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第1章 图像处理基础1

1.1图像概念1

1.1.1图像及其分类1

1.1.2采样与量化1

1.2图像软件2

1.3图像表示3

1.3.1像素坐标4

1.3.2空间坐标4

1.4图像输入与输出5

1.4.1图像读入5

1.4.2图像写出5

1.4.3图像显示6

1.5数据类型及其转换6

1.5.1数据类型6

1.5.2数据类型转换6

1.6图像类型及其转换7

1.6.1图像类型7

1.6.2图像类型转换8

1.7颜色模型及其转换10

1.7.1 RGB模型10

1.7.2 HSV模型及其转换11

1.7.3 YIQ/NTSC模型及其转换12

1.7.4 YCbCr模型及其转换13

1.8图像格式及其转换14

第2章 图像运算15

2.1几何运算15

2.1.1图像插值15

2.1.2图像平移17

2.1.3图像缩放18

2.1.4图像旋转19

2.1.5图像剪切19

2.2算术运算20

2.2.1图像相加20

2.2.2图像相减22

2.2.3绝对差值23

2.2.4图像相乘24

2.2.5图像相除25

2.2.6图像线性组合25

2.3卷积与相关运算26

2.3.1图像卷积26

2.3.2图像相关26

2.3.3卷积和相关应用26

第3章 图像变换29

3.1傅里叶变换29

3.1.1连续傅里叶变换29

3.1.2傅里叶变换性质30

3.1.3离散傅里叶变换32

3.1.4快速傅里叶变换33

3.1.5离散傅里叶变换算法35

3.1.6离散傅里叶变换应用39

3.2余弦变换40

3.2.1离散余弦变换40

3.2.2离散余弦变换算法41

3.2.3离散余弦变换应用43

3.3小波变换43

3.3.1连续小波变换44

3.3.2离散小波变换45

3.3.3离散小波变换算法47

3.3.4离散小波变换应用50

第4章 图像降噪51

4.1空域平滑滤波51

4.1.1均值滤波51

4.1.2中值滤波53

4.1.3自适应滤波55

4.2频域低通滤波56

4.2.1理想低通滤波56

4.2.2巴特沃斯低通滤波59

4.2.3指数低通滤波60

4.3同态低通滤波62

4.3.1同态低通滤波原理62

4.3.2同态低通滤波应用63

4.4小波低通滤波64

4.4.1小波低通滤波原理64

4.4.2小波低通滤波算法64

4.4.3小波低通滤波应用65

第5章 图像增强66

5.1直方图变换66

5.1.1直方图66

5.1.2直方图均衡化68

5.1.3直方图自适应均衡化69

5.2灰度变换70

5.2.1线性变换70

5.2.2非线性变换71

5.2.3灰度变换算法72

5.3空域滤波73

5.3.1空域平滑滤波73

5.3.2空域锐化滤波74

5.4频域滤波76

5.4.1频域低通滤波76

5.42频域高通滤波76

第6章 图像分割80

6.1阈值分割80

6.1.1阈值分割原理80

6.1.2阈值确定方法81

6.1.3阈值分割应用83

6.2边缘检测与边界跟踪83

6.2.1边缘检测84

6.2.2边界跟踪87

第7章 图像恢复与再现89

7.1图像恢复89

7.1.1图像恢复原理89

7.1.2图像恢复算法91

7.1.3图像恢复应用95

7.2图像再现96

7.2.1数字全息再现原理96

7.2.2数字全息再现应用97

第8章 图像配准与相关99

8.1图像配准99

8.1.1图像配准原理99

8.1.2图像配准算法99

8.1.3图像配准应用100

8.2图像相关101

8.2.1数字散斑相关原理101

8.2.2数字散斑相关应用103

第9章 图像形态运算105

9.1集合概念105

9.2结构元素105

9.2.1结构元素形成105

9.2.2结构元素分解107

9.3膨胀和腐蚀108

9.3.1膨胀和腐蚀原理108

9.3.2图像边界处理109

9.3.3膨胀和腐蚀算法109

9.3.4膨胀和腐蚀应用110

9.4开启和闭合111

9.4.1开启和闭合原理111

9.4.2开启和闭合算法112

9.4.3开启和闭合应用113

附录Ⅰ 常用基本函数114

Ⅰ.1 Language Fundamentals114

Ⅰ.1.1 Entering Commands114

Ⅰ.1.2 Matrices and Arrays114

Ⅰ.1.3 Operators and Elementa Operations116

Ⅰ.1.4 Special Characters117

Ⅰ.1.5 Data Types117

Ⅰ.1.6 Dates and Time125

