圖像處理和分析教程(第2版)

圖像處理和分析教程(第2版)

《圖像處理和分析教程(第2版)》是2016年人民郵電出版社出版的圖書,作者是章毓晉。

基本信息

【作者】章毓晉【編輯】武恩玉
【ISBN】978-7-115-41002-3【日期】2016-01
【版次】2【印次】1
【頁數】360頁【字數】608千字
【開本】16【定價】49.8元

圖書簡介

本教材為第2版,系統地介紹圖像處理和分析的一些基本原理、典型方法和實用技術。內容包括圖像採集、空域圖像增強、頻域圖像增強、圖像恢復、圖像投影重建、圖像編碼基礎、圖像編碼技術和標準、基本圖像分割技術、典型圖像分割算法、目標表達和描述、特徵提取和測量誤差、彩色圖像處理和分析、視頻圖像處理和分析、數學形態學方法。

目錄

第1章 緒論 1

1.1 圖像概述 1

1.1.1 基本概念和術語 1

1.1.2 不同波段的圖像示例 2

1.1.3 不同類型的圖像示例 5

1.1.4 圖像套用領域 9

1.2 圖像工程概述 10

1.2.1 圖像工程的三個層次 10

1.2.2 相關學科 11

1.2.3 圖像處理分析系統的組成 12

1.3 圖像表示和顯示 13

1.3.1 圖像和像素的表示 13

1.3.2 圖像顯示 14

1.4 圖像存儲與格式 16

1.4.1 圖像存儲器件 16

1.4.2 圖像檔案格式 17

1.5 本書內容提要 19

1.5.1 圖像技術分類和選取 19

1.5.2 圖像處理和圖像分析 19

1.5.3 如何學習使用本書 21

總結和複習 22

第2章 圖像採集 25

2.1 幾何成像模型 25

2.1.1 投影成像幾何 26

2.1.2 基本成像模型 27

2.1.3 一般成像模型 29

2.2 亮度成像模型 31

2.3 採樣和量化 32

2.3.1 空間解析度和幅度解析度 32

2.3.2 圖像質量與採樣和量化 34

2.4 像素間聯繫 36

2.4.1 像素鄰域 36

2.4.2 像素間距離 37

2.5 圖像坐標變換和套用 39

2.5.1 基本坐標變換 39

2.5.2 仿射變換 41

2.5.3 幾何失真校正 42

總結和複習 45

第3章 空域圖像增強 48

3.1 灰度映射 48

3.1.1 灰度映射原理 48

3.1.2 灰度映射示例 50

3.2 圖像運算 51

3.2.1 算術運算 52

3.2.2 邏輯運算 53

3.3 直方圖修正 55

3.3.1 直方圖均衡化 55

3.3.2 直方圖規定化 58

3.4 空域濾波 62

3.4.1 原理和分類 62

3.4.2 線性平滑濾波器 63

3.4.3 線性銳化濾波器 64

3.4.4 非線性平滑濾波器 65

3.4.5 非線性銳化濾波器 67

總結和複習 68

第4章 頻域圖像增強 71

4.1 傅立葉變換 72

4.1.1 2-D傅立葉變換 72

4.1.2 傅立葉變換定理 73

4.1.3 傅立葉變換特性 75

4.2 低通濾波器 75

4.2.1 理想低通濾波器 76

4.2.2 實用低通濾波器 77

4.3 高通濾波器 79

4.3.1 基本高通濾波器 80

4.3.2 特殊高通濾波器 81

4.4 帶阻帶通濾波器 83

4.4.1 帶阻濾波器 83

4.4.2 帶通濾波器 84

4.4.3 陷波濾波器 85

4.4.4 互動消除周期噪聲 86

4.5 同態濾波器 87

4.6 空域技術與頻域技術 89

4.6.1 空域技術的頻域分析 89

4.6.2 空域或頻域技術的選擇 90

總結和複習 91

第5章 圖像恢復 94

5.1 圖像退化和噪聲 95

5.1.1 圖像退化示例 95

5.1.2 基本退化模型 96

5.1.3 典型噪聲介紹 96

5.1.4 噪聲機率密度函式 98

5.2 空域噪聲濾波器 100

5.2.1 均值濾波器 100

5.2.2 排序統計濾波器 102

5.3 組合濾波器 103

5.3.1 混合濾波器 103

5.3.2 選擇性濾波器 104

