數(shù)字圖像處理

前言

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及人們?cè)谌粘Ｉ钪袑?duì)圖像信息的不斷需求，數(shù)字圖像處理技術(shù)在近年來(lái)得到了迅速的發(fā)展，成為當(dāng)代科學(xué)研究和應(yīng)用開(kāi)發(fā)中一道亮麗的風(fēng)景線。數(shù)字圖像處理技術(shù)以其信息量大、處理和傳輸方便、應(yīng)用范圍廣等一系列優(yōu)點(diǎn)，成為人類(lèi)獲取信息的重要來(lái)源和利用信息的重要手段，并在宇宙探測(cè)、遙感、生物醫(yī)學(xué)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、軍事、公安、辦公自動(dòng)化等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，顯示出廣泛的應(yīng)用前景。數(shù)字圖像處理技術(shù)已成為計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、生物科學(xué)、氣象學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、工程科學(xué)、醫(yī)學(xué)等學(xué)科的研究熱點(diǎn)，并已成為工科院校電子信息、電氣工程、生物醫(yī)學(xué)工程等專(zhuān)業(yè)的必修課。盡管它很重要，但卻很少有以教材形式編寫(xiě)的涉及數(shù)字圖像處理的理論原理和軟件實(shí)現(xiàn)方面的材料。而本書(shū)恰好是為此目的而編寫(xiě)的。它的主要目標(biāo)是提供一個(gè)用現(xiàn)代軟件工具實(shí)現(xiàn)圖像處理算法的基礎(chǔ)。MATLAB是當(dāng)今美國(guó)很流行的科學(xué)計(jì)算軟件。信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展到今天，科學(xué)計(jì)算在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，在許多方面諸如控制論、時(shí)間序列分析、系統(tǒng)仿真、圖像信號(hào)處理等解決了大量的矩陣及其相應(yīng)的計(jì)算問(wèn)題。自己去編寫(xiě)大量的繁復(fù)的計(jì)算程序，不僅會(huì)消耗大量的時(shí)間和精力，減緩工作進(jìn)程，而且往往質(zhì)量不高。美國(guó)MATHWORK軟件公司推出的MATLAB軟件就是為了給人們提供一個(gè)方便的數(shù)值計(jì)算平臺(tái)而設(shè)計(jì)的。MATLAB是一個(gè)交互式的系統(tǒng)，它的基本運(yùn)算單元是不需指定維數(shù)的矩陣，按照IEEE的數(shù)值計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)（能正確處理無(wú)窮數(shù)Inf（Infinity）、無(wú)定義數(shù)NaN（not—a—number）及其運(yùn)算）進(jìn)行計(jì)算。系統(tǒng)提供了大量的矩陣及其他運(yùn)算函數(shù)，可以方便地進(jìn)行一些很復(fù)雜的計(jì)算，而且運(yùn)算效率極高。

內(nèi)容概要

　　本書(shū)深入淺出，系統(tǒng)全面地介紹了MATLAB在數(shù)字圖像處理中的應(yīng)用。結(jié)合數(shù)字圖像處理的一些最新技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)，以及大量的MATLAB示例，循序漸進(jìn)地講解了MATLAB在數(shù)字圖像處理中的典型應(yīng)用，使讀者能夠盡快理解和掌握使用MATLAB的數(shù)字圖像處理工具對(duì)圖像進(jìn)行處理的方法?！　”緯?shū)以概要形式講述基本理論，并緊密結(jié)合實(shí)踐應(yīng)用研究。全書(shū)共10章。第1章總的來(lái)介紹數(shù)字圖像的相關(guān)論述，第2章介紹數(shù)字圖像處理的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)及相關(guān)運(yùn)算，第3章介紹圖像編碼，第4章介紹圖像復(fù)原，第5章介紹幾何變換，第6章介紹圖像頻域變換，第7章介紹小波變換，第8章介紹圖像增強(qiáng)，第9章介紹圖像分割與邊緣檢測(cè)，第10章介紹圖像特征描述。　　本書(shū)可以作為計(jì)算機(jī)、通信和電子等相關(guān)專(zhuān)業(yè)高年級(jí)本科生、研究生、工程碩士、教師及工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)數(shù)字圖像處理和基本圖形學(xué)技術(shù)的參考書(shū)或?qū)嶒?yàn)教學(xué)指導(dǎo)書(shū)，也可作為本科生和研究生的研究型課程教材。

