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     本書(shū)從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，講解數(shù)字圖像處理的基礎(chǔ)知識(shí)及實(shí)現(xiàn)方法。本書(shū)分為兩篇。第壹篇共12章（第1~12章），涵蓋數(shù)字圖像處理的基礎(chǔ)知識(shí)、常用的數(shù)字圖像處理算法，涉及圖像處理的基本運(yùn)算、圖像的頻域處理基礎(chǔ)、空域點(diǎn)處理方法、空域的平滑和銳化技術(shù)、頻域的平滑和銳化技術(shù)、圖像復(fù)原技術(shù)、圖像分割方法、彩色圖像處理及數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法等內(nèi)容，并在第12章給出了具體的應(yīng)用。第二篇共兩章（第13章和第14章），為具體的實(shí)踐內(nèi)容，給出了與第壹篇中基礎(chǔ)理論相對(duì)應(yīng)的實(shí)踐內(nèi)容，以便使用本書(shū)的教師在教學(xué)過(guò)程中有針對(duì)性地安排實(shí)踐內(nèi)容。本書(shū)可作為高校軟件工程專(zhuān)業(yè)、計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)、信息管理等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的本科生或研究生教材，亦可作為相關(guān)領(lǐng)域從業(yè)人員的參考資料。

前言
教學(xué)建議
第一篇　數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)理論
第1章　概論2
1.1　基本概念2
1.1.1　數(shù)字圖像2
1.1.2　數(shù)字圖像處理3
1.2　數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展歷程及其應(yīng)用3
1.3　數(shù)字圖像處理的主要方法4
1.4　數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的構(gòu)成4
習(xí)題4
第2章　數(shù)字圖像基礎(chǔ)5
2.1　圖像的采樣和量化5
2.1.1　圖像的采樣5
2.1.2　圖像的量化6
2.2　圖像的表示及實(shí)例6
2.2.1　圖像的表示6
2.2.2　圖像的類(lèi)型及實(shí)例7
2.3　影響數(shù)字圖像質(zhì)量的因素9
2.3.1　空間分辨率9
2.3.2　強(qiáng)度等級(jí)分辨率9
2.3.3　對(duì)比度10
2.3.4　清晰度10
2.4　人眼的結(jié)構(gòu)與視覺(jué)特性11
2.4.1　人眼的結(jié)構(gòu)11
2.4.2　人眼的視覺(jué)特性11
2.5　常見(jiàn)的圖像格式13
2.5.1　JPEG13
2.5.2　GIF13
2.5.3　TIFF13
2.5.4　PCX13
2.5.5　BMP13
習(xí)題14
第3章　圖像的基本運(yùn)算16
3.1　代數(shù)運(yùn)算16
3.1.1　加運(yùn)算16
3.1.2　減運(yùn)算18
3.1.3　乘運(yùn)算20
3.1.4　除運(yùn)算22
3.2　邏輯運(yùn)算23
3.2.1　與運(yùn)算25
3.2.2　或運(yùn)算27
3.2.3　補(bǔ)運(yùn)算29
3.3　幾何變換30
3.3.1　平移變換30
3.3.2　鏡像變換32
3.3.3　旋轉(zhuǎn)變換36
3.4　圖像的縮放40
3.4.1　圖像的縮小40
3.4.2　圖像的放大41
3.5　插值運(yùn)算41
3.5.1　前向映射法和后向映射法41
3.5.2　灰度重采樣42
3.5.3　常用的插值法42
3.6　圖像縮放及插值運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)方法43
3.6.1　圖像縮放功能的Matlab實(shí)現(xiàn)方法43
3.6.2　前向映射法實(shí)現(xiàn)縮放功能44
3.6.3　后向映射法實(shí)現(xiàn)縮放功能45
3.7　圖像的控制點(diǎn)變換與圖像的變形處理49
3.7.1　三角形區(qū)域的變換方法50
3.7.2　四邊形區(qū)域的變換方法51