5.4 無約束恢復 106

5.4.1 無約束恢復模型 106

5.4.2 逆濾波 107

5.5 有約束恢復 108

5.5.1 有約束恢復模型 108

5.5.2 維納濾波器 108

5.6 圖像修復 109

5.6.1 圖像修復原理 110

5.6.2 圖像修復示例 110

5.7 圖像超解析度 112

5.7.1 基本模型 112

5.7.2 基於單幅圖像的超解析度復原 113

5.7.3 基於多幅圖像的超解析度重建 114

總結和複習 115

第6章 圖像投影重建 117

6.1 投影重建方式 117

6.1.1 透射斷層成像 117

6.1.2 發射斷層成像 119

6.1.3 反射斷層成像 120

6.1.4 電阻抗斷層成像 121

6.1.5 磁共振成像 121

6.2 投影重建原理 122

6.2.1 基本模型 122

6.2.2 拉東變換 123

6.2.3 逆投影 124

6.3 傅立葉反變換重建 125

6.3.1 基本步驟和定義 126

6.3.2 傅立葉反變換重建公式 126

6.3.3 頭部模型重建 128

6.4 卷積逆投影重建 130

6.4.1 連續公式推導 130

6.4.2 離散計算 130

6.4.3 扇束投影重建 131

6.5 級數展開重建 133

6.5.1 重建模型 133

6.5.2 代數重建技術 134

6.5.3 級數法的一些特點 135

6.6 疊代變換重建 135

總結和複習 136

第7章 圖像編碼基礎 139

7.1 圖像壓縮和數據冗餘 139

7.1.1 圖像壓縮原理 140

7.1.2 數據冗餘類型 140

7.2 圖像保真度 143

7.2.1 客觀保真度準則 143

7.2.2 主觀保真度準則 144

7.3 編碼定理 144

7.3.1 信息和信源描述 144

7.3.2 無失真編碼定理 145

7.4 變長編碼 147

7.4.1 哥倫布編碼 147

7.4.2 香農-法諾編碼 148

7.4.3 哈夫曼編碼 149

7.4.4 算術編碼 152

7.5 位平面編碼 154

7.5.1 位面分解 154

7.5.2 位面編碼 157

總結和複習 158

第8章 圖像編碼技術和標準 161

8.1 預測編碼 161

8.1.1 無損預測編碼 161

8.1.2 有損預測編碼 163

8.2 餘弦變換編碼 167

8.2.1 離散餘弦變換 167

8.2.2 基於DCT的編碼 169

8.3 小波變換編碼 171

8.3.1 小波變換基礎 171

8.3.2 離散小波變換 173

8.3.3 基於DWT的編碼 174

8.3.4 基於提升小波的編碼 175

8.4 圖像壓縮國際標準 176

8.4.1 二值圖像壓縮國際標準 176

8.4.2 灰度圖像壓縮國際標準 177

總結和複習 181

第9章 基本圖像分割技術 183

9.1 圖像分割定義和技術分類 183

9.1.1 圖像分割定義 183

9.1.2 圖像分割技術分類 184

9.2 並行邊界技術 184

9.2.1 邊緣及檢測原理 184

9.2.2 一階導數運算元 185

9.2.3 二階導數運算元 187

9.2.4 邊界閉合 190

9.3 串列邊界技術 191

9.3.1 圖搜尋 191

9.3.2 動態規劃 192

9.4 並行區域技術 193

9.4.1 原理和分類 194

9.4.2 全局閾值的選取 195

9.4.3 局部閾值的選取 197

9.4.4 動態閾值的選取 200

9.5 串列區域技術 200

9.5.1 區域生長 201

9.5.2 分裂合併 202

總結和複習 203

第10章 典型圖像分割算法 205

10.1 SUSAN檢測運算元 205

10.1.1 USAN原理 205

10.1.2 SUSAN運算元邊緣檢測 206

10.2 主動輪廓模型 209

10.2.1 主動輪廓 209

10.2.2 設計能量函式 210

