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第1章 绪论1

1.1数字图像1

1.1.1数字图像处理的基本概念1

1.1.2图像的种类1

1.1.3图像的表示与存储3

1.1.4数字图像的模式3

1.1.5图像分辨率3

1.2数字图像处理的目的、特点与主要研究内容4

1.2.1数字图像处理的目的4

1.2.2数字图像处理的特点5

1.2.3数字图像处理的研究内容5

1.3数字图像处理系统6

1.3.1数字图像处理系统的基本组成结构6

1.3.2图像的空间采样与灰度量化7

1.4数字图像文件格式9

1.4.1 BMP图像文件格式9

1.4.2 GIF图像文件格式14

1.4.3 TIFF图像文件格式14

1.4.4 JPEG图像文件格式14

1.4.5 DICOM图像文件格式15

1.4.6 PSD格式15

1.4.7 EPS格式15

1.5数字图像处理的应用与发展趋势15

1.5.1数字图像处理的应用15

1.5.2数字图像处理的发展趋势17

习题117

第2章 图像处理基础知识18

2.1人类视觉系统18

2.1.1人类视觉系统的构造18

2.1.2视觉通路20

2.1.3视觉感知过程20

2.2人类视觉成像20

2.2.1光学成像过程20

2.2.2神经处理过程21

2.2.3整体视觉过程21

2.3人类视觉特性21

2.3.1亮度适应和鉴别21

2.3.2视觉错觉23

2.4颜色视觉基础和色度学25

2.4.1颜色基础25

2.4.2颜色模型及空间25

2.5像素间联系29

2.5.1像素的邻域29

2.5.2像素间的邻接、连接和连通30

2.5.3像素间的距离31

2.6算术和逻辑运算32

2.6.1算术运算33

2.6.2逻辑运算35

2.6.3邻域运算37

2.7坐标变换37

2.7.1平移变换38

2.7.2镜像变换38

2.7.3尺度（放缩）变换39

2.7.4旋转变换40

2.7.5错切变换41

2.7.6级连42

习题242

第3章 图像变换44

3.1概述44

3.2傅里叶变换和性质44

3.2.1一维离散傅里叶变换44

3.2.2一维离散傅里叶变换的性质46

3.3一维快速傅里叶变换47

3.3.1一维快速傅里叶变换的算法原理47

3.3.2一维快速傅里叶变换设计思想和算法实现48

3.3.3一维快速傅里叶反变换50

3.4二维离散傅里叶变换51

3.4.1二维离散傅里叶变换51

3.4.2二维离散傅里叶变换的性质52

3.4.3二维快速离散傅里叶变换55

3.4.4可分离图像变换56

3.5离散余弦变换57

3.5.1一维离散余弦变换57

3.5.2一维快速离散余弦变换算法57

3.5.3二维离散余弦变换60

3.5.4离散余弦变换的应用60

3.6沃尔什变换61

3.6.1一维离散沃尔什变换62

3.6.2二维离散沃尔什变换62

3.6.3快速离散沃尔什变换FWT63

3.7哈达玛变换64

3.7.1一维离散哈达玛变换64

3.7.2二维离散哈达玛变换64

3.7.3快速哈达玛变换算法FHT65

3.8霍特林变换68

3.9哈尔变换70

3.9.1哈尔函数70

3.9.2一维离散哈尔变换71

3.9.3二维离散哈尔变换72

习题372

第4章 图像增强74

4.1概述74

4.1.1空域方法74

4.1.2频域方法74

4.2空域点运算增强75

4.3直方图修正79

4.3.1灰度直方图（Histogram）定义79

4.3.2直方图均衡化80

4.3.3直方图规定化84

4.4空域滤波增强87

4.4.1空域平滑滤波器87

4.4.2空域锐化滤波器90

4.5频域滤波增强93

4.5.1原理93

4.5.2低通滤波器94

4.5.3高通滤波器97

4.5.4带通和带阻滤波器98

4.5.5同态滤波器99

4.6彩色图像增强101

4.6.1伪彩色增强101

4.6.2真彩色增强103

习题4105

第5章 图像复原107

5.1概述和分类107

5.2图像退化的数学模型109

5.2.1退化模型109

5.2.2常见图像退化模型111

5.3退化函数的估计113

5.3.1图像观察估计法113

5.3.2实验估计法113

5.3.3模型估计法114

5.4图像复原的方法117

5.4.1逆滤波法117

5.4.2逆滤波复原的病态性质118

5.5有约束复原120

5.5.1维纳滤波121

5.5.2最小平方复原方法123

5.6交互式复原126

5.7运动模糊图像的复原128

5.8几何失真校正133

5.8.1空间变换134

5.8.2灰度插值135

习题5135

第6章 图像压缩137

6.1概述137

6.1.1图像压缩基本概念137

6.1.2图像压缩的必要性138

6.1.3图像压缩的可能性139

6.1.4图像压缩方法分类139

6.1.5图像压缩评价指标140

6.2统计编码142

6.2.1哈夫曼（ Huffman）编码142

6.2.2游程编码（RLE编码）144

6.2.3算术编码146

6.3预测编码147

6.3.1预测编码基本原理147

6.3.2 DPCM预测编码148

6.3.3自适应预测编码ADPCM149

6.3.4德尔塔调制（DM）编码150

6.4变换编码153

6.4.1变换编码的基本原理153

6.4.2变换编码特性评价154

6.4.3变换编码方案选择155

6.4.4小波变换压缩157

6.5 JPEG图像文件与压缩158

6.5.1 JPEG图像文件格式158

6.5.2 JPEG的压缩原理158

6.5.3 DCT变换编码158

6.6数字图像压缩标准介绍163

6.6.1 JPEG 2000静态图像压缩标准163

6.6.2运动图像MPEG压缩标准164

6.6.3多媒体会议H.261压缩标准166

6.6.4多媒体会议H.263压缩标准167

习题6169

第7章 图像分割170

7.1图像分割概述170

7.1.1图像分割的概念170

7.1.2图像分割的基本思路171

7.1.3图像分割方法分类171

7.2边界分割法171

7.3边缘检测173

7.3.1梯度算子174

7.3.2拉普拉斯（Laplacian）算子176

7.3.3 Canny算子179

7.4阈值分割182

7.4.1灰度阈值法182

7.4.2阈值的确定方法183

7.4.3阈值分割方法184

7.5区域分割189

7.5.1区域生长189

7.5.2区域分裂与合并法192

7.5.3分水岭分割194

7.6霍夫（Hough ）变换197

7.6.1 Hough变换基本原理197

7.6.2霍夫变换的实现199

7.6.3霍夫变换的应用199

习题7204

第8章 数学形态学及其应用206

8.1二值图像形态学206

8.1.1基本概念206

8.1.2基本运算208

8.1.3二值形态运算的应用15

8.2灰度图像形态学220

8.2.1基本运算220

8.2.2实用算法与应用221

习题8224

第9章 图像配准与融合225

9.1图像配准225

9.1.1概述225

9.1.2图像配准的理论基础226

9.1.3图像配准的主要算法231

9.2图像融合233

9.2.1概述233

9.2.2图像融合算法233

习题9238

参考文献239