目錄
第1章 概述 1
1.1 數(shù)字圖像和數(shù)字圖像處理 1
1.1.1 數(shù)字圖像的定義 1
1.1.2 數(shù)字圖像處理的任務(wù) 4
1.2 圖像處理、圖像分析和計算機視覺 4
1.2.1 圖像處理 4
1.2.2 圖像分析 6
1.2.3 計算機視覺 7
1.2.4 典型的計算處理 9
1.3 數(shù)字圖像處理系統(tǒng) 9
1.3.1 圖像處理硬件 9
1.3.2 圖像處理軟件 12
1.4 數(shù)字圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域 14
1.5 課程思政 19
本章小結(jié) 19
練習(xí)一 20
第2章 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ) 21
2.1 視覺和感知要素 21
2.1.1 人眼的結(jié)構(gòu) 21
2.1.2 人眼的成像方式 23
2.1.3 人眼視覺基礎(chǔ) 23
2.2 色度學(xué)基礎(chǔ)與顏色模型 26
2.2.1 色度學(xué)基礎(chǔ) 26
2.2.2 顏色模型 27
2.3 數(shù)字圖像的生成與表示 32
2.3.1 圖像信號的數(shù)字化 32
2.3.2 數(shù)字圖像的表示方法 34
2.4 數(shù)字圖像的數(shù)值描述 36
2.4.1 矩陣坐標(biāo)系與直角坐標(biāo)系 36
2.4.2 數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 37
2.4.3 常見的數(shù)字圖像格式 38
2.5 像素間的一些基本關(guān)系 39
2.5.1 相鄰像素 39
2.5.2 鄰接性和連通性 40
2.5.3 距離度量 41
2.6 課程思政 42
本章小結(jié) 42
練習(xí)二 43
第3章 圖像變換 45
3.1 離散傅里葉變換 45
3.1.1 一維離散傅里葉變換 45
3.1.2 一維快速傅里葉變換 46
3.1.3 二維離散傅里葉變換 47
3.1.4 二維快速傅里葉變換 53
3.2 離散余弦變換 54
3.2.1 一維離散余弦變換 54
3.2.2 二維離散余弦變換 55
3.3 沃爾什—哈達瑪變換 57
3.3.1 沃爾什變換 57
3.3.2 哈達瑪變換 58
3.4 霍特林變換 60
3.5 小波變換 61
3.5.1 小波 61
3.5.2 連續(xù)小波變換 63
3.5.3 離散小波變換 64
3.5.4 小波包 65
3.6 課程思政 67
本章小結(jié) 68
練習(xí)三 68
第4章 MATLAB圖像處理工具箱 70
4.1 圖像處理工具箱簡介 70
4.2 MATLAB中的圖像類型及類型轉(zhuǎn)換 71
4.2.1 圖像和圖像數(shù)據(jù) 71
4.2.2 圖像處理工具箱支持的圖像類型 72
4.2.3 MATLAB圖像類型轉(zhuǎn)換 73
4.3 圖像文件的讀/寫、顯示和查詢 79
4.3.1 圖像文件的讀取 79
4.3.2 圖像文件的顯示 80
4.3.4 圖像文件的查詢 85
4.4 圖像處理中MATLAB的常用函數(shù) 86
4.5 課程思政 91
本章小結(jié) 92
練習(xí)四 92
第5章 圖像增強 94
5.1 基于直方圖修正的圖像增強 94
5.1.1 直方圖 94
5.1.2 直方圖均衡化 96
5.1.3 直方圖規(guī)定化 98
5.2 基于灰度變換的圖像增強 100
5.2.1 線性灰度變換 100
5.2.2 非線性灰度變換 104
5.3 圖像銳化處理 108
5.3.1 梯度銳化法 108
5.3.2 拉普拉斯銳化法 111
5.4 頻域圖像增強 114
5.4.1 低通濾波 114
5.4.2 高通濾波 118
5.4.3 同態(tài)濾波 123
5.5 彩色圖像增強 127
5.5.1 偽彩色增強 127
5.5.2 真彩色增強 130
5.6 課程思政 135
本章小結(jié) 136
練習(xí)五 136
第6章 圖像復(fù)原 138
6.1 圖像退化模型 138
6.1.1 連續(xù)退化模型 138
6.1.2 離散退化模型 140
6.2 噪聲模型 141
6.2.1 噪聲概率密度函數(shù) 141
6.2.2 噪聲參數(shù)的估計 144
6.3 空域濾波復(fù)原 144
6.3.1 空域濾波器 145
6.3.2 自適應(yīng)空域濾波器 147
6.4 頻域濾波復(fù)原 148
6.4.1 頻域濾波與周期噪聲 149
6.4.2 常用頻域濾波器 149
6.5 典型圖像復(fù)原方法 151
6.5.1 逆濾波復(fù)原 151
6.5.2 維納濾波復(fù)原 152
6.5.3 非線性迭代復(fù)原 153
6.5.4 約束最小二乘方濾波復(fù)原 154
6.6 幾何失真校正 155
6.7 課程思政 156
本章小結(jié) 157
練習(xí)六 157
第7章 圖像壓縮與編碼 159
7.1 背景知識 159
7.1.1 圖像信息量與信息熵 160
7.1.2 圖像數(shù)據(jù)冗余 160
7.2 無失真圖像壓縮編碼 162
7.2.1 無損編碼理論 162
7.2.2 統(tǒng)計編碼技術(shù) 164
7.2.3 典型壓縮編碼算法 165
7.3 有限失真圖像壓縮編碼 172
7.3.1 預(yù)測編碼 173
7.3.2 變換編碼 174
7.4 JPEG壓縮 175
7.4.1 JPEG標(biāo)準(zhǔn) 175
7.4.2 JPEG 2000 178
7.5 動態(tài)圖像壓縮 179
7.5.1 動態(tài)圖像壓縮技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 179
7.5.2 視頻壓縮方法 181
7.6 課程思政 182
本章小結(jié) 183
練習(xí)七 184
第8章 數(shù)字圖像處理的工程應(yīng)用 186
8.1 醫(yī)學(xué)圖像處理平臺的設(shè)計 186
8.1.1 GUIDE基本操作 187
8.1.2 平臺設(shè)計 192
8.2 霧霾場景下基于Retinex的圖像去霧 209
8.2.1 Retinex基本原理 209
8.2.2 單尺度Retinex去霧 210
8.2.3 多尺度Retinex去霧 213
8.3 結(jié)合語義特征的人臉圖像去模糊 218
8.3.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 218
8.3.2 損失函數(shù) 220
8.3.3 訓(xùn)練策略 221
8.3.4 MATLAB實現(xiàn) 222
本章小結(jié) 227
參考文獻 229