1

1.1基本概念1

1.1.1数字图像1

1.1.2数字图像处理2

1.2数字图像处理技术的发展及应用2

1.3数字图像处理的主要方法3

1.4数字图像处理系统的构成3

第2章 数字图像基础4

2.1图像的采样和量化4

2.1.1图像的采样4

2.1.2图像的量化5

2.2图像的表示及实例5

2.2.1图像表示5

2.2.2图像类型及实例6

2.3影响数字图像质量的因素7

2.3.1空间分辨率7

2.3.2强度等级分辨率8

2.3.3对比度9

2.3.4清晰度9

2.4人眼结构与视觉特性10

2.4.1人眼结构10

2.4.2人眼视觉特性10

2.5常见的图像格式11

2.5.1 JPEG12

2.5.2 GIF12

2.5.3 TIFF12

2.5.4 PCX12

2.5.5 BMP12

2.6图像处理的编程基础13

2.6.1 Matlab方法13

2.6.2 OpenCV方法14

2.6.3 CDib类方法16

2.6.4图像的基本操作18

习题24

第3章 图像的基本运算25

3.1代数运算25

3.1.1加运算25

3.1.2减运算27

3.1.3乘运算29

3.1.4除运算31

3.2逻辑运算33

3.2.1与运算35

3.2.2或运算37

3.2.3补运算38

3.3几何变换40

3.3.1平移变换40

3.3.2镜像变换42

3.3.3旋转变换45

3.4图像的缩放50

3.4.1图像的缩小50

3.4.2图像的放大50

3.5插值运算51

3.5.1前向映射法和后向映射法51

3.5.2灰度重采样52

3.5.3常用的插值法52

3.6图像缩放及插值运算的实现方法53

3.6.1图像缩放功能的Matlab实现方法53

3.6.2前向映射法实现缩放功能54

3.6.3后向映射法实现缩放功能55

3.7图像的控制点变换与图像的变形处理60

3.7.1三角形区域的变换方法60

3.7.2四边形区域的变换方法61

习题62

第4章 频域处理基础64

4.1时域与频域表示64

4.2傅里叶变换65

4.2.1连续傅里叶变换65

4.2.2离散傅里叶变换65

4.3快速傅里叶变换67

4.4傅里叶变换的性质67

4.5利用傅里叶变换进行图像处理69

4.5.1图像傅里叶变换69

4.5.2图像傅里叶变换的实现方法70

4.6离散余弦变换及实现方法75

4.6.1离散余弦变换75

4.6.2离散余弦变换的实现方法75

习题79

第5章 空域点处理方法80

5.1点运算80

5.1.1点运算基础80

5.1.2点运算的实现方法85

5.2直方图处理89

5.2.1直方图处理基础89

5.2.2直方图处理的实现方法93

5.3伪彩色处理95

5.3.1伪彩色处理基础95

5.3.2伪彩色处理的实现方法96

习题100

第6章 图像增强102

6.1空域的平滑与锐化102

6.1.1邻域操作102

6.1.2空域的平滑技术103

6.1.3空域的锐化技术112

6.1.4平滑与锐化相结合的滤波技术127

6.2频域的平滑与锐化127

6.2.1数字图像的频域处理基础127

6.2.2低通滤波器与图像的平滑处理128

6.2.3高通滤波器与图像的锐化处理147

习题162

第7章 图像复原164

7.1图像复原基础164

7.2图像退化与数学模型164

7.3典型的图像复原方法165

7.4退化函数估计方法166

7.4.1图像观察估计法166

7.4.2试验估计法166

7.4.3模型估计法166

7.5逆滤波复原及其实现方法166

7.5.1逆滤波复原基础166

7.5.2逆滤波复原的实现167

7.6维纳滤波复原及其实现方法173

7.6.1维纳滤波复原基础173

7.6.2维纳滤波复原的实现方法174

7.7噪声模型182

7.8空域滤波复原182

7.8.1均值滤波器183

7.8.2统计滤波器183

7.8.3自适应滤波器184

习题184

第8章 图像分割185

8.1图像分割基础185

8.1.1图像分割的概念185

8.1.2图像分割的基本方法185

8.1.3图像分割系统的构成186

8.2非连续性检测186

8.2.1孤立点的检测186

8.2.2线的检测187

8.2.3边缘检测188

8.3边缘连接190

8.3.1局部处理方法190

8.3.2 Hough变换及实现方法190

8.4阈值分割法196

8.4.1单阈值分割与多阈值分割197

8.4.2均值迭代阈值分割法198

8.4.3最大类间方差分割法204

8.4.4常见的多阈值分割法209

8.5基于区域的分割方法212

8.5.1区域生长算法212

8.5.2区域分裂合并算法217

8.6基于能量的分割方法221

8.6.1主动轮廓模型221

8.6.2主动轮廓线演化的实例222

8.6.3主动轮廓分割方法的实现225

8.6.4水平集方法230

习题231

第9章 彩色图像处理233

9.1色彩模型基础233

9.1.1RGB色彩模型233

9.1.2 CMY色彩模型234

9.1.3 HSV与HSI色彩模型234

9.1.4各种色彩空间之间的转换235

9.2 RGB彩色图像的处理236

9.3彩色图像处理237

9.3.1彩色图像平滑238

9.3.2彩色图像锐化238

9.3.3彩色图像分割238

9.3.4彩色图像的边缘提取239

9.4假彩色图像处理240

9.5彩色图像处理的实现方法241

习题247

第10章 数学形态学方法248

10.1集合论基础知识248

10.1.1元素和集合248

10.1.2平移和反射249

10.1.3结构元249

10.2形态学基本运算249

10.2.1腐蚀249

10.2.2膨胀250

10.2.3开运算251

10.2.4闭运算251

10.3形态学基本运算的实现252

10.4利用形态学处理图像261

10.4.1利用形态学算子处理图像261

10.4.2形态学图像处理的实现方法263

习题269

第11章 图像压缩271

11.1图像压缩技术基础271

11.1.1编码与解码271

11.1.2图像压缩的必要性和可能性271

11.1.3信源编码272

11.1.4性能指标272

11.2无损压缩编码273

11.2.1哈夫曼编码273

11.2.2香农-范诺编码276

11.2.3游程编码277

11.2.4无损预测编码278

11.2.5算术编码279

习题280

第12章 小波变换281

12.1小波变换概述281

12.2小波变换基础281

12.2.1小波变换的定义281

12.2.2小波变换的性质282

12.2.3常用的基本小波282

12.3连续小波变换和离散小波变换284

12.3.1连续小波变换284

12.3.2离散小波变换及实例285

12.4多分辨率分析286

12.5小波变换的应用286

12.6小波变换的实现288

习题294

第13章 图像处理实例295

13.1动画中人脸变形实例295

13.2医学图像增强应用实例304

主要参考文献310