前言
第1章　數字圖像基礎 1
1.1　數字圖像的概念 1
1.2　數字圖像的多樣性 2
1.2.1　成像多樣性 2
1.2.2　尺度多樣性 4
1.3　圖像數據量 5
1.3.1　二值圖像 5
1.3.2　灰度圖像 5
1.3.3　索引圖像 6
1.3.4　真彩色圖像 6
1.4　圖像數字化 7
1.4.1　采樣與量化 8
1.4.2　數字圖像的錶示 9
1.4.3　空間分辨率和灰度級分辨率 10
1.5　數字圖像的常見失真類型 13
1.6　小結 16
第2章　數字圖像處理基礎 17
2.1　數字圖像處理概況 17
2.1.1　數字圖像處理發展曆程 17
2.1.2　數字圖像處理研究內容 18
2.1.3　數字圖像處理的應用領域 19
2.2　凸透鏡成像 22
2.2.1　成像原理 22
2.2.2　人眼的視覺模型 24
2.2.3　數字照相機的結構和特性 28
2.2.4　人眼和數字照相機的比較 30
2.3　綫性移不變係統 31
2.4　像素的空間關係 33
2.4.1　相鄰像素 33
2.4.2　鄰接性、連通性、區域和邊界 34
2.4.3　距離度量 35
2.5　小結 37
第3章　空域圖像增強 38
3.1　背景知識 38
3.2　直方圖概念 39
3.2.1　直方圖 39
3.2.2　纍積直方圖 41
3.3　灰度級變換 42
3.3.1　對數變換 43
3.3.2　指數變換 43
3.3.3　冪次變換 44
3.3.4　灰度反轉 45
3.3.5　分段綫性變換 46
3.3.6　灰度切片 47
3.3.7　閾值增強 49
3.4　直方圖處理 50
3.4.1　基礎理論 50
3.4.2　直方圖均衡化 51
3.4.3　直方圖規定化 54
3.5　算術運算 58
3.5.1　圖像相減 58
3.5.2　圖像相加 60
3.6　空域濾波 62
3.6.1　空域濾波基礎 62
3.6.2　圖像平滑 63
3.6.3　圖像銳化 71
3.7　小結 76
第4章　頻域變換 77
4.1　背景知識 77
4.2　傅裏葉變換 77
4.2.1　連續函數傅裏葉變換及其逆變換 78
4.2.2　離散函數傅裏葉變換及其逆變換 81
4.3　離散傅裏葉變換 81
4.3.1　一維離散傅裏葉變換及其逆變換 81
4.3.2　二維離散傅裏葉變換及其逆變換 83
4.4　二維離散傅裏葉變換的性質 88
4.4.1　在綫性濾波中使用DFT 88
4.4.2　捲積定理和相關定理 91
4.4.3　投影定理 93
4.4.4　二維離散傅裏葉變換其他性質 95
4.4.5　二維離散傅裏葉變換性質總結 97
4.5　快速傅裏葉變換 98
4.5.1　基2 FFT算法 98
4.5.2　FFT算法的補充說明 101
4.6　利用正變換的算法計算傅裏葉逆變換 103
4.7　小結 103
第5章　頻域圖像增強 104
5.1　濾波基礎 104
5.2　低通濾波器 105
5.2.1　理想低通濾波器 105
5.2.2　巴特沃斯低通濾波器 108
5.2.3　指數低通濾波器 110
5.3　高通濾波器 112
5.3.1　理想高通濾波器 113
5.3.2　巴特沃斯高通濾波器 115
5.3.3　指數高通濾波器 118
5.4　拉普拉斯頻域濾波器 120
5.5　帶通、帶阻與陷波濾波器 122
5.5.1　帶通濾波器 122
5.5.2　帶阻濾波器 123
5.5.3　陷波濾波器 125
5.6　空域濾波與頻域濾波的對應關係 126
5.6.1　空域到頻域 127
5.6.2　頻域到空域 128
5.7　同態濾波 130
5.8　小結 133
第6章　圖像復原 134
6.1　圖像降質模型 134
6.1.1　圖像降質/復原過程模型 134
6.1.2　綫性空間移不變降質模型 135
6.1.3　降質模型的矩陣嚮量錶示 136
6.1.4　點擴散函數 138
6.2　反問題 141
6.3　正則化約束 145
6.3.1　前嚮模型 145
6.3.2　Tikhonov正則化 146
6.3.3　全變分正則化 151
6.4　頻域復原 153
6.4.1　逆濾波復原 153
6.4.2　維納濾波復原 156
6.4.3　平滑約束最小二乘復原 159
6.5　混疊圖像的復原 162
6.5.1　采樣圖像頻譜的組成 162
6.5.2　最優倒易晶格 167
6.5.3　圖像重建 168
6.6　有噪圖像的復原 171
6.6.1　噪聲類型 171
6.6.2　噪聲的直接測量法 175
6.6.3　自適應濾波 176
6.6.4　周期噪聲 178
6.7　盲復原 178
6.7.1　盲復原問題描述 179
6.7.2　Tikhonov正則化盲復原 179
6.7.3　全變分正則化盲復原 180
6.8　小結 180
第7章　彩色圖像處理 181
7.1　顔色基礎 181
7.1.1　光與顔色的關係 181
7.1.2　混色法 182
7.2　顔色空間 185
7.2.1　CIE設備無關的顔色空間 185
7.2.2　設備依賴的顔色空間 197
7.3　僞彩色映射 209
7.3.1　灰度級分層 209
7.3.2　僞彩色變換 210
7.4　真彩色處理 213
7.4.1　真彩色處理基礎 213
7.4.2　彩色插值 214
7.4.3　彩色圖像增強 217
7.4.4　彩色圖像分割 221
7.4.5　彩色邊緣檢測 226
7.5　白平衡 229
7.5.1　灰度像素假設 229
7.5.2　對角模型 230
