数字图像处理原理与实践

第1章从图像工程的角度认识图像处理1
1.1图像及图像工程1
1.1.1对图像的认识1
1.1.2图像工程及包含的内容3
1.2图像处理概述5
1.2.1图像处理的分类5
1.2.2数字图像处理的主要内容6
1.3图像处理与数学的关系7
1.4图像处理系统及常用图像格式9
1.4.1常见的图像处理系统9
1.4.2常用图像格式10
1.5数字图像处理发展及应用简介11
1.5.1数字图像处理的发展11
1.5.2数字图像处理的应用12

第2章图像处理基础18
2.1图像与人类视觉的关系18
2.1.1人类视觉系统模型18
2.1.2视觉空间分辨率及感知特性20
2.2图像与数字图像20
2.2.1连续图像的表示方法21
2.2.2图像数字化方法22
2.2.3数字图像的表示方法26
2.2.4数字图像的基本参数27
2.3像素之间的联系28
2.3.1像素的邻域28
2.3.2像素之间的连通性29
2.3.3像素之间的距离30
2.4图像直方图及其应用31
2.4.1图像直方图的定义31
2.4.2直方图的性质32
2.4.3直方图的用途34
2.5图像间运算36
2.5.1算术运算36
2.5.2逻辑运算39
2.6图像二值化40
2.6.1图像二值化原理40
2.6.2阈值确定方法的比较41

第3章典型图像变换理论44
3.1傅里叶变换及其性质45
3.1.1一维连续傅里叶变换45
3.1.2一维离散傅里叶变换46
3.1.3快速傅里叶变换47
3.1.4二维连续傅里叶变换48
3.1.5二维离散傅里叶变换49
3.1.6傅里叶变换的性质52
3.1.7傅里叶变换实例53
3.2线性变换53
3.2.1一维离散线性变换54
3.2.2二维离散线性变换55
3.3其他变换56
3.3.1离散余弦变换56
3.3.2沃尔什-哈达玛变换57
3.3.3小波变换58
3.3.4基于特征向量的变换60

第4章图像视觉质量提升63
4.1卷积与卷积滤波64
4.1.1系统与卷积64
4.1.2卷积滤波67
4.2图像对比度增强69
4.2.1线性增强法69
4.2.2非线性增强法73
4.3图像平滑79
4.3.1空间域平滑79
4.3.2频率域平滑84
4.4图像锐化87
4.4.1微分算子87
4.4.2拉普拉斯算子92
4.4.3频率域高通滤波94

第5章图像复原与超分辨率重建96
5.1引言96
5.2图像降质的数学模型97
5.3噪声分析99
5.3.1噪声分类99
5.3.2噪声模型100
5.4退化函数辨识102
5.5图像复原方法104
5.5.1逆滤波104
5.5.2维纳滤波105
5.6几何畸变校正106
5.6.1空间变换107
5.6.2灰度级插值108
5.6.3几何变换的实现110
5.7超分辨率重建的概念111
5.7.1图像的尺寸与分辨率111
5.7.2低分辨率图像成像的数学模型112
5.8超分辨率重建的方法113
5.8.1单幅图像超分辨率重建113
5.8.2多幅图像超分辨率重建114

第6章图像压缩编码117
6.1图像冗余分析118
6.2图像保真度准则118
6.2.1客观保真度准则119
6.2.2主观保真度准则119
6.3无损压缩编码120
6.3.1行程编码120
6.3.2基于统计的编码120
6.4有损压缩编码125
6.4.1预测编码126
6.4.2变换编码原理126
6.4.3正交变换的应用127
6.4.4离散余弦变换的应用127

第7章彩色和多光谱图像处理129
7.1引言129
7.2彩色图像处理130
7.2.1色度学的基础知识130
7.2.2色彩空间表示131
7.2.3色彩空间转换133
7.2.4彩色变换137
7.2.5减色与去色处理142
7.3多光谱图像融合143
7.3.1基于HSL变换的影像信息融合144
7.3.2基于小波变换的影像信息融合144
7.3.3主分量变换144
7.3.4缨帽变换145

第8章图像形态学处理147
8.1引言147
8.2数学形态学的基本概念148
8.2.1基本集合定义148
8.2.2图像集合表示及结构元素148
8.2.3二值形态学基础运算149
8.2.4基础运算性质152
8.2.5组合运算及其作用153
8.2.6组合运算代数性质155
8.2.7灰度形态学基本运算156
8.3形态学方法在图像处理中的应用158
8.3.1图像的边缘提取158
8.3.2图像的区域填充159
8.3.3目标探测——击中与否变换160
8.3.4细化和厚化161
8.3.5水域分割162

第9章图像处理编程基础及应用实例164
9.1Visual C++及MATLAB编程环境简介164
9.1.1Visual C++编程环境与微软基础类(Microsoft Foundation Classes，MFC)164
9.1.2MATLAB编程环境与图像处理工具箱165
9.2BMP图像格式介绍166
9.2.1文件结构167
9.2.2结构详解168
9.3BMP图像读取与显示169
9.4图像处理算法编程实现171
9.4.1VC++下的图像读取与显示171
9.4.2MATLAB下的图像读取与显示171
9.4.3图像直方图统计173
9.4.4图像直方图均衡174
9.4.5图像空间域平滑177
9.4.6图像空间域锐化182
9.4.7FFT幅值谱和相位谱生成188
9.4.8图像频率域滤波197
9.4.9图像二值形态学处理201
9.5图像处理应用实例208
9.5.1OCR文字识别208
9.5.2水印隐藏与识别209

附录数字图像处理词汇表214

参考文献218