習(xí)題51
第4章　頻域處理基礎(chǔ)53
4.1　時(shí)域與頻域表示53
4.2　傅里葉變換53
4.2.1　連續(xù)傅里葉變換53
4.2.2　離散傅里葉變換54
4.3　快速傅里葉變換56
4.4　傅里葉變換的性質(zhì)56
4.5　利用傅里葉變換進(jìn)行圖像處理58
4.5.1　圖像傅里葉變換基礎(chǔ)58
4.5.2　圖像傅里葉變換的實(shí)現(xiàn)方法60
4.6　離散余弦變換及實(shí)現(xiàn)方法63
4.6.1　離散余弦變換63
4.6.2　離散余弦變換的實(shí)現(xiàn)方法63
習(xí)題67
第5章　空域點(diǎn)處理方法68
5.1　點(diǎn)運(yùn)算68
5.1.1　點(diǎn)運(yùn)算基礎(chǔ)68
5.1.2　點(diǎn)運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)方法74
5.2　直方圖處理77
5.2.1　直方圖處理基礎(chǔ)77
5.2.2　直方圖處理的實(shí)現(xiàn)方法81
5.3　偽彩色處理84
5.3.1　偽彩色處理基礎(chǔ)84
5.3.2　偽彩色處理的實(shí)現(xiàn)方法85
習(xí)題89
第6章　圖像增強(qiáng)90
6.1　空域的平滑與銳化90
6.1.1　鄰域操作90
6.1.2　空域的平滑技術(shù)91
6.1.3　空域的銳化技術(shù)99
6.1.4　平滑與銳化相結(jié)合的濾波技術(shù)114
6.2　頻域的平滑與銳化114
6.2.1　數(shù)字圖像的頻域處理基礎(chǔ)114
6.2.2　低通濾波器與圖像的平滑處理115
6.2.3　高通濾波器與圖像的銳化處理132
習(xí)題147
第7章　圖像復(fù)原148
7.1　圖像復(fù)原基礎(chǔ)148
7.2　圖像退化與數(shù)學(xué)模型148
7.3　典型的圖像復(fù)原方法149
7.4　退化函數(shù)估計(jì)方法150
7.4.1　圖像觀察估計(jì)法150
7.4.2　試驗(yàn)估計(jì)法150
7.4.3　模型估計(jì)法150
7.5　逆濾波復(fù)原及其實(shí)現(xiàn)方法150
7.5.1　逆濾波復(fù)原基礎(chǔ)150
7.5.2　逆濾波復(fù)原的實(shí)現(xiàn)方法151
7.6　維納濾波復(fù)原及其實(shí)現(xiàn)方法157
7.6.1　維納濾波復(fù)原基礎(chǔ)157
7.6.2　維納濾波復(fù)原的實(shí)現(xiàn)方法158
7.7　噪聲模型164
7.8　空域?yàn)V波復(fù)原165
7.8.1　均值濾波器165
7.8.2　統(tǒng)計(jì)濾波器166
7.8.3　自適應(yīng)濾波器166
習(xí)題167
第8章　圖像分割168
8.1　圖像分割基礎(chǔ)168
8.1.1　圖像分割的概念168
8.1.2　圖像分割的基本方法168
8.1.3　圖像分割系統(tǒng)的構(gòu)成169
8.2　非連續(xù)性檢測(cè)169
8.2.1　孤立點(diǎn)的檢測(cè)169
8.2.2　線的檢測(cè)170
8.2.3　邊緣檢測(cè)171
8.3　邊緣連接173
8.3.1　局部處理方法173
8.3.2　Hough變換及實(shí)現(xiàn)方法173
8.4　閾值分割法179
8.4.1　單閾值分割與多閾值分割179
8.4.2　均值迭代閾值分割法181
8.4.3　最大類(lèi)間方差分割法185
8.4.4　常見(jiàn)的多閾值分割法191
8.5　基于區(qū)域的分割方法193
8.5.1　區(qū)域生長(zhǎng)算法193
8.5.2　區(qū)域分裂合并算法198
8.6　基于能量的分割方法201
8.6.1　主動(dòng)輪廓模型201
8.6.2　主動(dòng)輪廓線演化的實(shí)例203
8.6.3　主動(dòng)輪廓分割方法的實(shí)現(xiàn)205
8.6.4　水平集方法210
習(xí)題211
第9章　彩色圖像處理213
9.1　色彩模型基礎(chǔ)213
9.1.1　RGB色彩模型213
9.1.2　CMY色彩模型214
9.1.3　HSV與HSI色彩模型214
9.1.4　各種色彩空間之間的轉(zhuǎn)換215
9.2　RGB彩色圖像的處理216
9.3　彩色圖像的處理217
9.3.1　彩色圖像的平滑218
9.3.2　彩色圖像的銳化218
9.3.3　彩色圖像的分割218