7.6　小結 232
第8章　數學形態學圖像處理 233
8.1　背景 233
8.2　基礎 234
8.2.1　集閤運算 234
8.2.2　二值圖像的邏輯運算 235
8.2.3　結構元素 236
8.3　二值圖像形態學基本運算 236
8.3.1　膨脹與腐蝕 236
8.3.2　開運算與閉運算 240
8.3.3　擊中擊不中運算 243
8.4　二值圖像形態學實用算法 245
8.4.1　去噪 245
8.4.2　邊界提取 246
8.4.3　孔洞填充 247
8.4.4　連通分量提取 249
8.4.5　骨架 251
8.4.6　凸包 253
8.4.7　細化 255
8.4.8　粗化 256
8.4.9　剪枝 257
8.5　二值圖像形態學運算及其性質總結 259
8.6　灰度圖像形態學算法 261
8.6.1　灰度膨脹與腐蝕 261
8.6.2　灰度開運算與閉運算 265
8.6.3　頂帽與底帽變換 268
8.6.4　灰度形態學重構 271
8.7　小結 276
第9章　圖像分割 277
9.1　圖像分割基礎 277
9.2　基於邊界的分割 278
9.2.1　邊緣檢測 278
9.2.2　邊界跟蹤 295
9.2.3　Hough變換 296
9.3　基於閾值的圖像分割 301
9.3.1　直方圖基礎 301
9.3.2　全局閾值法 302
9.3.3　基於梯度的直方圖閾值法 307
9.3.4　多閾值法 309
9.4　基於區域的圖像分割 311
9.4.1　區域生長法 311
9.4.2　區域分裂閤並法 314
9.5　分水嶺分割 317
9.5.1　基本概念 317
9.5.2　分水嶺算法 318
9.5.3　形態學膨脹水壩算法 319
9.5.4　控製標記的分水嶺分割 320
9.6　小結 324
第10章　小波變換與多分辨率分析 325
10.1　小波分析的發展簡史 325
10.2　連續小波變換 326
10.2.1　小波與連續小波變換 326
10.2.2　小波函數的傅裏葉分析 332
10.2.3　小波與連續小波變換的時頻分析與性質 334
10.2.4　小波變換與傅裏葉變換、短時傅裏葉變換的比較 338
10.2.5　常用小波 341
10.3　離散小波變換 348
10.3.1　二進小波變換 348
10.3.2　小波框架 350
10.3.3　時頻分辨率 351
10.4　多分辨率分析與Mallat算法 353
10.4.1　多分辨率分析 353
10.4.2　小波函數與小波空間 355
10.4.3　雙尺度方程與多分辨率分析 361
10.4.4　正交小波分解與重建 364
10.4.5　正交濾波器組 370
10.5　二維離散小波分析 377
10.5.1　二維離散小波變換 377
10.5.2　二維離散小波多尺度分析 381
10.6　小波包變換 383
10.6.1　小波包變換 383
10.6.2　二維小波包分解 390
10.6.3　最優小波包的選取 392
10.7　小波變換在圖像處理中的應用 394
10.7.1　邊緣檢測 394
10.7.2　圖像降噪 396
10.7.3　圖像壓縮 397
10.7.4　漸進傳輸 398
10.8　小結 400
第11章 圖像壓縮編碼 401
11.1　信息論基礎 401
11.1.1　信息熵 401
11.1.2　香農定理 402
11.2　圖像壓縮基本概念與模型 403
11.2.1 圖像熵與編碼效率 403
11.2.2 圖像信息的冗餘 404
11.2.3　保真度準則 405
11.2.4　圖像壓縮係統 407
11.3　統計編碼 410
11.3.1　香農-費諾編碼 410
11.3.2 赫夫曼編碼 412
11.3.3　算術編碼 414
11.3.4　行程編碼 416
11.4　變換編碼 417
11.4.1　變換編碼的原理 417
11.4.2　正交變換 418
11.4.3　離散餘弦變換 419
11.5　預測編碼 426
11.5.1　無損預測編碼 426
11.5.2　有損預測編碼 428
11.5.3　最優綫性預測 430
11.5.4　自適應預測編碼 432
11.5.5　幀間預測編碼 432
11.6　子帶編碼 443
11.7　圖像壓縮編碼國際標準 444
11.7.1　靜止圖像壓縮編碼國際標準 445
11.7.2　運動圖像壓縮編碼國際標準 456
11.8　小結 461
第12章 錶示與描述 462
12.1　概述 462
12.2　邊界錶示 462
12.2.1　鏈碼 462
12.2.2　多邊形近似 465
12.2.3　邊界標記麯綫 470
12.2.4　邊界分段 472
12.3　邊界描述 473
12.3.1　簡單描述 474
12.3.2　形狀數 475
12.3.3　邊界矩 476
12.3.4　麯綫擬閤 478
12.3.5　傅裏葉描述子 480
12.4　區域錶示 483
12.4.1　區域標識 483
12.4.2　中心投影麯綫 484
12.4.3　骨架 486
12.5　區域描述 490
12.5.1　簡單區域描述 491
12.5.2　拓撲描述 492
12.5.3　形狀描述 493
12.5.4　紋理描述 495
12.5.5　Hu不變矩 508
12.6　主成分描述 510
12.6.1　PCA的基本原理 510
12.6.2　主成分分析的性質 513
12.7　小結 514
參考文獻 515
· · · · · · (收起)