数字图像处理技术

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 数字图像概述

1.2.1 图像和数字图像

1.2.2 图像技术和图像工程

1.3 数字图像处理的重要性

1.4 数字图像处理的应用领域

1.5 数字图像处理的基本步骤

1.6 数字图像处理系统

1.6.1 图像处理和分析系统

1.6.2 图像的采集

1.6.3 图像的显示

1.6.4 图像的存储

1.6.5 图像通信

1.6.6 图像处理和分析

小结

练习一

一、选择题

二、思考题

三、上机题

第2章 数字图像基础

2.1 人眼视觉和色彩空间

2.1.1 人眼成像

2.1.2 亮度适应和区分

2.1.3 颜色基础

2.1.4 色彩空间

2.2 数字图像文件的存储格式

2.2.1 BMP格式的图像文件

2.2.2 TIFF格式的图像文件

2.2.3 GIF格式的图像文件

2.2.4 JPEG格式的图像文件

2.2.5 TGA格式的图像文件

2.2.6 PCX格式的图像文件

2.3 数字图像格式

2.4 空间和灰度级分辨率

2.5 放大和收缩数字图像

2.6 像素间的基本关系

2.6.1 像素的邻域

2.6.2 像素的连通性

2.6.3 距离量度

2.7 算术和逻辑运算

2.7.1 算术运算

2.7.2 逻辑运算

2.8 坐标变换

小结

练习二

一、选择题

二、思考题

三、上机题

第3章 线性系统

3.1 引言

3.2 调谐信号与复信号

3.2.1 调谐信号

3.2.2 对调谐输入的响应

3.2.3 调谐信号与正弦性信号

3.2.4 传递函数

3.3 卷积

3.3.1 卷积的由来

3.3.2 一维卷积

3.3.3 离散一维卷积

3.3.4 二维卷积

3.3.5 离散二维卷积

3.3.6 卷积的应用

3.4 一些有用函数

3.4.1 矩形脉冲

3.4.2 三角脉冲

3.4.3 高斯脉冲

3.4.4 冲激函数

3.4.5 阶跃函数

3.5 卷积滤波

3.5.1 平滑

3.5.2 边缘增强

小结

练习三

一、选择题

二、思考题

三、上机题

第4章 傅立叶变换

4.1 傅立叶变换的概念

4.1.1 连续傅立叶变换

4.1.2 傅立叶变换的存在性

4.1.3 傅立叶级数的展开

4.1.4 离散傅立叶变换

4.1.5 快傅立叶快变换（FFT）

4.1.6 一些常用的傅立叶变换

4.2 傅立叶变换的性质

4.2.1 对称性

4.2.2 加法定理

4.2.3 位移定理

4.2.4 卷积定理

4.2.5 相似性定理

4.2.6 Rayleigh定理

4.3 线性第纩傅立叶变换

4.3.1 线性系统术语

4.3.2 线性系统辨识

4.3.3 正弦型分解

4.3.4 复频率

4.4 二维傅立叶变换

4.4.1 二维傅立叶变换的定义

4.4.2 二维离散傅立叶变换（DFT）

4.4.3 二维傅立叶变换的矩阵表示

4.4.4 二维傅立叶变换的性质

4.4.5 圆对称和Hankel变换

4.5 相关性和能量谱概念

4.5.1 互相关

4.5.2 自相关

4.5.3 能量谱（功率谱）

4.6 傅立叶变换性质总结

小结

练习四

一、选择题

二、思考题

三、上机题

第5章 采样数据处理

5.1 预备知识

5.2 采样和插值

5.2.1 使用Shah函数采样及其频谱

5.2.2 采样定理

5.2.3 欠有样与混叠效应

5.2.4 内插

5.2.5 采样于欠采样分析

5.3 频谱计算

5.3.1 时域中截取

5.3.2 频域上截取

5.3.3 频谱计算

5.4 混叠

5.4.1 混叠的不要避免性

5.4.2 混叠误差的上界

5.4.3 频谱分辨率

5.5 截取

5.6 数字处理简介

5.7 混叠误差的控制

小结

练习五

一、选择题

二、思考题

三、上机题

第6章 离散图像变换

6.1 线性变换

6.1.1 一维离散线性变换

6.1.2 酉变换

6.1.3 二维离散线性变换

6.2 基函数和基图像

6.2.1 基函数

6.2.2 基图像

6.3 正型变换和方波型变换

6.3.1 正弦型变换

6.3.2 方波型变换

6.4 基于特征向量的变换

6.4.1 特征分析

6.4.2 主分量分析（PCA）

6.4.3 卡胡南-列夫变换（K-L变换）的应用

6.5 变换域滤波

6.5.1 边、线和点的检测

6.5.2 滤波器设计

小结

练习六

一、选择题

二、思考题

三、上机题

第7章 滤波器设计

7.1 低通滤波器

7.1.1 常用低通滤波器

7.1.2 空间域

7.1.3 频域

7.1.4 高频截止

7.2 带通或带阻滤波器

7.2.1 理想的带通滤波器

7.2.2 理想带阻滤波器

7.2.3 通用带通滤波器

7.3 高频增强滤波器

7.3.1 高斯差分（DOG）滤波器

7.3.2 设计高通滤波器的经验规则

7.4 最优线性滤波器设计

7.4.1 随机变量

7.4.2 维纳滤波器

7.4.3 维纳滤波器举例