書(shū)籍目錄

第1章　數(shù)字圖像的相關(guān)論述　　1.1　數(shù)字圖像處理的發(fā)展　　1.2　數(shù)字圖像的相關(guān)概念　　　1.2.1　圖像及其類(lèi)型　　　1.2.2　圖像與數(shù)字圖像　　　1.2.3　其他相關(guān)概念　　　1.2.4　數(shù)字圖像的獲取　　　1.2.5　用矩陣表示數(shù)字圖像　　1.3　數(shù)字圖像的處理方法　　　1.3.1　空域處理法　　　1.3.2　變換域處理法　　1.4　圖像數(shù)字化技術(shù)　　　1.4.1　圖像的數(shù)學(xué)模型　　　1.4.2　圖像的采樣　　　1.4.3　圖像的量化　　1.5　數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展方向　　1.6　圖像的統(tǒng)計(jì)特征　　　1.6.1　圖像的基本統(tǒng)計(jì)分析量　　　1.6.2　數(shù)字圖像的直方圖　　　1.6.3　多維圖像的統(tǒng)計(jì)特性　　1.7　MATLAB簡(jiǎn)介　　　1.7.1　MATLAB的特點(diǎn)　　　1.7.2　MATLAB的界面　　　1.7.3　M文件的編輯調(diào)試　　1.8　圖像讀取與顯示　　1.9　MATLAB圖像處理應(yīng)用示例　　小結(jié)　　習(xí)題　第2章　數(shù)字圖像處理的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)及相關(guān)運(yùn)算　　2.1　線性系統(tǒng)　　　2.1.1　線性系統(tǒng)分析　　　2.1.2　移不變系統(tǒng)分析　　2.2　調(diào)用信號(hào)　　　2.2.1　調(diào)諧信號(hào)分析　　　2.2.2　對(duì)調(diào)諧信號(hào)的響應(yīng)分析　　　2.2.3　系統(tǒng)傳遞函數(shù)分析　　2.3　卷積和濾波　　　2.3.1　連續(xù)卷積分析　　　2.3.2　離散卷積分析　　　2.3.3　濾波分析　　2.4　關(guān)聯(lián)函數(shù)　　　2.4.1　關(guān)聯(lián)函數(shù)的定義分析　　　2.4.2　關(guān)聯(lián)與卷積的關(guān)系分析　　2.5　運(yùn)算類(lèi)型　　2.6　二維系統(tǒng)　　　2.6.1　二維線性系統(tǒng)分析　　　2.6.2　二維位置不變線性系統(tǒng)分析　　　2.6.3　二維系統(tǒng)的梯度算子分析　　2.7　點(diǎn)運(yùn)算　　　2.7.1　線性點(diǎn)運(yùn)算分析　　　2.7.2　非線性點(diǎn)運(yùn)算分析　　　2.7.3　直方圖修正分析　　2.8　代數(shù)運(yùn)算　　　2.8.1　代數(shù)運(yùn)算的意義　　　2.8.2　加法運(yùn)算　　　2.8.3　減法運(yùn)算　　　2.8.4　乘法運(yùn)算　　　2.8.5　除法運(yùn)算　　2.9　特定區(qū)域處理　　　2.9.1　指定感興趣區(qū)域　　2.9.2　特定區(qū)域?yàn)V波　　　2.9.3　特定區(qū)域填充　　小結(jié)　　習(xí)題　第3章　圖像編碼　　3.1　圖像編碼基礎(chǔ)　　　3.1.1　圖像壓縮編碼的必要性　　　3.1.2　圖像壓縮編碼的可能性　……第4章　圖像復(fù)原第5章　幾何變換　第6章　圖像頻域變換　第7章　小波變換　第8章　圖像增強(qiáng)第9章　圖像分割與邊緣檢測(cè)第10章　圖像特征描述參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章數(shù)字圖像的相關(guān)論述數(shù)字圖像處理(Digital Image Processing)是指用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行的處理，因此也稱(chēng)為計(jì)算機(jī)圖像處理（Compeer Image Processing）。數(shù)字圖像處理主要有兩個(gè)目的：其一，為了便于分析而對(duì)圖像信息進(jìn)行改進(jìn)；其二，為使計(jì)算機(jī)自動(dòng)理解而對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、傳輸及顯示。1.1 數(shù)字圖像處理的發(fā)展圖像是人類(lèi)獲取信息、表達(dá)信息和傳遞信息的重要手段。因此，數(shù)字圖像處理技術(shù)已經(jīng)成為信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、工程科學(xué)、地球科學(xué)等諸多方面的學(xué)者研究圖像的有效工具。數(shù)字圖像處理發(fā)展歷史并不長(zhǎng)，起源于20世紀(jì)20年代。當(dāng)時(shí)，人們通過(guò)Bartlane海底電纜圖像傳輸系統(tǒng)，從倫敦到紐約傳輸了一幅經(jīng)過(guò)數(shù)字壓縮后的照片，從而把傳輸時(shí)間從一周多縮短至3小時(shí)。為了傳輸圖片，該系統(tǒng)首先在傳輸端進(jìn)行圖像編碼，然后在接收端用特殊打印設(shè)備重構(gòu)該圖片。盡管這一應(yīng)用已經(jīng)包含了數(shù)字圖像處理的知識(shí)，但還稱(chēng)不上真正意義的數(shù)字圖像處理，因?yàn)樗鼪](méi)有涉及計(jì)算機(jī)。事實(shí)上，數(shù)字圖像處理需要很大的存儲(chǔ)空間和計(jì)算能力，其發(fā)展受到數(shù)字計(jì)算機(jī)和包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、顯示和傳輸?shù)认嚓P(guān)技術(shù)的發(fā)展的制約。因此，數(shù)字圖像處理的歷史與計(jì)算機(jī)的發(fā)展密切相關(guān)，數(shù)字圖像處理的真正歷史是從數(shù)字計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)開(kāi)始的。

