数字图像处理与分析基础

本书主要介绍图像处理与分析的基本原理、典型算法和实用技术。靠前章为图像处理与分析基础，以后各章分别讨论了图像增强、图像平滑、图像锐化、图像分割、边缘检测、形态学图像处理、特征选择、彩色图像处理、纹理图像处理、频率变换、几何变换、图像编码、图像复原等图像处理与分析的基本知识，从第2章开始每章都包含可自由调用的Matlab和VC++算法源程序。

第1章  图像处理与分析基础 1
1.1  视觉信息学概述  1
1.2  视觉信息学的应用领域  4
1.3  图像处理的特征  6
1.4  图像处理系统的基本构成  8
1.5  图像表达  10
1.5.1  图像的矩阵表达  10
1.5.2  图像的数据结构  11
1.6  图像格式  15
1.6.1  BMP格式  15
1.6.2  TIFF格式  15
1.6.3  JPEG格式  16
1.6.4  GIF格式  16
1.6.5  PNG格式  16
1.7  图像数字化  17
1.8  视觉特性  19
1.8.1  人眼结构与机理要点  19
1.8.2  视觉模型  20
1.8.3  亮度感觉  21
1.9  图像处理与分析的基本知识  22
参考文献  24
第2章  图像增强  25
2.1  图像增强概述  25
2.2  对比度增强  26
2.3  灰度变换法  28
2.3.1  线性灰度变换  28
2.3.2  非线性灰度变换  31
2.3.3  位面表示  32
2.4  直方图调整法  34
2.4.1  直方图均衡化  35
2.4.2  直方图规定化  37
2.5  同态滤波法  40
2.6  伪彩色与假彩色增强  44
2.6.1  伪彩色增强  44
2.6.2  假彩色增强  50
2.7  应用研究实例  51
参考文献  53
第3章  图像平滑  54
3.1  图像噪声概述  54
3.2  图像平滑概述  58
3.3  低通滤波  58
3.4  均值滤波  64
3.5  中值滤波  69
3.6  自适应滤波  73
3.7  其他平滑技术  74
3.7.1  边缘保持均值滤波  74
3.7.2  边缘保持中值滤波  77
3.8  应用研究实例  79
参考文献  81
第4章  图像锐化  82
4.1  图像锐化概述  82
4.2  高通滤波  82
4.3  微分法  87
4.4  锐化图像表示方式  91
4.5  反锐化掩模法  93
4.6  应用研究实例  95
参考文献  97
第5章  图像分割  98
5.1  图像分割概述  98
5.2  阈值化  99
5.2.1  像素信息  99
5.2.2  阈值化处理  101
5.2.3  阈值的确定  103
5.3  区域生长和分裂合并  109
5.4  应用研究实例  113
参考文献  114