9.3.4　彩色圖像的邊緣提取219
9.4　假彩色圖像的處理220
9.5　彩色圖像處理的實(shí)現(xiàn)方法221
習(xí)題227
第10章　數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法228
10.1　集合論基礎(chǔ)知識(shí)228
10.1.1　元素和集合228
10.1.2　平移和反射229
10.1.3　結(jié)構(gòu)元229
10.2　形態(tài)學(xué)基本運(yùn)算230
10.2.1　腐蝕230
10.2.2　膨脹230
10.2.3　開(kāi)運(yùn)算231
10.2.4　閉運(yùn)算232
10.3　形態(tài)學(xué)基本運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)232
10.4　利用形態(tài)學(xué)處理圖像240
10.4.1　形態(tài)學(xué)算子的圖像處理功能240
10.4.2　形態(tài)學(xué)圖像處理功能的實(shí)現(xiàn)方法242
習(xí)題248
第11章　圖像壓縮249
11.1　圖像壓縮技術(shù)基礎(chǔ)249
11.1.1　編碼與解碼249
11.1.2　圖像壓縮的必要性和可能性249
11.1.3　信源編碼250
11.1.4　性能指標(biāo)250
11.2　無(wú)損壓縮編碼251
11.2.1　赫夫曼編碼251
11.2.2　香農(nóng)費(fèi)諾編碼254
11.2.3　游程編碼255
11.2.4　無(wú)損預(yù)測(cè)編碼256
11.2.5　算術(shù)編碼257
習(xí)題258
第12章　圖像處理實(shí)例259
12.1　動(dòng)畫(huà)中人臉變形實(shí)例259
12.2　醫(yī)學(xué)圖像增強(qiáng)應(yīng)用實(shí)例267
第二篇　數(shù)字圖像處理實(shí)踐
第13章　圖像處理實(shí)踐基礎(chǔ)274
13.1　Matlab圖像處理軟件274
13.1.1　Matlab簡(jiǎn)介274
13.1.2　Matlab圖像處理基礎(chǔ)275
13.2　OpenCV軟件包278
13.2.1　OpenCV簡(jiǎn)介278
13.2.2　OpenCV軟件包的安裝與配置279
13.2.3　OpenCV讀取與顯示圖像281
13.3　利用CDib類(lèi)處理圖像的方法283
13.3.1　CDib類(lèi)的創(chuàng)建與使用283
13.3.2　利用CDib類(lèi)處理圖像285
13.4　圖像處理實(shí)例285
13.4.1　利用Matlab打開(kāi)與顯示圖像285
13.4.2　利用OpenCV打開(kāi)與顯示圖像286
13.4.3　利用CDib類(lèi)打開(kāi)與顯示圖像289
第14章　圖像處理實(shí)踐294
14.1　實(shí)踐一：圖像處理基礎(chǔ)294
14.2　實(shí)踐二：圖像基本操作295
14.3　實(shí)踐三：圖像的代數(shù)及邏輯運(yùn)算296
14.4　實(shí)踐四：圖像幾何變換298
14.5　實(shí)踐五：圖像旋轉(zhuǎn)變換及縮放299
14.6　實(shí)踐六：圖像傅里葉變換301
14.7　實(shí)踐七：利用空域點(diǎn)運(yùn)算對(duì)圖像增強(qiáng)302
14.8　實(shí)踐八：利用直方圖均衡化對(duì)圖像增強(qiáng)303
14.9　實(shí)踐九：圖像偽彩色處理304
14.10　實(shí)踐十：圖像在空域的平滑處理305
14.11　實(shí)踐十一：圖像在空域的銳化處理307
14.12　實(shí)踐十二：圖像在頻域的平滑處理308
14.13　實(shí)踐十三：圖像在頻域的銳化處理309
14.14　實(shí)踐十四：圖像分割實(shí)踐——Hough變換及區(qū)域生長(zhǎng)方法311
14.15　實(shí)踐十五：圖像分割實(shí)踐——閾值分割方法312
14.16　實(shí)踐十六：圖像分割實(shí)踐——主動(dòng)輪廓模型方法313
14.17　實(shí)踐十七：彩色圖像處理314
14.18　實(shí)踐十八：數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法處理圖像實(shí)踐315
14.19　實(shí)踐十九：圖像的復(fù)原316
參考文獻(xiàn)319