詳解MATLAB數字圖像處理

《詳解MATLAB數字圖像處理》系統論述了數字圖像處理的基本概念、工作原理及在工程應用中的算法，精選了科學和工程中常用的多個算法，全部採用MATLAB語言編程實現，並結合實例對算法程序進行了驗證和分析。其中，詳細講解了圖像及其分類、圖像數字化技術、圖像處理和分析、顏色空間分析、點運算、圖像的代數運算、離散傅里葉變換、快速傅里葉變換、離散餘弦變換、圖像的增強、圖像的復原、圖像的壓縮編碼、圖像的檢測與分割技術分析、閾值分割分析、圖像表示與描述、形態學基本概念及運算、形狀表示分析、小波變換在圖像處理中的應用分析等內容。並對MATLAB的基礎知識及使用方法也作了詳細的介紹。
　　《詳解MATLAB數字圖像處理》可作為計算機、電子信息及通信等相關專業本科生和研究生學習用書，也可作為廣大科研人員、學者、工程技術人員的參考書。

第1章 MATLAB介紹 1
1.1 MATLAB概述 1
1.1.1 MATLAB的發展史 1
1.1.2 MATLAB的功能特點 2
1.1.3 MATLAB R2009a的新特點 3
1.2 MATLAB的運行環境 4
1.2.1 MATLAB的工作界面 4
1.2.2 MATLAB的幫助系統 10
1.3 MATLAB變量相關運算 14
1.3.1 標識符號 14
1.3.2 變量的基本規則和類型 14
1.3.3 矩陣及其元素賦值 16
1.3.4 基本賦值矩陣 17
1.3.5 字符數組 19
1.3.6 複數 24
1.4 MATLAB的基本運算 25
1.4.1 矩陣的數學運算 25
1.4.2 數組運算 27
1.4.3 多項式運算 30
1.5 MATLAB的程序結構 31
1.5.1 M文件 31
1.5.2 控制流 33
1.6 文件相關操作 39
1.6.1 變量的保存與調用操作 39
1.6.2 文件的打開與關閉操作 39
1.6.3 文件的輸入與輸出操作 40

第2章 數字圖像的概述 41
2.1 圖像及其分類 41
2.1.1 圖像的特點 41
2.1.2 圖像的分類 42
2.1.3 圖像的數字化 42
2.1.4 數字圖像的表示法 43
2.2 圖像數字化技術 43
2.2.1 圖像的數學模型 43
2.2.2 圖像的採樣 44
2.2.3 圖像量化 44
2.3 圖像處理和分析 45
2.3.1 圖像處理和圖像分析 46
2.3.2 圖像變換 48
2.4 圖像的表示法 49
2.4.1 查詢圖像文件 49
2.4.2 圖像的讀取與寫入 50
2.4.3 圖像類型與顯示 52
2.5 特殊圖像的顯示 57
2.5.1 顯示色彩條 57
2.5.2 顯示多幅圖像 58
2.5.3 顯示多幀圖像序列 59
2.5.4 紋理映射 61
2.6 數字圖像技術應用 62
2.6.1 計算機圖像分析與處理 62
2.6.2 數字圖像的常見應用行業 66

第3章 數字圖像的基本操作 68
3.1 顏色空間分析 68
3.1.1 顏色分析 68
3.1.2 顏色轉換函數介紹 68
3.2　點運算 69
3.2.1 線性點運算分析 69
3.2.2 非線性點運算分析 71
3.2.3 點運算與直方圖 72
3.2.4 直方圖修正分析 73
3.3 圖像的代數運算 75
3.3.1 圖像的加法運算 76
3.3.2 圖像的減法運算 78
3.3.3 圖像的乘法運算 79
3.3.4 圖像的除法運算 79
3.3.5 圖像的線性運算 80
3.3.6 圖像的非線性運算 81
3.4 圖像的幾何運算 81
3.4.1 圖像插值法 82
3.4.2 圖像的旋轉運算 83
3.4.3 圖像的縮放運算 84
3.4.4 圖像的裁剪運算 86
3.4.5 圖像鏡像變換 87
3.4.6 圖像復合變換 89
3.5 空間變換分析 90
3.5.1 投影變換分析 91
3.5.2 仿射變換分析 91
3.5.3 變換函數介紹 92
3.6 塊操作 94
3.6.1 邊緣操作 94
3.6.2 顯示塊操作 95
3.7 區域操作 97
3.7.1 特殊區域指定法 97
3.7.2 區域濾波 101
3.7.3 填充區域 101

