圖像處理基礎教程（簡體書）

《普通高等教育“十二五”規劃教材．電子信息類精品教材：圖像處理基礎教程》主要介紹對圖像進行加工以改善其質量，並從中獲取更多信息的一些基礎概念、基本原理、典型方法、實用技術和應用成果。
《普通高等教育“十二五”規劃教材．電子信息類精品教材：圖像處理基礎教程》主要內容分為10章。第1章是對圖像技術基礎和對全書的概括介紹，第2章介紹圖像採集的模型以及坐標變換，第3章介紹圖像空域增強技術，第4章介紹一些典型和常用的圖像變換，第5章介紹圖像頻域增強技術，第6章介紹多類圖像恢復技術，第7章介紹基本的圖像編碼技術，第8章介紹各種圖像分割技術，第9章介紹目標表達和描述技術，第10章介紹特性分析和特徵測量。附錄A對圖像國際標準進行了概括介紹。書中提供了大量例題和練習題，並對部分練習題提供了解答。書末除給出了相關的參考文獻外還列出了主題名詞索引。．

《普通高等教育"十二五"規劃?教材電子信息類精品教材:圖像處理基礎教程》可作為信號與信息處理、通信與信息系統、電子與通信工程、模式識別與智能系統、計算機視覺等學科的本科和研究生專業基礎課教材，也可供信息與通信工程、電子科學與技術、計算機科學與技術、測控技術與儀器、機器人自動化、生物醫學工程、光學、電子醫療設備研制、遙感、測繪和軍事偵察等領域的師生和科技工作者參考。

第1章 緒論
1.1 圖像基礎
1.1.1 圖像表示和顯示
1.1.2 空間分辨率和幅度分辨率
1.2 圖像工程
1.2.1 圖像技術和圖像工程
1.2.2 圖像工程的3個層次
1.2.3 圖像工程相關學科和領域
1.2.4 圖像工程的技術應用
1.2.5 圖像工程文獻統計分類
1.3 圖像採集設備
1.3.1 採集設備性能指標
1.3.2 固態採集器件
1.4 圖像半調和抖動輸出
1.4.1 半調輸出
1.4.2 抖動輸出
1.5 圖像存儲
1.5.1 圖像存儲器
1.5.2 圖像文件格式
1.6 關於本書
1.6.1 整體框架和各章概述
1.6.2 編寫特點
1.6.3 先修基礎
練習題

第2章 圖像採集
2.1 成像和變換
2.2 幾何成像模型
2.2.1 投影成像幾何
2.2.2 基本幾何成像模型
2.2.3 一般幾何成像模型
2.2.4 通用幾何成像模型
2.3 亮度成像模型
2.3.1 光度學
2.3.2 圖像亮度成像模型
2.4 圖像分辨率與質量
2.4.1 空間分辨率的影響
2.4.2 灰度分辨率的影響
2.4.3 空間和灰度分辨率的影響
2.5 像素間聯繫
2.5.1 像素鄰域
2.5.2 像素間距離
2.6 圖像坐標變換
2.6.1 基本坐標變換
2.6.2 坐標變換擴展
2.7 圖像仿射變換
2.7.1 一般仿射變換
2.7.2 特殊仿射變換
2.7.3 變換間的聯繫
練習題

第3章 圖像空域增強
3.1 增強技術分類
3.2 灰度映射
3.2.1 灰度映射原理
3.2.2 灰度映射示例
3.3 圖像間運算
3.3.1 算術運算
3.3.2 邏輯運算
3.4 直方圖修正
3.4.1 直方圖和累積直方圖
3.4.2 直方圖均衡化
3.4.3 直方圖規定化
3.5 空域濾波
3.5.1 原理和分類
3.5.2 線性平滑濾波器
3.5.3 線性銳化濾波器
3.5.4 非線性平滑濾波器
3.5.5 非線性銳化濾波器
練習題