Ⅰ.2 Mathematics125

Ⅰ.2.1 Elementary Math125

Ⅰ.2.2 Linear Algebra130

Ⅰ.2.3 Statistics and Random Numbers132

Ⅰ.2.4 Interpolation133

Ⅰ.2.5 Fourier Analysis and Filtering134

Ⅰ.3Graphics134

Ⅰ.3.1 2-D and 3-D Plots134

Ⅰ.3.2 Formatting and Annotation138

Ⅰ.3.3 Images140

Ⅰ.3.4 Printing and Exporting140

Ⅰ.3.5 Graphics Objects141

Ⅰ.4Programming Scripts and Functions143

Ⅰ.4.1 Control Flow143

Ⅰ.4.2 Scripts143

Ⅰ.4.3 Functions143

Ⅰ.4.4 Debugging144

Ⅰ.4.5 Coding and Productivity Tips145

Ⅰ.4.6 Programming Utilities145

Ⅰ.5Data and File Management145

Ⅰ.5.1 Workspace Variables145

Ⅰ.5.2 Data Import and Export146

附录Ⅱ 图像处理函数148

Ⅱ.1 Import，Export，and Conversion148

Ⅱ.1.1 Basic Import and Export148

Ⅱ.1.2 Scientific File Formats148

Ⅱ.1.3 High Dynamic Range Images148

Ⅱ.1.4 Large Image Files148

Ⅱ.1.5 Image Type Conversion149

Ⅱ.1.6 Synthetic Images149

Ⅱ.2 Display and Exploration149

Ⅱ.2.1 Basic Display149

Ⅱ.2.2 Interactive Exploration with the Image Viewer App150

Ⅱ.2.3 Build Interactive Tools150

Ⅱ.3 Geometric Transformation， Spatial Referencing， and Image Registration151

Ⅱ.3.1 Geometric Transformations151

Ⅱ.3.2 Spatial Referencing152

Ⅱ.3.3 Automatic Registration152

Ⅱ.3.4 Control Point Registration153

Ⅱ.4 Image Enhancement153

Ⅱ.4.1 Contrast Adjustment153

Ⅱ.4.2 Image Filtering154

Ⅱ.4.3 Morphological Operations154

Ⅱ.4.4 Deblurring155

Ⅱ.4.5 ROI-Based Processing155

Ⅱ.4.6 Neighborhood and Block Processing156

Ⅱ.4.7 Image Arithmetic156

Ⅱ.5 Image Analysis156

Ⅱ.5.1 Object Analysis156

Ⅱ.5.2 Region and Image Properties157

Ⅱ.5.3 Texture Analysis157

Ⅱ.5.4 Image Quality158

Ⅱ.5.5 Image Segmentation158

Ⅱ.5.6 Image Transforms158

Ⅱ.6 Color158

Ⅱ.7 Code Generation159

附录Ⅲ 小波分析函数161

Ⅲ.1 Wavelets and Filter Banks161

Ⅲ.1.1 Real and Complex-Valued Wavelets161

Ⅲ.1.2 Orthogonal and Biorthogonal Filter Banks161

Ⅲ.1.3 Lifting162

Ⅲ.1.4 Wavelet Design162

Ⅲ.2 Continuous Wavelet Analysis163

Ⅲ.3 Discrete Wavelet Analysis163

Ⅲ.3.1 Signal Analysis163

Ⅲ.3.2 Image Analysis164

Ⅲ.3.3 3-D Analysis165

Ⅲ.3.4 Multisignal Analysis166

Ⅲ.4 Wavelet Packet Analysis166

Ⅲ.5 Denoising168

参考文献169