數(shù)字圖像處理技術(shù)

第1章 緒論
1.1   引言
1.2   數(shù)字圖像概述
1.2.1  圖像和數(shù)字圖像
1.2.2  圖像技術(shù)和圖像工程
1.3   數(shù)字圖像處理的重要性
1.4   數(shù)字圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域
1.5   數(shù)字圖像處理的基本步驟
1.6   數(shù)字圖像處理系統(tǒng)
1.6.1  圖像處理和分析系統(tǒng)
1.6.2  圖像的采集
1.6.3  圖像的顯示
1.6.4  圖像的存儲
1.6.5  圖像通信
1.6.6  圖像處理和分析
小結(jié)
練習(xí)一
一、選擇題
二、思考題
三、上機(jī)題
第2章 數(shù)字圖像基礎(chǔ)
2.1   人眼視覺和色彩空間
2.1.1  人眼成像
2.1.2  亮度適應(yīng)和區(qū)分
2.1.3  顏色基礎(chǔ)
2.1.4  色彩空間
2.2   數(shù)字圖像文件的存儲格式
2.2.1  BMP格式的圖像文件
2.2.2  TIFF格式的圖像文件
2.2.3  GIF格式的圖像文件
2.2.4  JPEG格式的圖像文件
2.2.5  TGA格式的圖像文件
2.2.6  PCX格式的圖像文件
2.3   數(shù)字圖像格式
2.4   空間和灰度級分辨率
2.5   放大和收縮數(shù)字圖像
2.6   像素間的基本關(guān)系
2.6.1  像素的鄰域
2.6.2  像素的連通性
2.6.3  距離量度
2.7   算術(shù)和邏輯運(yùn)算
2.7.1  算術(shù)運(yùn)算
2.7.2  邏輯運(yùn)算
2.8   坐標(biāo)變換
小結(jié)
練習(xí)二
一、選擇題
二、思考題
三、上機(jī)題
第3章 線性系統(tǒng)
3.1   引言
3.2   調(diào)諧信號與復(fù)信號
3.2.1  調(diào)諧信號
3.2.2  對調(diào)諧輸入的響應(yīng)
3.2.3  調(diào)諧信號與正弦性信號
3.2.4  傳遞函數(shù)
3.3   卷積
3.3.1  卷積的由來
3.3.2  一維卷積
3.3.3  離散一維卷積
3.3.4  二維卷積
3.3.5  離散二維卷積
3.3.6  卷積的應(yīng)用
3.4   一些有用函數(shù)
3.4.1  矩形脈沖
3.4.2  三角脈沖
3.4.3  高斯脈沖
3.4.4  沖激函數(shù)
3.4.5  階躍函數(shù)
3.5   卷積濾波
3.5.1  平滑
3.5.2  邊緣增強(qiáng)
小結(jié)
練習(xí)三
一、選擇題
二、思考題
三、上機(jī)題
第4章 傅立葉變換
4.1   傅立葉變換的概念
4.1.1  連續(xù)傅立葉變換
4.1.2  傅立葉變換的存在性
4.1.3  傅立葉級數(shù)的展開
4.1.4  離散傅立葉變換
4.1.5  快傅立葉快變換（FFT）
4.1.6   一些常用的傅立葉變換
4.2   傅立葉變換的性質(zhì)
4.2.1  對稱性
4.2.2  加法定理
4.2.3  位移定理
4.2.4  卷積定理
4.2.5  相似性定理
4.2.6  Rayleigh定理
4.3   線性第纊傅立葉變換
4.3.1  線性系統(tǒng)術(shù)語
4.3.2  線性系統(tǒng)辨識
4.3.3  正弦型分解
4.3.4  復(fù)頻率
4.4   二維傅立葉變換
4.4.1  二維傅立葉變換的定義
4.4.2  二維離散傅立葉變換（DFT）
4.4.3  二維傅立葉變換的矩陣表示
4.4.4  二維傅立葉變換的性質(zhì)
4.4.5  圓對稱和Hankel變換
4.5   相關(guān)性和能量譜概念
4.5.1  互相關(guān)
4.5.2  自相關(guān)
4.5.3  能量譜（功率譜）
4.6   傅立葉變換性質(zhì)總結(jié)
小結(jié)
練習(xí)四
一、選擇題
二、思考題
三、上機(jī)題
第5章 采樣數(shù)據(jù)處理
