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第1章 绪论1

1.1 图像基础1

1.1.1 图像表示和显示1

1.1.2 空间分辨率和幅度分辨率4

1.2 图像工程5

1.2.1 图像技术和图像工程5

1.2.2 图像工程的3个层次6

1.2.3 图像工程相关学科和领域7

1.2.4 图像工程的技术应用8

1.2.5 图像工程文献统计分类8

1.3 图像采集设备10

1.3.1 采集设备性能指标10

1.3.2 固态采集器件11

1.4 图像半调和抖动输出12

1.4.1 半调输出12

1.4.2 抖动输出14

1.5 图像存储15

1.5.1 图像存储器15

1.5.2 图像文件格式16

1.6 关于本书17

1.6.1 整体框架和各章概述18

1.6.2 编写特点19

1.6.3 先修基础20

练习题20

第2章 图像采集22

2.1 成像和变换22

2.2 几何成像模型22

2.2.1 投影成像几何23

2.2.2 基本几何成像模型24

2.2.3 一般几何成像模型26

2.2.4 通用几何成像模型28

2.3 亮度成像模型30

2.3.1 光度学30

2.3.2 图像亮度成像模型33

2.4 图像分辨率与质量34

2.4.1 空间分辨率的影响34

2.4.2 灰度分辨率的影响35

2.4.3 空间和灰度分辨率的影响35

2.5 像素间联系36

2.5.1 像素邻域36

2.5.2 像素间距离37

2.6 图像坐标变换39

2.6.1 基本坐标变换39

2.6.2 坐标变换扩展41

2.7 图像仿射变换43

2.7.1 一般仿射变换43

2.7.2 特殊仿射变换47

2.7.3 变换间的联系48

练习题49

第3章 图像空域增强51

3.1 增强技术分类51

3.2 灰度映射52

3.2.1 灰度映射原理52

3.2.2 灰度映射示例53

3.3 图像间运算55

3.3.1 算术运算55

3.3.2 逻辑运算57

3.4 直方图修正59

3.4.1 直方图和累积直方图59

3.4.2 直方图均衡化60

3.4.3 直方图规定化62

3.5 空域滤波65

3.5.1 原理和分类65

3.5.2 线性平滑滤波器67

3.5.3 线性锐化滤波器68

3.5.4 非线性平滑滤波器69

3.5.5 非线性锐化滤波器71

练习题72

第4章 图像变换74

4.1 变换特性74

4.1.1 变换核74

4.1.2 可分离性74

4.1.3 对称性75

4.1.4 正交性75

4.2 傅里叶变换76

4.2.1 2-D傅里叶变换76

4.2.2 傅里叶变换定理78

4.3 沃尔什变换和哈达玛变换81

4.3.1 沃尔什变换81

4.3.2 哈达玛变换83

4.3.3 两种变换的联系84

4.4 离散余弦变换86

4.4.1 变换定义86

4.4.2 变换计算87

4.5 哈尔变换88

4.6 盖伯变换90

4.6.1 窗函数90

4.6.2 短时傅里叶变换91

4.6.3 连续盖伯变换91

4.6.4 离散盖伯表达92

练习题94

第5章 图像频域增强95

5.1 频域增强原理95

5.2 低通滤波器96

5.2.1 理想低通滤波器96

5.2.2 实用低通滤波器98

5.3 高通滤波器100

5.3.1 基本高通滤波器100

5.3.2 特殊高通滤波器101

5.4 带通和带阻滤波器103

5.4.1 带通滤波器103

5.4.2 带阻滤波器104

5.4.3 带通和带阻滤波器的联系104

5.5 陷波滤波器105

5.6 同态滤波器107

5.7 空域技术与频域技术109

练习题111

第6章 图像恢复113

6.1 图像退化113

6.1.1 图像退化示例113

6.1.2 基本退化模型114

6.1.3 退化和恢复115

6.2 几何失真校正115

6.2.1 空间变换116

6.2.2 灰度插值117

6.3 噪声滤波器118

6.3.1 噪声及来源118

6.3.2 噪声概率密度函数120

6.3.3 均值滤波器122

6.3.4 排序统计滤波器124

6.4 组合滤波器125

6.4.1 混合滤波器125

6.4.2 选择性滤波器126

6.5 逆滤波128

6.5.1 逆滤波原理128

6.5.2 消除匀速直线运动模糊129

6.6 维纳滤波130

6.7 图像修补131