7.4.4 匹配检测器（Matched Datector）

7.4.5 匹配检测器举例

7.4.6 通过求平均值降噪

7.4.7 一个实例（血管造影术）

7.5 排序统计滤波器

7.5.1 中值滤波器

7.5.2 滤波模板因子

7.5.3 其他排序统计滤波器--第X百分点的滤波器

小结

练习七

一、选择题

二、思考题

三、上机题

第8章 小波分析

8.1 引言

8.2 傅立叶变换的局限性

8.3 连续Wavelet变换

8.4 离散小波变换

8.5 多分辨率分析

8.5.1 多分辨率分析

8.5.2 Mallat塔式算法

8.5.3 图像的小波特性

8.6 二维小波变换

8.7 小波变换的应用

小结

练习八

一、选择题

二、思考题

三、上机题

第9章 图像的灰度直方图及基本运算

9.1 灰度直方图

9.1.1 灰度直方图的概念

9.1.2 二维直方图

9.1.3 直方图的性质

9.2 直方图的用途

9.2.1 数字化参数

9.2.2 图像二值化边界阈值选择

9.2.3 综合光密度

9.3 点运算

9.3.1 点运算的应用

9.3.2 点运算的种类

9.4 点运算和直方图

9.5 点运算的应用

9.5.1 直方图均衡化

9.5.2 直方图匹配

小结

练习九

一、选择题

二、思考题

三、上机题

第10章 图像分割

10.1 图像的不连续性的检测

10.1.1 点检测

10.1.2 线条检测

10.1.3 边缘检测

10.1.4 组合检测

10.2 边缘连接和边界检测

10.2.1 局部处理

10.2.2 运用Hough变换进行全局处理

10.2.3 运用图论技术进行全局处理

10.3 阈值处理

10.3.1 基础

10.3.2 简单的全局阈值

10.3.3 基本自适应阈值

10.3.4 最佳全局阈值和自适应阈值

10.3.5 利用边界特性改进直方图和局部阈值处理

10.3.6 基于不同变量的阈值

10.4 基于区域的分割

10.4.1 基本公式

10.4.2 区域生长

10.4.3 区域分裂与合并

10.5 基于形态学分水岭的分割

10.5.1 基本概念

10.5.2 水坝构造

10.5.3 分水岭分割算法

10.5.4 应用标记

10.6 运动在图像分割中的运用

10.6.1 空域分割技术

10.6.2 频域技术

小结

练习十

一、选择题

二、思考题

三、上机题

第11章 基于形态学的图像处理

11.1 基本概念

11.1.1 集合论的几个基本概念

11.1.2 二值图像的逻辑运算

11.2 膨胀与腐蚀

11.2.1 膨胀

11.2.2 腐蚀

11.2.3 膨胀与腐蚀的对偶性

11.3 开启与闭合

11.3.1 开启

11.3.2 闭合

11.3.3 开启与闭合的对偶性

11.4 击中与击不中变换

11.5 几个基本的形态学算法

11.5.1 连接约定方式

11.5.2 对象标注

11.5.3 边界提取

11.5.4 区域填充

11.5.5 细化

11.5.6 粗化

11.5.7 抽骨架

11.6 灰度图像扩展

小结

练习十一

一、选择题

二、思考题

三、上机题

第12章 图像压缩技术简介

12.1 绪论

12.1.1 数据的压缩

12.1.2 数据压缩的必要性

12.1.3 压缩的条件

12.1.4 数据冗余

12.1.5 数据压缩的标准和应用

12.2 数据压缩算法

12.3 无损压缩技术

12.3.1 基于字典的技术（定长编码）

12.3.2 统计编码方法（不定长编码）

12.4 有损压缩技术

12.4.1 标量量化（对应矢量量化）

12.4.2 率失真函数理论

小结

练习十二

一、选择题

二、思考题

三、上机题

第13章 彩色图像处理

13.1 人眼视觉原理及彩色基础

13.2 彩色模型和彩色坐标转换

13.2.1 XYZ计色体系

13.2.2 UCS均匀色标体系

13.2.3 RGB彩色模型

13.2.4 CMY、CMYK彩色模型

13.2.5 HSI模型

13.2.6 RGB到HSI彩色模型的转换

13.2.7 HSI到RGB彩色模型的转换

13.3 彩色变换

13.3.1 公式

13.3.2 补色

13.3.3 彩色分层

13.3.4 彩色平衡

13.3.5 直方图处理

13.4 平滑和锐化

13.4.1 彩色图像的平滑

13.4.2 彩色图像锐化

13.5 彩分分割

13.5.1 HSI彩色空间分割

13.5.2 RGB彩色空间分割

13.5.3 彩色图像的边缘检测

13.6 伪彩色和假彩色处理

13.6.1 伪彩色处理

13.6.2 假彩色处理

13.7 彩色图像的噪声

13.8 彩色图像的压缩

小结

练习十三

一、选择题

二、思考题

三、上机题

第14章 模式识别初步

14.1 模式识别和模式的概念

14.2 模式识别系统

14.3 关于模式识别的一些基本问题

14.4 模式识别简介

14.4.1 简介

14.4.2 特征选择

小结

练习十四

一、选择题

二、思考题

三、上机题

参考文献