5.1   預(yù)備知識
5.2   采樣和插值
5.2.1  使用Shah函數(shù)采樣及其頻譜
5.2.2  采樣定理
5.2.3  欠有樣與混疊效應(yīng)
5.2.4  內(nèi)插
5.2.5  采樣于欠采樣分析
5.3   頻譜計算
5.3.1  時域中截取
5.3.2  頻域上截取
5.3.3  頻譜計算
5.4   混疊
5.4.1  混疊的不要避免性
5.4.2  混疊誤差的上界
5.4.3  頻譜分辨率
5.5   截取
5.6   數(shù)字處理簡介
5.7   混疊誤差的控制
小結(jié)
練習(xí)五
一、選擇題
二、思考題
三、上機(jī)題
第6章 離散圖像變換
6.1   線性變換
6.1.1  一維離散線性變換
6.1.2  酉變換
6.1.3  二維離散線性變換
6.2   基函數(shù)和基圖像
6.2.1  基函數(shù)
6.2.2  基圖像
6.3   正型變換和方波型變換
6.3.1  正弦型變換
6.3.2  方波型變換
6.4   基于特征向量的變換
6.4.1  特征分析
6.4.2  主分量分析（PCA）
6.4.3  卡胡南-列夫變換（K-L變換）的應(yīng)用
6.5   變換域濾波
6.5.1  邊、線和點的檢測
6.5.2  濾波器設(shè)計
小結(jié)
練習(xí)六
一、選擇題
二、思考題
三、上機(jī)題
第7章 濾波器設(shè)計
7.1   低通濾波器
7.1.1  常用低通濾波器
7.1.2  空間域
7.1.3  頻域
7.1.4  高頻截止
7.2   帶通或帶阻濾波器
7.2.1  理想的帶通濾波器
7.2.2  理想帶阻濾波器
7.2.3  通用帶通濾波器
7.3   高頻增強(qiáng)濾波器
7.3.1  高斯差分（DOG）濾波器
7.3.2  設(shè)計高通濾波器的經(jīng)驗規(guī)則
7.4   最優(yōu)線性濾波器設(shè)計
7.4.1  隨機(jī)變量
7.4.2  維納濾波器
7.4.3  維納濾波器舉例
7.4.4  匹配檢測器（Matched Datector）
7.4.5 匹配檢測器舉例
7.4.6  通過求平均值降噪
7.4.7  一個實例（血管造影術(shù)）
7.5   排序統(tǒng)計濾波器
7.5.1  中值濾波器
7.5.2  濾波模板因子
7.5.3  其他排序統(tǒng)計濾波器--第X百分點的濾波器
小結(jié)
練習(xí)七
一、選擇題
二、思考題
三、上機(jī)題
第8章 小波分析
8.1   引言
8.2  傅立葉變換的局限性
8.3  連續(xù)Wavelet變換
8.4   離散小波變換
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   圖像的小波特性
8.6   二維小波變換
8.7   小波變換的應(yīng)用
小結(jié)
練習(xí)八
一、選擇題
二、思考題
三、上機(jī)題
第9章 圖像的灰度直方圖及基本運(yùn)算
9.1   灰度直方圖
9.1.1  灰度直方圖的概念
9.1.2  二維直方圖
9.1.3  直方圖的性質(zhì)
9.2   直方圖的用途
9.2.1  數(shù)字化參數(shù)
9.2.2  圖像二值化邊界閾值選擇
9.2.3  綜合光密度
9.3   點運(yùn)算
9.3.1  點運(yùn)算的應(yīng)用
9.3.2  點運(yùn)算的種類
9.4   點運(yùn)算和直方圖
9.5   點運(yùn)算的應(yīng)用
9.5.1  直方圖均衡化
9.5.2  直方圖匹配
小結(jié)
練習(xí)九
一、選擇題
二、思考題
三、上機(jī)題
第10章 圖像分割
10.1  圖像的不連續(xù)性的檢測
10.1.1 點檢測
10.1.2 線條檢測
10.1.3 邊緣檢測
10.1.4 組合檢測
10.2  邊緣連接和邊界檢測
10.2.1 局部處理
10.2.2 運(yùn)用Hough變換進(jìn)行全局處理
10.2.3 運(yùn)用圖論技術(shù)進(jìn)行全局處理
10.3  閾值處理
10.3.1 基礎(chǔ)
