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第1章 绪论 1

1.1数字图像处理 1

1.1.1图像处理起源 1

1.1.2图像处理内容 3

1.1.3图像处理系统 5

1.2光和图像 6

1.2.1光学单位和成像原理 6

1.2.2图像信息特点 10

1.3人眼视觉系统 12

1.3.1人眼视觉机理 12

1.3.2人眼视觉特性 15

1.4图像质量评价 17

1.4.1主观评价方法 18

1.4.2客观评价方法 18

1.4.3其他评价方法 19

习题与思考 20

第2章 数字图像基础 22

2.1连续图像的数学表示 22

2.1.1连续图像 22

2.1.2常见图像种类 23

2.2连续图像的取样 24

2.2.1二维冲激函数 25

2.2.2图像信号频谱 27

2.2.3二维取样定理 28

2.2.4取样图像的恢复 29

2.3混叠和亚取样 30

2.3.1混叠效应 30

2.3.2反混叠滤波 31

2.3.3亚取样 32

2.3.4实际取样脉冲影响 33

2.4量化和编码 33

2.4.1样值的量化 33

2.4.2量化值的编码 35

2.5数字图像的分辨率 36

2.5.1空间分辨率 36

2.5.2灰度分辨率 37

2.5.3时间分辨率 39

2.5.4综合考虑 39

习题与思考 40

第3章 图像变换 42

3.1二维线性系统 42

3.1.1二维线性位移不变系统 42

3.1.2二维离散卷积 43

3.2离散傅里叶变换 46

3.2.1二维DFT 47

3.2.2二维DFT的性质 48

3.2.3二维DFT的实现 49

3.3离散余弦变换 50

3.3.1一维离散余弦变换 50

3.3.2二维离散余弦变换 52

3.4图像信号的正交基表示 53

3.4.1变换核 53

3.4.2变换的矩阵表示 53

3.4.3基本图像和基本频谱 54

3.5沃尔什和哈达玛变换 56

3.5.1离散沃尔什变换 56

3.5.2离散哈达玛变换 59

3.6离散K-L变换 61

3.6.1 K-L变换 61

3.6.2均方误差最小重建 63

习题与思考 63

第4章 图像增强 65

4.1灰度变换 65

4.1.1线性变换 66

4.1.2非线性变换 67

4.2直方图修正 68

4.2.1图像的直方图 68

4.2.2直方图均衡 69

4.2.3直方图匹配 72

4.3图像平滑和去噪 73

4.3.1图像噪声 73

4.3.2邻域平均 76

4.3.3中值滤波 77

4.3.4低通滤波 79

4.3.5多图像平均去噪 80

4.4图像锐化 81

4.4.1高通滤波 81

4.4.2微分法 82

4.4.3拉普拉斯算子法 84

4.5同态滤波 85

习题与思考 87

第5章 图像复原 89

5.1图像的降质模型 90

5.1.1图像降质 90

5.1.2图像降质模型 90

5.1.3图像降质实例 92

5.1.4降质模型的矩阵表示 95

5.1.5循环矩阵的对角化 96

5.2无约束图像复原 100

5.2.1逆滤波图像复原 101

5.2.2运动模糊的消除 102

5.2.3无约束最小二乘方复原 104

5.3有约束图像复原 105

5.3.1有约束最小二乘方复原 106

5.3.2维纳滤波复原 107

5.3.3功率谱均衡复原 109

5.3.4平滑约束复原 110

5.4非线性图像复原 111

5.4.1最大后验概率复原 112

5.4.2最大熵复原 113

5.5图像的几何校正 115

5.5.1几何坐标的确定 115

5.5.2像素灰度的确定 118

习题与思考 119

第6章 小波变换 121

6.1从傅里叶变换到小波变换 121

6.2信号空间 125

6.2.1距离空间 125

6.2.2线性空间 126

6.2.3正交基和框架 127

6.3多分辨率分析基础 128

6.3.1尺度函数和尺度空间 129

6.3.2多分辨率分析 129

6.3.3小波分析 130

6.3.4小波函数的构造 132

6.4连续小波变换 134

6.4.1连续函数的小波变换 134

6.4.2金字塔分解 136

6.4.3滤波器族 137

6.4.4子带滤波 138

6.5离散小波变换 140

6.5.1参数的离散化 141

6.5.2二维多分辨率分析 142

6.5.3二维离散小波变换 144

6.5.4双正交小波变换 146

6.6小波的选取及应用 147

6.6.1小波的选取 147

6.6.2小波变换的提升算法 148

6.6.3小波变换的应用 149

习题与思考 152

第7章 图像压缩 153

7.1图像的统计特性 153

7.1.1图像的自相关函数 153

7.1.2图像的信息熵 155

7.1.3有限失真编码定理 156

7.1.4图像的压缩性能 160

7.2预测编码和变换编码 161

7.2.1预测编码 161

7.2.2变换编码 163

7.2.3帧间预测 165