第6章  边缘检测  115
6.1  基于边缘的图像分割概述  115
6.2  边缘性质概述  116
6.3  基于微分的边缘检测  117
6.4  基于模板匹配的边缘检测  123
6.5  基于Hough变换的边缘检测  125
6.5.1  传统Hough变换的直线检测  125
6.5.2  过已知点Hough变换的直线检测  132
6.5.3  Hough变换的应用  133
6.6  应用研究实例  134
参考文献  135
第7章  形态学图像处理  136
7.1  数学形态学概述  136
7.2  形态学基本运算  137
7.3  形态学图像预处理  142
7.4  形态学图像分割  145
7.5  其他形态学图像处理算法  148
7.6  应用研究实例  151
参考文献  153
第8章  特征选择  154
8.1  特征选择概述  154
8.2  二值图像中的基本概念  154
8.3  二值图像的特征参数  156
8.4  区域标记  164
8.5  基于特征参数提取物体  166
8.6  基于特征参数的其他处理  168
8.7  应用研究实例  169
参考文献  171
第9章  彩色图像处理  172
9.1  彩色信息概述  172
9.2  彩条制作  175
9.3  彩色模型  178
9.3.1  彩色色度学模型  178
9.3.2  彩色工业模型  180
9.3.3  彩色视觉模型  183
9.3.4  彩色模型变换示例  186
9.4  颜色特征的更改  190
9.5  基于颜色的图像分割  192
9.6  图像合成  194
9.7  应用研究实例  199
参考文献  202
第10章  纹理分析  203
10.1  纹理分析概述  203
10.2  统计法  205
10.2.1  灰度分布统计  205
10.2.2  灰度共生矩阵  207
10.2.3  自相关函数  212
10.3  结构法  213
10.4  模型法  214
10.4.1  Markov随机场  214
10.4.2  分形维  215
10.4.3  局部二进制模式  217
10.5  信号处理法  221
10.5.1  傅里叶变换法  221
10.5.2  小波变换法  224
10.6  纹理分割  224
10.7  应用研究实例  226
参考文献  228
第11章  频率变换  229
11.1  频率概述  229
11.2  频率变换概述  230
11.3  离散傅里叶变换  233
11.3.1  一维傅里叶变换  233
11.3.2  二维傅里叶变换  234
11.4  其他频率变换  237
11.4.1  线性变换、酉变换、正交变换  237
11.4.2  正弦型变换  238
11.4.3  方波型变换  240
11.5  滤波处理  241
11.6  应用研究实例  243
参考文献  244
第12章  几何变换  245
12.1  几何变换概述  245
12.2  放大缩小  246
12.3  平移旋转  249
12.4  齐次坐标变换  250
12.5  图像配准  254
12.6  应用研究实例  255
应用研究实例文献  257
第13章  图像编码  258
13.1  图像编码概述  258
13.2  信源编码的概念  259
13.3  无失真编码  261
13.3.1  霍夫曼编码  264
13.3.2  行程编码  266
13.4  限失真编码  267
13.4.1  预测编码  267
13.4.2  变换编码  271
13.4.3  混合编码  273
13.4.4  其他编码方法  274
13.5  图像压缩的标准格式  274
13.6  应用研究实例  275
参考文献  276
第14章  图像复原  277
14.1  图像复原概述  277
14.2  图像退化模型  278
14.2.1  向量空间表示  280
14.2.2  退化参数确定  282
14.2.3  无约束和有约束复原  283
14.3  经典图像复原方法  283
14.3.1  逆滤波  283
14.3.2  等功率谱滤波  284
14.3.3  维纳滤波  285
14.4  代数复原方法  286
14.4.1  伪逆法  286
14.4.2  投影迭代法  287
14.5  约束最小二乘方复原  288
14.5  盲去卷积复原  289
14.7  应用研究实例  290
参考文献  292

附录A  MATLAB编程基础  293
A.1  MATLAB概述  293
A.1.1  MATLAB在图像处理中的优势  293
A.1.2  MATLAB基本学习方法  293
A.1.3  MATLAB特点和运行环境  294
A.2  图像输入与输出  295
A.2.1  图像输入  295
A.2.2  图像显示  296
A.2.3  图像输出  298
A.3  数据类型及其转换  300
A.3.1  数据类型  300
A.3.2  数据类型之间的转换  300
A.4  图像类型及其转换  301
A.4.1  图像类型  301
A.4.2  图像类型之间的转换  301
A.5  数组索引  305
A.5.1 向量索引  305
A.5.2  矩阵索引  307
A.5.3  选择数组维数  310
A.5.4  几个重要的标准数组  311
A.6  M文件  312
A.7  MATLAB算子  313
A.8  流程控制  324
A.9   编码优化  328
A.10  交互式I/O  330
A.11  图像的邻域操作和块操作  332
A.11.1  滑动邻域操作  332
A.11.2  图像块的操作  335
附录B  VC++编程基础  338
B.1  Windows编程概念  338
B.1.1  用户界面概念  338
B.1.2  对象与句柄概念  339
B.1.3  匈牙利命名法概念  340
B.2  MFC基础  340
B.2.1  什么是MFC  340
B.2.2  MFC的设计原理  341
B.2.3  MFC的目标  341
B.2.4  MFC的层次结构及其子类功能简介  341
B.3  基于VC++编制MFC应用程序的示例  343
B.3.1  生成程序框架  343
B.3.2  在工程MfcHello添加hello.h头文件  343
B.3.3  在工程MfcHello中添加实现文件hello.cpp  344
B.3.4  设置动态链接到MFC类库  345
B.3.5  运行程序  345
B.4  DirectShow核心技术  345
B.4.1  DirectX介绍  345
B.4.2  DirectShow简介  345
B.4.3  DirectShow系统  346
B.4.4  Filter  346
B.4.5  Filter Graph  347
B.4.6  WDM数据流  347
B.4.7  视频捕获  347
B.4.8  Pins, Streams, Formats  347
B.4.9  视频流命名约定  347
B.5  基于DirectShow的图像采集程序开发  348
B.6  图像处理与分析教学软件演示及源程序说明  351