第4章 圖像變換
4.1 變換特性
4.1.1 變換核
4.1.2 可分離性
4.1.3 對稱性
4.1.4 正交性
4.2 傅裡葉變換
4.2.1 2-D傅裡葉變換
4.2.2 傅裡葉變換定理
4.3 沃爾什變換和哈達瑪變換
4.3.1 沃爾什變換
4.3.2 哈達瑪變換
4.3.3 兩種變換的聯繫
4.4 離散余弦變換
4.4.1 變換定義
4.4.2 變換計算
4.5 哈爾變換
4.6 蓋伯變換
4.6.1 窗函數
4.6.2 短時傅裡葉變換
4.6.3 連續蓋伯變換
4.6.4 離散蓋伯表達
練習題

第5章 圖像頻域增強
5.1 頻域增強原理
5.2 低通濾波器
5.2.1 理想低通濾波器
5.2.2 實用低通濾波器
5.3 高通濾波器
5.3.1 基本高通濾波器
5.3.2 特殊高通濾波器
5.4 帶通和帶阻濾波器
5.4.1 帶通濾波器
5.4.2 帶阻濾波器
5.4.3 帶通和帶阻濾波器的聯繫
5.5 陷波濾波器
5.6 同態濾波器
5.7 空域技術與頻域技術
練習題

第6章 圖像恢復
6.1 圖像退化
6.1.1 圖像退化示例
6.1.2 基本退化模型
6.1.3 退化和恢復
6.2 幾何失真校正
6.2.1 空間變換
6.2.2 灰度插值
6.3 噪聲濾波器
6.3.1 噪聲及來源
6.3.2 噪聲概率密度函數
6.3.3 均值濾波器
6.3.4 排序統計濾波器
6.4 組合濾波器
6.4.1 混合濾波器
6.4.2 選擇性濾波器
6.5 逆濾波
6.5.1 逆濾波原理
6.5.2 消除勻速直線運動模糊
6.6 維納濾波
6.7 圖像修補
6.7.1 圖像修補原理
6.7.2 全變分模型修復
6.7.3 混合模型修復
6.7.4 基於樣本的補全
6.7.5 結合稀疏表達的補全
練習題

第7章 圖像編碼
7.1 圖像壓縮原理
7.2 數據冗餘
7.2.1 像素相關冗餘
7.2.2 編碼冗餘
7.2.3 心理視覺冗餘
7.2.4 編解碼器模型
7.3 編碼定理
7.3.1 信息和信源描述
7.3.2 無失真編碼定理
7.4 圖像保真度
7.4.1 客觀保真度準則
7.4.2 主觀保真度準則
7.5 變長編碼
7.5.1 哈夫曼編碼
7.5.2 算術編碼
7.5.3 香農-法諾編碼
7.6 位平面編碼
7.6.1 位面分解
7.6.2 位面編碼
7.7 預測編碼
7.7.1 無損預測編碼
7.7.2 有損預測編碼
7.8 變換編碼
7.8.1 基於DCT的變換編碼
7.8.2 子圖像尺寸選擇
7.8.3 變換選擇
7.8.4 比特分配
練習題

第8章 圖像分割
8.1 定義和技術分類
8.1.1 圖像分割定義
8.1.2 圖像分割技術分類
8.2 並行邊界技術
8.2.1 邊緣及檢測原理
8.2.2 一階導數算子
8.2.3 二階導數算子
8.2.4 邊界閉合
8.3 串行邊界技術
8.3.1 圖搜索
8.3.2 動態規劃
8.4 並行區域技術
8.4.1 原理和分類
8.4.2 全域閾值的選取
8.4.3 局部閾值的選取
8.4.4 動態閾值的選取
8.5 串行區域技術
8.5.1 區域生長
8.5.2 分裂合併
8.6 SUSAN檢測算子
8.6.1 USAN原理
8.6.2 SUSAN算子邊緣檢測
8.7 主動輪廓模型
8.7.1 主動輪廓
8.7.2 能量函數
8.8 過渡區分割法
8.8.1 有效平均梯度
8.8.2 過渡區邊界
8.8.3 利用過渡區取閾值
練習題