編輯推薦

《數(shù)字圖像處理(MATLAB版)》：從基本理論、方法到技術(shù)都予以介紹；通過(guò)簡(jiǎn)單MATLAB程序即可實(shí)踐理論知識(shí)；介紹典型應(yīng)用啟迪讀者應(yīng)用靈感。《數(shù)字圖像處理(MATLAB版)》系統(tǒng)介紹了數(shù)字圖像處理所涉及的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、基本算法、各種典型方法和實(shí)用的處理技術(shù)，并根據(jù)編者近年來(lái)從事相關(guān)科研、教學(xué)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，列舉了大量實(shí)例?！稊?shù)字圖像處理(MATLAB版)》的特點(diǎn)是利用MATLAB作為工具來(lái)解決數(shù)字圖像處理的問(wèn)題：知識(shí)全面、新穎——從圖像形成到數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，再到數(shù)字圖像處理的基本理論、方法和技術(shù)，都予以介紹，同時(shí)還增加了對(duì)新理論、新方法和新技術(shù)的介紹。實(shí)用性強(qiáng)——對(duì)于一些應(yīng)用必須考慮的問(wèn)題，如圖像采樣的標(biāo)準(zhǔn)等知識(shí)特別加以詳細(xì)的介紹。理論與實(shí)踐相結(jié)合——給出了MATLAB圖像處理的程序，使讀者對(duì)所學(xué)的理論知識(shí)只需通過(guò)簡(jiǎn)單的MATLAB程序即可進(jìn)行圖像處理實(shí)踐，大大提高了學(xué)習(xí)的興趣。啟迪應(yīng)用靈感——通過(guò)介紹數(shù)字圖像處理的典型應(yīng)用來(lái)啟迪讀者的應(yīng)用靈感，進(jìn)而起到拋磚引玉的作用。

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