數(shù)字圖像處理

前言

隨著計算機科學技術的不斷發(fā)展以及人們在日常生活中對圖像信息的不斷需求，數(shù)字圖像處理技術在近年來得到了迅速的發(fā)展，成為當代科學研究和應用開發(fā)中一道亮麗的風景線。數(shù)字圖像處理技術以其信息量大、處理和傳輸方便、應用范圍廣等一系列優(yōu)點，成為人類獲取信息的重要來源和利用信息的重要手段，并在宇宙探測、遙感、生物醫(yī)學、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、軍事、公安、辦公自動化等領域得到了廣泛應用，顯示出廣泛的應用前景。數(shù)字圖像處理技術已成為計算機科學、信息科學、生物科學、氣象學、統(tǒng)計學、工程科學、醫(yī)學等學科的研究熱點，并已成為工科院校電子信息、電氣工程、生物醫(yī)學工程等專業(yè)的必修課。盡管它很重要，但卻很少有以教材形式編寫的涉及數(shù)字圖像處理的理論原理和軟件實現(xiàn)方面的材料。而本書恰好是為此目的而編寫的。它的主要目標是提供一個用現(xiàn)代軟件工具實現(xiàn)圖像處理算法的基礎。MATLAB是當今美國很流行的科學計算軟件。信息技術、計算機技術發(fā)展到今天，科學計算在各個領域得到了廣泛的應用，在許多方面諸如控制論、時間序列分析、系統(tǒng)仿真、圖像信號處理等解決了大量的矩陣及其相應的計算問題。自己去編寫大量的繁復的計算程序，不僅會消耗大量的時間和精力，減緩工作進程，而且往往質量不高。美國MATHWORK軟件公司推出的MATLAB軟件就是為了給人們提供一個方便的數(shù)值計算平臺而設計的。MATLAB是一個交互式的系統(tǒng)，它的基本運算單元是不需指定維數(shù)的矩陣，按照IEEE的數(shù)值計算標準（能正確處理無窮數(shù)Inf（Infinity）、無定義數(shù)NaN（not—a—number）及其運算）進行計算。系統(tǒng)提供了大量的矩陣及其他運算函數(shù)，可以方便地進行一些很復雜的計算，而且運算效率極高。

內(nèi)容概要

　　本書深入淺出，系統(tǒng)全面地介紹了MATLAB在數(shù)字圖像處理中的應用。結合數(shù)字圖像處理的一些最新技術和發(fā)展趨勢，以及大量的MATLAB示例，循序漸進地講解了MATLAB在數(shù)字圖像處理中的典型應用，使讀者能夠盡快理解和掌握使用MATLAB的數(shù)字圖像處理工具對圖像進行處理的方法。　　本書以概要形式講述基本理論，并緊密結合實踐應用研究。全書共10章。第1章總的來介紹數(shù)字圖像的相關論述，第2章介紹數(shù)字圖像處理的數(shù)學基礎及相關運算，第3章介紹圖像編碼，第4章介紹圖像復原，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，第9章介紹圖像分割與邊緣檢測，第10章介紹圖像特征描述。　　本書可以作為計算機、通信和電子等相關專業(yè)高年級本科生、研究生、工程碩士、教師及工程技術人員學習數(shù)字圖像處理和基本圖形學技術的參考書或實驗教學指導書，也可作為本科生和研究生的研究型課程教材。