第4章 圖像變換 103
4.1 離散傅里葉變換 103
4.1.1 一維離散傅里葉變換 103
4.1.2 二維離散傅里葉變換 104
4.1.3 離散傅里葉變換的性質 105
4.2 快速傅里葉變換 109
4.2.1 一維快速傅里葉變換 109
4.2.2 二維快速傅里葉變換 114
4.2.3 二維快速傅里葉變換實現 115
4.3　離散餘弦變換 118
4.3.1 一維離散餘弦變換 118
4.3.2 二維離散餘弦變換 119
4.3.3 快速離散餘弦變換 119
4.3.4 離散餘弦變換的實現 120
4.4 K-L變換分析 122
4.4.1 K-L變換的基本定義 122
4.4.2 K-L變換的基本性質 123
4.5 沃爾什－哈達瑪變換 124
4.5.1 Walsh函數 124
4.5.2 沃爾什－哈達瑪變換定義 125
4.5.3 沃爾什－哈達瑪變換的實現 126
4.6 Radon變換分析 128
4.6.1 Radon變換的原理介紹 128
4.6.2 Radon在圖像上的變換分析 130
4.6.3 Radon變換檢測直線分析 131
4.6.4 Radon的逆變換分析 132
4.7 Hough變換 134
4.7.1 Hough變換原理 134
4.7.2 Hough變換實現 136
4.7.3 Hough變換擴展 137

第5章 圖像的增強 138
1.1 對比度的增強分析 138
5.1.1 線性變換增強的分析 138
5.1.2 非線性變換增強的分析 139
5.2 直方修正分析 141
5.2.1 直方圖灰度變換 141
5.2.2 直方圖均衡化 142
5.3 圖像間的相互運算 145
5.3.1 圖像的平均運算 145
5.3.2 圖像邏輯運算 147
5.4 空域濾波增強 148
5.4.1 平滑濾波器 149
5.4.2 銳化濾波器 156
5.5 頻域濾波增強 160
5.5.1 低通濾波器 161
5.5.2 高通濾波器 166
5.5.3 帶通和帶阻濾波器 168
5.5.4 同態濾波器 169
5.6 彩色增強分析 172
5.6.1 偽彩色處理分析 172
5.6.2 真彩色處理分析 178

第6章 圖像的復原 180
6.1 圖像復原的體系結構 180
6.2 圖像的退化模型介紹 181
6.2.1 退化模型分析 181
6.2.2 連續退化模型分析 182
6.2.3 離散退化模型分析 182
6.2.4 循環矩陣對角化分析 185
6.2.5 點擴散函數的重要性 187
6.3 圖像的模糊與噪聲 188
6.4 退化函數估計介紹 189
6.4.1 圖像觀察估計法分析 189
6.4.2 模型模糊法分析 190
6.4.3 試驗估計法分析 191
6.5 圖像代數復原法 192
6.5.1 無約束復原法 192
6.5.2 有約束復原法 192
6.6 頻域濾波器復原法 195
6.6.1 Lucy_Richardson濾波器復原法 195
6.6.2 逆濾波器復原法 197
6.6.3 最小二乘濾波法復原 199
6.7 從噪聲中復原圖像 201
6.7.1 噪聲模型分析 201
6.7.2 空域濾波復原 203
6.8 圖像的幾何校正 205
6.8.1 幾何畸變的描述 205
6.8.2 灰度插值 206
6.8.3 幾何失真圖像配准復原 207