6.7.1 图像修补原理132

6.7.2 全变分模型修复133

6.7.3 混合模型修复134

6.7.4 基于样本的补全135

6.7.5 结合稀疏表达的补全137

练习题140

第7章 图像编码142

7.1 图像压缩原理142

7.2 数据冗余143

7.2.1 像素相关冗余143

7.2.2 编码冗余144

7.2.3 心理视觉冗余145

7.2.4 编解码器模型145

7.3 编码定理146

7.3.1 信息和信源描述146

7.3.2 无失真编码定理147

7.4 图像保真度148

7.4.1 客观保真度准则148

7.4.2 主观保真度准则149

7.5 变长编码150

7.5.1 哈夫曼编码150

7.5.2 算术编码153

7.5.3 香农-法诺编码155

7.6 位平面编码156

7.6.1 位面分解156

7.6.2 位面编码158

7.7 预测编码160

7.7.1 无损预测编码160

7.7.2 有损预测编码162

7.8 变换编码165

7.8.1 基于DCT的变换编码166

7.8.2 子图像尺寸选择166

7.8.3 变换选择167

7.8.4 比特分配169

练习题171

第8章 图像分割173

8.1 定义和技术分类173

8.1.1 图像分割定义173

8.1.2 图像分割技术分类174

8.2 并行边界技术174

8.2.1 边缘及检测原理174

8.2.2 一阶导数算子175

8.2.3 二阶导数算子177

8.2.4 边界闭合179

8.3 串行边界技术180

8.3.1 图搜索180

8.3.2 动态规划181

8.4 并行区域技术183

8.4.1 原理和分类183

8.4.2 全局阈值的选取184

8.4.3 局部阈值的选取186

8.4.4 动态阈值的选取189

8.5 串行区域技术190

8.5.1 区域生长190

8.5.2 分裂合并191

8.6 SUSAN检测算子192

8.6.1 USAN原理192

8.6.2 SUSAN算子边缘检测193

8.7 主动轮廓模型196

8.7.1 主动轮廓196

8.7.2 能量函数196

8.8 过渡区分割法199

8.8.1 有效平均梯度199

8.8.2 过渡区边界200

8.8.3 利用过渡区取阈值201

练习题202

第9章 目标表达和描述203

9.1 表达与描述203

9.2 目标标记203

9.2.1 像素标记203

9.2.2 游程连通性分析204

9.3 基于边界的表达205

9.3.1 边界表达分类205

9.3.2 链码206

9.3.3 边界段和凸包207

9.3.4 边界标记208

9.3.5 多边形209

9.3.6 地标点210

9.4 基于区域的表达211

9.4.1 区域表达分类211

9.4.2 空间占有数组211

9.4.3 四叉树211

9.4.4 金字塔212

9.4.5 围绕区域213

9.4.6 骨架214

9.5 基于边界的描述216

9.5.1 简单边界描述符216

9.5.2 形状数217

9.5.3 边界矩218

9.6 基于区域的描述218

9.6.1 简单区域描述符218

9.6.2 拓扑描述符220

9.6.3 区域不变矩220

练习题222

第10章 特征提取和测量224

10.1 特性分析224

10.2 颜色特征测量224

10.2.1 面向硬设备的颜色模型225

10.2.2 面向视觉感知的颜色模型226

10.2.3 直方图特征229

10.2.4 颜色布局特征230

10.3 纹理特征测量231

10.3.1 统计法231

10.3.2 结构法234

10.3.3 频谱法235

10.4 形状特征测量238

10.4.1 形状紧凑性238

10.4.2 形状复杂性240

10.5 运动特征测量242

10.5.1 基于图像求差的运动检测242

10.5.2 基于模型的运动检测245

10.6 特征测量的准确度247

10.6.1 准确度和精确度247

10.6.2 影响测量准确度的因素248

10.6.3 直线长度测量249

练习题250

附录A 图像国际标准251

A.1 国际标准251

A.2 二值图像压缩国际标准252

A.3 静止图像压缩国际标准253

A.4 运动图像压缩国际标准256

A.5 多媒体国际标准262

部分练习题解答265

参考文献268

索引272