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目 录1

第一章概 论1

1.1数字图像处理及其特点1

1.1.1数字图像与数字图像处理1

1.1.2数字图像处理的特点3

1.2数字图像处理的目的和主要内容3

1.2.1数字图像处理的目的3

1.2.2数字图像处理的主要内容4

1.3图像工程与相关学科5

1.3.1 图像工程的内涵5

1.3.2相关学科和领域6

1.4数字图像处理系统7

1.4.1数字图像处理系统硬件7

1.4.2高速图像处理卡9

1.4.3图像处理系统软件10

1.5数字图像处理的应用13

1.6数字图像处理的发展动向14

习题15

第二章数字图像处理基础17

2.1图像数字化技术17

2.1.1采样18

2.1.2量化19

2.1.3采样与量化参数的选择19

2.1.4图像数字化设备21

2.2数字图像类型22

2.2.1位图22

2.2.2位图的有关术语23

2.3图像文件格式24

2.3.1 BMP图像文件格式24

2.3.2其他文件格式27

2.4.1色度学基础29

2.4色度学基础与颜色模型29

2.4.2颜色模型30

习题33

第三章VC++图像编程基础34

3.1 VC++可视化编程34

3.1.1概述34

3.1.2用户界面34

3.1.3框架和文档－视结构36

3.1.4编程基本流程37

3.2 ImageLoad.dll动态链接库38

3.2.1 ImageLoad.dll库简介38

3.3.2 ImageLoad.dll动态链接库的使用42

3.3设计CDibObject类42

3.3.1公用方法的设计42

3.3.2类属性的设计43

3.4.2设置工程选项44

3.4使用CDibObject类44

3.4.1添加CDibObject类定义文件44

3.5 CDibObject类应用实例45

3.5.1建立应用程序框架45

3.5.2添加消息映射函数45

3.5.3改写OnFileOpen函数以打开图像文件46

3.5.4添加CDibObject类对象成员变量46

3.5.5为CDipDoc文档类映射消息处理函数47

3.5.6绘制读入的图像51

习题52

第四章 图像增强与平滑54

4.1直方图54

4.1.1直方图的基本概念54

7.4离散余弦变换（DCT） 154

7.4.3快速离散余弦变换 155

4.1.2直方图的性质55

4.1.3直方图的计算56

4.1.4直方图的拉伸57

4.1.5直方图均衡58

4.2灰度变换61

4.2.1灰度线性变换61

4.2.2分段线性变换62

4.2.3非线性变换63

4.3图像噪声64

4.3.1概述64

4.3.2图像噪声分类64

4.4.1模板操作和卷积运算65

4.3.3图像系统噪声特点65

4.4去除噪声65

4.4.2邻域平均法67

4.4.3 中值滤波68

4.4.4其他去噪技术73

4.5图像锐化74

4. 5.1微分法75

4.5.2拉普拉斯运算78

8.2二值形态学 178

4.5.3高通滤波80

4.6图像的伪彩色处理80

4.6.1密度分割80

4.6.2灰度级彩色变换81

4.6.3滤波法82

4.7编程实例82

4.7.1编程绘制灰度直方图82

4.7.2 中值滤波的VC++编程实现85

4.7.3图像平滑的VC++编程实现86

习题88

第五章 图像分割与边缘检测90

5.1 图像分割90

5.1.1概述90

5.1.2灰度阈值法分割91

5.1.3区域生长93

5.1.4区域聚合94

5.2边缘检测95

5.2.1边缘检测与微分运算96

5.2.2高斯－拉普拉斯（LOG）算子97

5.3轮廓跟踪与提取97

5.3.1轮廓跟踪98

5.3.2轮廓提取99

5.4.1模板匹配99

5.4图像匹配99

5.4.2直方图匹配104

5.5投影法与差影法106

5.5.1投影法106

5.4.3形状匹配106

5.5.2差影法107

5.6应用实例110

习题111

第六章 图像的几何变换112

6.1几何变换基础112

6.1.1概述112

6.1.2齐次坐标113

6.1.3二维图像几何变换的矩阵114

6.2图像比例缩放115

6.2.1图像比例缩放变换115

6.2.2比例缩放的实现119

6.3.1图像平移变换120

6.3图像平移120

6.3.2图像平移的算法121

6.4图像镜像123

6.4.1图像镜像变换123

6.4.2图像镜像的算法124

6.5图像旋转126

6.5.1图像旋转变换126

6.5.2图像旋转的实现128

6.6图像复合变换131