第7章 圖像的壓縮編碼 209
7.1 基本知識論述 209
7.1.1 圖像壓縮編碼的分類 209
7.1.2 圖像壓縮編碼的必要性 212
7.1.3 圖像壓縮編碼的可能性 212
7.2 圖像編碼評價 213
7.2.1 客觀評價準則 213
7.2.2 主觀評價準則 214
7.2.3 壓縮比準則 215
7.3 信息理論的基礎 215
7.3.1 離散信源的熵表示分析 215
7.3.2 離散信源編碼定理分析 217
7.4 統計編碼 218
7.4.1 霍夫曼編碼 218
7.4.2 算術編碼 223
7.4.3 游程編碼 226
7.4.4 香農編碼 227
7.5 預測編碼 229
7.5.1 無損預測編碼 229
7.5.2 有損預測編碼 232
7.6 變換編碼 235
7.6.1 離散餘弦變換編碼 235
7.6.2 主成分變換編碼 236
7.6.3 哈達瑪變換編碼 239
7.7 幀編碼 240
7.7.1 幀間編碼 240
7.7.2 運動估計與運動補償編碼 241
7.7.3 幀內編碼 242
7.8 矢量量化編碼 242
7.8.1 矢量量化原理分析 242
7.8.2 矢量量化編碼過程 243

第8章 圖像的檢測與分割技術分析 249
8.1 圖像分割基本論述 249
8.1.1 圖像分割定義 249
8.1.2 邊緣檢測論述 250
8.2 閾值分割分析 251
8.2.1 雙峰法分析 251
8.2.2 迭代法分析 252
8.2.3 大津法分析 254
8.3 分水嶺算法 257
8.4 邊界跟蹤與直線檢測 260
8.4.1 邊界跟蹤 260
8.4.2 直線檢測 265
8.5 邊緣檢測算子 269
8.5.1 微分邊緣檢測算子 269
8.5.2 Log邊緣檢測算子 272
8.5.3 Canny邊緣檢測算子 275
8.6 區域分割技術 276
8.6.1 區域生長法介紹 277
8.6.2 區域分裂法介紹 280
8.6.3 區域合併法介紹 280
8.6.4 區域分裂合併法介紹 281
8.7 四叉樹分解介紹 284
8.7.1 四叉樹分解基本概念 284
8.7.2 四叉樹分解的MATLAB實現 284

第9章 圖像表示與描述 289
9.1 形態學基本概念及運算 289
9.1.1 形態學的基本概念 290
9.1.2 形態學的基本運算 292
9.2 距離變換 300
9.3 查表操作 303
9.4 形狀表示分析 305
9.4.1 鏈碼 305
9.4.2 傅里葉描述子 306
9.4.3 樣條 306
9.4.4 形狀特徵的描述 306
9.4.5 多邊形近似 308
9.5 形態學的基本應用 308
9.5.1 邊緣提取 308
9.5.2 連通區域的標記 309
9.5.3 對象選擇與移除 311
9.5.4 圖像的歐拉數 313
9.5.6 圖像面積提取 313
9.5.7 區域填充 315
9.6 區域描述 317
9.6.1 不變矩 317
9.6.2 紋理 320
9.7 圖像表示的其他分析 324

第10章 小波變換在圖像處理中的應用分析 328
10.1 小波分析的基本知識 328
10.2 連續小波變換 329
10.2.1 一維連續小波變換 329
10.2.2 高維連續小波變換 331
10.2.3 小波變換性質 332
10.3 離散小波變換 333
10.4 多分辨分析及小波包分析 339
10.4.1 多分辨分析 339
10.4.2 小波分析 340
10.5 圖像分解 341
10.5.1 圖像的小波分解 341
10.5.2 二維小波包分解 345
10.6 圖像的壓縮 347
10.7 小波圖像去噪與重構 349
10.7.1 圖像閾值去噪 349
10.7.2 小波圖像重構 354
10.8 小波圖像的增強 356
10.9 小波圖像的融合 360
參考文獻 363