10.3 特色的取閾值技術 213

10.3.1 多解析度閾值選取 213

10.3.2 類間最大交叉熵閾值 214

10.3.3 類內最小模糊散度閾值 216

10.3.4 藉助過渡區選擇閾值 218

10.3.5 特徵空間聚類 220

10.4 分水嶺分割算法 221

總結和複習 224

第11章 目標表達和描述 227

11.1 目標標記 227

11.2 基於邊界的表達 229

11.2.1 技術分類 229

11.2.2 鏈碼 229

11.2.3 邊界段和凸包 231

11.2.4 邊界標記 231

11.2.5 多邊形 233

11.2.6 地標點 234

11.3 基於區域的表達 235

11.3.1 技術分類 235

11.3.2 空間占有數組 235

11.3.3 四叉樹 236

11.3.4 金字塔 236

11.3.5 圍繞區域 237

11.3.6 骨架 238

11.4 基於邊界的描述 240

11.4.1 簡單邊界描述符 240

11.4.2 形狀數 242

11.4.3 邊界矩 243

11.5 基於區域的描述 243

11.5.1 簡單區域描述符 243

11.5.2 拓撲描述符 245

11.5.3 不變矩 245

總結和複習 247

第12章 特徵提取和測量誤差 249

12.1 區域紋理特徵及測量 249

12.1.1 統計法 249

12.1.2 結構法 253

12.1.3 頻譜法 256

12.2 區域形狀特徵及測量 258

12.2.1 形狀緊湊性 258

12.2.2 形狀複雜性 262

12.3 拓撲結構描述參數 264

12.4 特徵測量的準確度 265

12.4.1 準確度和精確度 265

12.4.2 影響測量準確度的因素 267

12.4.3 直線長度測量 267

總結和複習 268

第13章 彩色圖像處理和分析 271

13.1 基於物理的彩色模型 271

13.1.1 三基色模型 272

13.1.2 基於三基色的模型 273

13.2 基於感知的彩色模型 274

13.2.1 HSI模型 275

13.2.2 其他彩色感知模型 277

13.3 偽彩色增強 279

13.4 真彩色增強 281

13.4.1 處理策略 281

13.4.2 彩色單分量增強 282

13.4.3 全彩色增強 284

13.5 彩色圖像消噪 286

13.6 彩色圖像分割 289

13.6.1 彩色空間的選擇 289

13.6.2 彩色圖像分割策略 290

總結和複習 291

第14章 視頻圖像處理和分析 293

14.1 視頻表達和格式 293

14.2 運動信息檢測 297

14.2.1 基於攝像機模型的檢測 297

14.2.2 基於差圖像的檢測 299

14.3 視頻濾波 301

14.3.1 基於運動檢測的濾波 301

14.3.2 基於運動補償的濾波 302

14.3.3 消除勻速直線運動模糊 304

14.4 視頻壓縮國際標準 305

14.5 背景建模 310

14.5.1 基本原理 310

14.5.2 典型實用方法 311

14.5.3 效果示例 312

總結和複習 313

第15章 數學形態學方法 316

15.1 二值形態學基本運算 316

15.1.1 膨脹和腐蝕 317

15.1.2 開啟和閉合 318

15.2 二值形態學組合運算 320

15.2.1 擊中-擊不中變換 321

15.2.2 組合運算 323

15.3 二值形態學實用算法 326

15.4 灰度形態學基本運算 328

15.4.1 灰度圖像排序 328

15.4.2 灰度膨脹和腐蝕 329

15.4.3 灰度開啟和閉合 333

15.5 灰度形態學組合運算 334

總結和複習 336

部分思考題和練習題的參考解答 339

參考文獻 344

索引 352

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