10.3.2 簡單的全局閾值
10.3.3 基本自適應(yīng)閾值
10.3.4 最佳全局閾值和自適應(yīng)閾值
10.3.5 利用邊界特性改進(jìn)直方圖和局部閾值處理
10.3.6 基于不同變量的閾值
10.4  基于區(qū)域的分割
10.4.1 基本公式
10.4.2 區(qū)域生長
10.4.3 區(qū)域分裂與合并
10.5  基于形態(tài)學(xué)分水嶺的分割
10.5.1 基本概念
10.5.2 水壩構(gòu)造
10.5.3 分水嶺分割算法
10.5.4 應(yīng)用標(biāo)記
10.6  運(yùn)動在圖像分割中的運(yùn)用
10.6.1 空域分割技術(shù)
10.6.2 頻域技術(shù)
小結(jié)
練習(xí)十
一、選擇題
二、思考題
三、上機(jī)題
第11章 基于形態(tài)學(xué)的圖像處理
11.1   基本概念
11.1.1 集合論的幾個基本概念
11.1.2 二值圖像的邏輯運(yùn)算
11.2   膨脹與腐蝕
11.2.1 膨脹
11.2.2 腐蝕
11.2.3 膨脹與腐蝕的對偶性
11.3   開啟與閉合
11.3.1 開啟
11.3.2 閉合
11.3.3 開啟與閉合的對偶性
11.4   擊中與擊不中變換
11.5   幾個基本的形態(tài)學(xué)算法
11.5.1 連接約定方式
11.5.2 對象標(biāo)注
11.5.3 邊界提取
11.5.4 區(qū)域填充
11.5.5 細(xì)化
11.5.6 粗化
11.5.7 抽骨架
11.6   灰度圖像擴(kuò)展
小結(jié)
練習(xí)十一
一、選擇題
二、思考題
三、上機(jī)題
第12章 圖像壓縮技術(shù)簡介
12.1  緒論
12.1.1 數(shù)據(jù)的壓縮
12.1.2 數(shù)據(jù)壓縮的必要性
12.1.3 壓縮的條件
12.1.4 數(shù)據(jù)冗余
12.1.5 數(shù)據(jù)壓縮的標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用
12.2  數(shù)據(jù)壓縮算法
12.3  無損壓縮技術(shù)
12.3.1 基于字典的技術(shù)（定長編碼）
12.3.2 統(tǒng)計編碼方法（不定長編碼）
12.4  有損壓縮技術(shù)
12.4.1 標(biāo)量量化（對應(yīng)矢量量化）
12.4.2 率失真函數(shù)理論
小結(jié)
練習(xí)十二
一、選擇題
二、思考題
三、上機(jī)題
第13章 彩色圖像處理
13.1  人眼視覺原理及彩色基礎(chǔ)
13.2  彩色模型和彩色坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
13.2.1 XYZ計色體系
13.2.2 UCS均勻色標(biāo)體系
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彩色模型的轉(zhuǎn)換
13.2.7 HSI到RGB彩色模型的轉(zhuǎn)換
13.3  彩色變換
13.3.1 公式
13.3.2 補(bǔ)色
13.3.3 彩色分層
13.3.4 彩色平衡
13.3.5 直方圖處理
13.4  平滑和銳化
13.4.1 彩色圖像的平滑
13.4.2 彩色圖像銳化
13.5  彩分分割
13.5.1 HSI彩色空間分割
13.5.2 RGB彩色空間分割
13.5.3 彩色圖像的邊緣檢測
13.6  偽彩色和假彩色處理
13.6.1 偽彩色處理
13.6.2 假彩色處理
13.7  彩色圖像的噪聲
13.8  彩色圖像的壓縮
小結(jié)
練習(xí)十三
一、選擇題
二、思考題
三、上機(jī)題
第14章 模式識別初步
14.1  模式識別和模式的概念
14.2  模式識別系統(tǒng)
14.3  關(guān)于模式識別的一些基本問題
14.4  模式識別簡介
14.4.1 簡介
14.4.2 特征選擇
小結(jié)
練習(xí)十四
一、選擇題
二、思考題
三、上機(jī)題
參考文獻(xiàn)