6.6.1图像复合变换131

6.6.2图像复合变换的示例133

6.7.1透视变换135

6.7透视变换135

6.7.2其他变换137

6.8应用实例139

习题141

7.1频域世界与频域变换143

第七章 频域处理143

7.2傅立叶变换144

7.2.1 连续函数的傅立叶变换144

7.2.2离散傅立叶变换145

7.2.3离散傅立叶变换的性质146

7.2.4快速离散傅立叶变换149

7.3频域变换的一般表达式153

7.3.1可分离变换153

7.3.2图像变换的矩阵表示153

7.4.1一维离散余弦变换154

7.4.2二维离散余弦变换155

7.5.1一维离散沃尔什－哈达玛变换157

7.5离散沃尔什－哈达玛变换（WHT）157

7.5.2二维离散沃尔什变换159

7.5.3快速沃尔什变换（FWHT）160

7.6用Matrix〈LIB＞C++库实现图像变换的VC++编程161

7.6.1 Matrix〈LIB〉简介及其与VC++工程的集成161

7.6.2创建图像数据矩阵163

7.6.3将矩阵数据赋给图像数据区163

7.6.4利用矩阵运算进行图像变换164

7.7小波变换简介165

7.7.1小波变换的理论基础166

7.7.2离散小波变换在图像处理中的应用简介172

习题174

8.1.1数学形态学175

8.1引言175

第八章数学形态学及其应用175

8.1.2基本符号和术语176

8.2.1腐蚀178

8.2.2膨胀182

8.2.3开、闭运算182

8.2.4击中／击不中（Hit/Miss）变换187

8.3.1灰值腐蚀189

8.3灰值形态学189

8.3.2灰值膨胀190

8.3.3灰值开、闭运算191

8.4形态学的应用193

8.4.1形态学滤波194

8.4.2骨架抽取195

8.5应用实例——细化197

习题202

9.1.1位置与方向203

第九章 图像特征与理解203

9.1图像的几何特征203

9.1.2周长204

9.1.3面积205

9.1.4长轴和短轴206

9.1.5距离206

9.2形状特征207

9.2.1矩形度207

9.2.2圆形度207

9.2.3球状性208

9.2.4不变矩209

9.2.5偏心率210

9.2.6形状描述子211

9.3纹理分析213

9.3.1统计法214

9.3.3频谱法215

9.3.2用空间自相关函数作纹理测度215

9.3.4联合概率矩阵法216

9.3.5纹理的句法结构分析法217

9.4 中轴变换与骨架提取218

9.5曲线与表面的拟合220

9.5.1曲线拟合220

9.5.2曲面拟合221

9.6其他特征或描述222

9.6.1标记222

9.6.2欧拉数与孔洞数223

9.6.3四叉树223

9.7编程实例224

习题232

第十章 图像编码234

10.1图像编码概述234

10.1.1图像编码基本原理234

10.1.2图像编码的方法235

10.1.3图像编码新技术236

10.1.4图像编码评价236

10.2哈夫曼编码237

10.3香农－范诺编码240

10.4行程编码242

10.4.1行程编码基本方法242

10.4.2 PCX文件中的行程编码242

10.5 LZW编码243

10.5.1 LZW编码方法243

10.5.2 LZW编码实例244

10.6算术编码246

10.7 JPEG编码248

10.7.1JPEG基本系统编码248

10.7.2 JPEG编码实例254

10.8编程实例256

习题260

11.1图像退化与复原261

11.1.1图像降质的数学模型261

第十一章 图像复原261

11.1.2离散图像退化的数学模型263

11.2非约束复原266

11.2.1逆滤波266

11.2.2非约束图像复原的病态性质266

11.3最小二乘类约束复原268

11.3.1维纳滤波268

11.3.2约束最小平方滤波270

11.4非线性复原方法271

11.4.1最大后验复原271

11.4.2最大熵复原272

11.5其他图像复原技术273

11.5.1几何畸变校正273

11.4.3投影复原273

11.5.2盲目图像复原275

11.6编程实例276

习题279

附录A图像处理的数学基础280

A.1线性代数280

A.1.1向量和矩阵280

A.1.2特征值与特征向量282

A.1.3矩阵的奇异值分解282

A.1.4线性方程组283

A.1.5最小二乘法求解283

A.1.6线性变换283

A.2概率论与数理统计284

A.2.1 正态分布284

A.2.2随机过程284

参考文献与参考站点287