書籍目錄

第1章　數(shù)字圖像的相關論述　　1.1　數(shù)字圖像處理的發(fā)展　　1.2　數(shù)字圖像的相關概念　　　1.2.1　圖像及其類型　　　1.2.2　圖像與數(shù)字圖像　　　1.2.3　其他相關概念　　　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　　　1.4.1　圖像的數(shù)學模型　　　1.4.2　圖像的采樣　　　1.4.3　圖像的量化　　1.5　數(shù)字圖像處理技術的發(fā)展方向　　1.6　圖像的統(tǒng)計特征　　　1.6.1　圖像的基本統(tǒng)計分析量　　　1.6.2　數(shù)字圖像的直方圖　　　1.6.3　多維圖像的統(tǒng)計特性　　1.7　MATLAB簡介　　　1.7.1　MATLAB的特點　　　1.7.2　MATLAB的界面　　　1.7.3　M文件的編輯調試　　1.8　圖像讀取與顯示　　1.9　MATLAB圖像處理應用示例　　小結　　習題　第2章　數(shù)字圖像處理的數(shù)學基礎及相關運算　　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　調用信號　　　2.2.1　調諧信號分析　　　2.2.2　對調諧信號的響應分析　　　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　關聯(lián)函數(shù)　　　2.4.1　關聯(lián)函數(shù)的定義分析　　　2.4.2　關聯(lián)與卷積的關系分析　　2.5　運算類型　　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　點運算　　　2.7.1　線性點運算分析　　　2.7.2　非線性點運算分析　　　2.7.3　直方圖修正分析　　2.8　代數(shù)運算　　　2.8.1　代數(shù)運算的意義　　　2.8.2　加法運算　　　2.8.3　減法運算　　　2.8.4　乘法運算　　　2.8.5　除法運算　　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)域濾波　　　2.9.3　特定區(qū)域填充　　小結　　習題　第3章　圖像編碼　　3.1　圖像編碼基礎　　　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　圖像增強第9章　圖像分割與邊緣檢測第10章　圖像特征描述參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第1章數(shù)字圖像的相關論述數(shù)字圖像處理(Digital Image Processing)是指用計算機對數(shù)字圖像進行的處理，因此也稱為計算機圖像處理（Compeer Image Processing）。數(shù)字圖像處理主要有兩個目的：其一，為了便于分析而對圖像信息進行改進；其二，為使計算機自動理解而對圖像數(shù)據(jù)進行存儲、傳輸及顯示。1.1 數(shù)字圖像處理的發(fā)展圖像是人類獲取信息、表達信息和傳遞信息的重要手段。因此，數(shù)字圖像處理技術已經(jīng)成為信息科學、計算機科學、工程科學、地球科學等諸多方面的學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，起源于20世紀20年代。當時，人們通過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)過數(shù)字壓縮后的照片，從而把傳輸時間從一周多縮短至3小時。為了傳輸圖片，該系統(tǒng)首先在傳輸端進行圖像編碼，然后在接收端用特殊打印設備重構該圖片。盡管這一應用已經(jīng)包含了數(shù)字圖像處理的知識，但還稱不上真正意義的數(shù)字圖像處理，因為它沒有涉及計算機。事實上，數(shù)字圖像處理需要很大的存儲空間和計算能力，其發(fā)展受到數(shù)字計算機和包括數(shù)據(jù)存儲、顯示和傳輸?shù)认嚓P技術的發(fā)展的制約。因此，數(shù)字圖像處理的歷史與計算機的發(fā)展密切相關，數(shù)字圖像處理的真正歷史是從數(shù)字計算機的出現(xiàn)開始的。

編輯推薦

《數(shù)字圖像處理(MATLAB版)》：從基本理論、方法到技術都予以介紹；通過簡單MATLAB程序即可實踐理論知識；介紹典型應用啟迪讀者應用靈感?！稊?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)學基礎、基本算法、各種典型方法和實用的處理技術，并根據(jù)編者近年來從事相關科研、教學的實踐經(jīng)驗，列舉了大量實例?！稊?shù)字圖像處理(MATLAB版)》的特點是利用MATLAB作為工具來解決數(shù)字圖像處理的問題：知識全面、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，都予以介紹，同時還增加了對新理論、新方法和新技術的介紹。實用性強——對于一些應用必須考慮的問題，如圖像采樣的標準等知識特別加以詳細的介紹。理論與實踐相結合——給出了MATLAB圖像處理的程序，使讀者對所學的理論知識只需通過簡單的MATLAB程序即可進行圖像處理實踐，大大提高了學習的興趣。啟迪應用靈感——通過介紹數(shù)字圖像處理的典型應用來啟迪讀者的應用靈感，進而起到拋磚引玉的作用。

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