第1章 緒論 1

1.1 數字圖像處理的概念 1

1.1.1 數字圖像的定義 1

1.1.2 圖像處理、圖像分析、計算機視覺的界定 2

1.1.3 三種典型的計算處理 4

1.2 數字圖像處理的起源 5

1.3 數字圖像處理的應用實例 6

1.3.1 伽馬射線成像 7

1.3.2 X射線成像 8

1.3.3 紫外波段成像 9

1.3.4 可見光及紅外線成像 9

1.3.5 微波波段成像 12

1.3.6 無線電波成像 13

1.3.7 其他圖像模式應用實例 13

1.4 數字圖像處理的基本步驟 15

1.5 圖像處理繫統的部件 17

第2章 數字圖像基礎 22

2.1 視覺感知和要素 22

2.1.1 人眼的構造 22

2.1.2 眼睛中的圖像形成 23

2.1.3 亮度適應和鋻別 24

2.2 光和電磁波譜 26

2.3 圖像感知和獲取 27

2.4 圖像取樣和量化 27

2.4.1 取樣和量化的基本概念 27

2.4.2 數字圖像表示 29

2.4.3 空間和灰度級分辨率 30

2.4.4 香農采樣定理 33

2.4.5 放大和收縮數字圖像 35

2.5 像素間的一些基本關繫 37

2.5.1 相鄰像素 37

2.5.2 鄰接性、連通性、區域和邊界 38

2.5.3 距離度量 40

2.5.4 基於像素的圖像操作 41

2.6 線性和非線性操作 41

第3章空間域圖像增強 43

3.1 背景知識 43

3.1.1 “空間域增強”的基本方法 43

3.1.2 二值圖像 44

3.2 某些基本灰度變換 44

3.2.1線性灰度變換 45

3.2.2 分段線性灰度變換 47

3.2.3 非線性灰度變換 49

3.3 直方圖處理 53

3.3.1 直方圖的定義 53

3.3.2 直方圖的用途 54

3.3.3 積累直方圖 54

3.3.4 直方圖均衡化 56

3.3.5 直方圖匹配(規定化) 59

3.4 空間濾波基礎 61

3.4.1 線性濾波 61

3.4.2 非線性濾波 62

3.5 平滑空間濾波器 66

第4章頻率域圖像增強 75

4.1 背景 75

4.2 傅裡葉變換 76

4.2.1 離散傅裡葉變換 76

4.2.2 連續函數的傅裡葉變換 78

4.2.3 快速傅裡葉變換 78

4.2.4 頻率域濾波 82

4.2.5 空間域濾波和頻率域濾波之間的對應關繫 89

第5章圖像分割 98

5.1 邊緣檢測與區域分割概述 98

5.1.1 圖像的基本概念 98

5.1.2 邊緣檢測 99

5.1.3 Roberts算子 101

5.1.4 Prewitt算子和Sobel算子 102

5.1.5 Kirsch算子 104

5.2 Canny準則及Canny算法 106

5.2.1 Canny邊緣檢測的準則 106

5.2.2 Canny邊緣檢測算法 108

5.2.3 拉普拉斯算子 110

5.2.4 Facet算子 112

5.2.5 Nalwa算子 113

5.2.6 邊緣檢測的一種概率方法 115

5.3 基於隸屬度原則的邊緣檢測算法 121

5.3.1 鄰域及平均灰度值的確定 122

5.3.2 模糊隸屬度函數的確定 123

第6章圖像復原 126

6.1 圖像退化/復原處理的模型 126

6.2 噪聲模型 127

6.2.1 噪聲的空間和頻率特性 127

6.2.2 一些重要的噪聲的概率密度函數 127

6.2.3 周期噪聲 132

6.2.4 噪聲參數的估計 133

6.3 噪聲存在下的空間濾波復原 134

6.3.1 均值濾波器 134

6.3.2 順序統計濾波器 137

6.3.3 自適應濾波器 138

6.4 頻域濾波削減周期噪聲 141

6.4.1 帶阻濾波器 141

6.4.2 帶通濾波器 142

第7章形態學圖像處理 144

7.1 預備知識 145

7.1.1 集合論中的幾個基本概念 145

7.1.2 二值圖像的邏輯運算 146

7.2 膨脹與腐蝕 147

7.2.1 膨脹 147

7.2.2 腐蝕 149

7.3 開運算和閉運算 151

7.3.1 開運算及其性質 151

7.3.2 閉運算及其性質 152

7.4 擊中和擊不中變換 154

7.5 一些基本的形態學算法 157

7.5.1 邊界提取 157

7.5.2 區域填充 158

7.5.3 連通分量的提取 160

7.5.4 細化 162

7.5.5 骨骼化 163

第8章圖像融合 165

8.1 圖像融合的層次與步驟 165

8.2 圖像融合的方法 166

8.3 基於PCA變換的加權圖像融合方法 167

8.3.1 主成分分析 167

8.3.2 主成分分析的數學模型 168

8.3.3 主成分分析的推導 169

8.3.4 主成分分析的步驟 171

8.3.5 基於PCA變換的圖像融合的步驟及實驗結果 172

8.4 圖像融合技術的發展和應用現狀 173

8.5 圖像配準技術 174

8.5.1 圖像配準原理 174

8.5.2 圖像配準的方法 176

8.6 小波分析理論 176

8.6.1 小波分析的歷史與發展 176

8.6.2 傅裡葉變換分析 177

8.6.3 小波變換分析 178

8.7 基於小波的數字圖像融合 185

8.7.1 基於小波變換的數字圖像流程 185

8.7.2 圖像小波變換過程 186

8.7.3 圖像融合的規則 187

附錄圖像處理Matlab函數彙總 190

參考文獻 199