第9章 目標表達和描述
9.1 表達與描述
9.2 目標標記
9.2.1 像素標記
9.2.2 游程連通性分析
9.3 基於邊界的表達
9.3.1 邊界表達分類
9.3.2 鏈碼
9.3.3 邊界段和凸包
9.3.4 邊界標記
9.3.5 多邊形
9.3.6 地標點
9.4 基於區域的表達
9.4.1 區域表達分類
9.4.2 空間佔有數組
9.4.3 四叉樹
9.4.4 金字塔
9.4.5 圍繞區域
9.4.6 骨架
9.5 基於邊界的描述
9.5.1 簡單邊界描述符
9.5.2 形狀數
9.5.3 邊界矩
9.6 基於區域的描述
9.6.1 簡單區域描述符
9.6.2 拓撲描述符
9.6.3 區域不變矩
練習題

第10章 特徵提取和測量
……．

1.6.1 整體框架和各罩概述
本書從內容和選材上，主要覆蓋了狹義圖像處理的主要內容和狹義圖像分析的基礎內容（本書書名中的“圖像處理”取了其比較廣義的含義）。對照表1.2.2，本書主要涉及其中圖像處理的A1，A3和A4小類，以及圖像分析的B1，B2和B3小類，包括了比較廣義的圖像處理的基本內容。
全書共10章（還有一個附錄A，介紹了一些有關圖像的國際標準）。下面對各章的內容給予簡單概述。
第1章是對圖像處理的概括介紹，包括圖像的基本概念、表達和顯示，以及從圖像技術到圖像工程的發展概述。在對圖像工程的整體討論（包括各個層次、相關學科、技術應用和文獻分類）后，對圖像采集設備和圖像打印中的半調和抖動輸出技術進行了介紹，以使后續章節內容更集中于圖像處理本身。最后還概況了本書的范圍、主要內容及各章要點。
第2章介紹一些有關圖像采集的基礎知識。首先是圖像采集時的成像幾何，從簡到繁介紹了幾種成像模型。接著介紹相關的光度學內容，并給出一個簡單的成像模型。然后討論數字圖像的空間分辨率和幅度分辨率以及它們對視覺質量等的影響。該章另一部分內容與米集得到的圖像中像素之間的空間關系有關。圖像是由像素在空間以一定形式排列構成的，圖像的內容與不同像素的不同排列方式有關。所以，該章介紹了像素的鄰域，像素間的鄰接、連接和連通，像素閭的距離等概念。另外，還介紹了對像素進行坐標變換和對圖像進行形態變換，特別是仿射變換的方式和方法。
第3章介紹圖像空域增強的技術。圖像增強的目的是提高圖像的視覺質量，已有的技術主要包括兩類：空域增強和頻域增強。該章介紹了各種常用的空域增強技術，包括：直接利用像素灰度映射進行灰度變換的方法，利用圖像問算術運算和邏輯運算的方法，利用圖像直方圖的統計信息對直方圖進行變換修正的方法，以及一些典型的線性濾波技術和非線性濾波技術。
第4章介紹基本的圖像變換。圖像變換是許多圖像處理和分析技術的基礎。該章首先介紹可分離和正交圖像變換的概念、定義和特點。然后分別介紹了傅里葉變換及主要性質和定理，沃爾什變換和哈達瑪變換以及兩者間的聯系，以及近年在圖像編碼中得到比較廣泛使用的離散余弦變換。最后討論了比較有特色的哈爾變換（也是一種基本的小波變換）和在紋理圖像分析中有優異性能的蓋伯變換。
第5章介紹圖像頻域增強的技術。首先分析了頻域增強的原理，并列出增強所涉及的各個步驟。然后，依次介紹了一些典型的頻域濾波器，包括各種低通濾波器、高通濾波器、帶通和帶阻濾波器，以及相關的陷波濾波器。對每類濾波器，都給出了多種不同的形式。最后還介紹了可同時將圖像亮度范圍進行壓縮和將圖像對比度進行增強的同態濾波器。