7.3量化和熵编码 167

7.3.1标量量化 167

7.3.2矢量量化 169

7.3.3统计编码 170

7.3.4算术编码 172

7.3.5 Golomb编码 175

7.4图像压缩的国际标准 176

7.4.1二值图像压缩标准 176

7.4.2静止图像压缩标准 177

7.4.3活动图像压缩标准 180

习题与思考 184

第8章 图像重建 186

8.1投影重建基础 186

8.1.1投影重建方式 187

8.1.2投影定理 188

8.2傅里叶反变换图像重建 191

8.2.1基本原理 191

8.2.2离散化处理 191

8.3卷积逆投影图像重建 192

8.3.1重建过程 193

8.3.2重建滤波器 194

8.4代数法图像重建 194

8.4.1代数法基本原理 194

8.4.2迭代算法 195

8.5计算机断层扫描技术 196

习题与思考 198

第9章 图像分割和描述 199

9.1图像分割简述 199

9.1.1图像分割的定义 199

9.1.2图像分割的分类 200

9.2基于边界的分割 201

9.2.1并行微分算法 201

9.2.2边界跟踪算法 204

9.2.3边界拟合算法 205

9.3基于阈值的分割 206

9.3.1全局阈值算法 206

9.3.2自适应阈值算法 208

9.3.3统计最优阈值算法 208

9.3.4最大类间方差算法 209

9.4基于区域的分割 210

9.4.1区域生长算法 210

9.4.2分裂合并算法 211

9.4.3分水岭算法 213

9.5图像的边界描述 215

9.5.1边界的链码表示 215

9.5.2边界的几何特性 215

9.5.3边界的统计矩 217

9.5.4边界的傅里叶描述子 217

9.6图像的区域描述 218

9.6.1区域的几何特性 218

9.6.2区域的形状描述 219

9.6.3区域的纹理描述 220

习题与思考 222

第10章 图像水印 224

10.1信息隐藏和图像水印 224

10.1.1信息隐藏 224

10.1.2图像水印 225

10.1.3水印的分类 226

10.1.4水印信息的嵌入 227

10.1.5水印信息的提取 228

10.1.6水印系统的评价 229

10.2基本图像水印算法 231

10.2.1空间域水印算法 231

10.2.2变换域水印算法 232

10.2.3扩频方式水印系统 234

10.2.4压缩图像的水印 236

10.2.5视觉特性的利用 236

10.3水印图像的抗攻击性能 237

10.3.1常见水印攻击方法 237

10.3.2水印性能衡量 239

10.4图像水印的应用 243

10.4.1图像水印的典型应用 243

10.4.2图像水印的新应用 244

10.4.3图像水印的发展 245

习题与思考 245

第11章 形态学处理 246

11.1数学形态学基础 246

11.1.1基本集合定义 246

11.1.2图像空间的集合表示 247

11.1.3形态学运算过程 248

11.2基本形态学处理 249

11.2.1腐蚀和膨胀运算 249

11.2.2开启和闭合运算 252

11.2.3击中与击不中运算 253

11.3其他形态学处理 255

11.3.1细化与厚化 255

11.3.2滤波和平滑 256

11.3.3边缘提取和区域填充 258

11.4灰度图像的形态学处理 259

11.4.1灰度腐蚀和膨胀 259

11.4.2灰度开启和闭合 263

习题与思考 264

第12章 彩色图像处理 266

12.1彩色空间表示 266

12.1.1彩色视觉 267

12.1.2 CIE的XYZ彩色空间 269

12.1.3 RGB和HSI彩色空间 270

12.1.4彩色空间的转换 273

12.2基本彩色图像处理方法 273

12.2.1彩色平衡和补偿 274

12.2.2彩色图像增强和滤波 276

12.2.3彩色图像分割 277

12.3伪彩色图像处理 278

12.3.1灰度分割伪彩色处理 279

12.3.2频率域滤波伪彩色处理 280

习题与思考 281

第13章 图像处理的仿真与实现 282

13.1 MATLAB图像处理仿真 282

13.1.1 MATLAB简介 283

13.1.2图像处理工具库 286

13.1.3图像处理示例 287

13.2图像的采集和显示 288

13.2.1图像的采集 288

13.2.2图像的显示 293

13.2.3图像的存储格式 296

13.3高速DSP系统 298

13.3.1图像处理对DSP的要求 298

13.3.2高速DSP一例 299

13.4嵌入式图像处理系统 300

13.4.1嵌入式系统的特点 301

13.4.2嵌入式操作系统和处理器 302

13.4.3图像处理系统实例 303

习题与思考 305

参考文献 307

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