实用数字图像处理 (2010 年度畅销榜NO.39443 )

本书注重理论和实践的结合，突出处理思想：基本概念论述明确，数理模型推导明晰，所选实例取材广泛、简明实用，具有较强的可操作性；内容丰富，反映了图像信息处理学科的一些重要成果和新进展，具有基础性、实用性和前瞻性。
全书共分13章，前三章偏重于基本概念和基础理论介绍，后面各章按技术专题划分，使理论和实践结合得更加紧密，编排更有条理。
附录收录了2000～2004年信息处理学科的国内外精选参考文献546篇，拓宽了本书的专题范围(如神经网络和光信息处理等)，可使读者跟踪该技术的发展动态，达到深入理解书中相关专题知识和开阔视野的目的。
本书可作为电子信息、通信及其他相关专业高年级本科生和研究生的教学用书，也可供从事图像处理研究和开发的科技人员参考。

序
前言
第1章 绪论
1.1 概述
1.2 数字图像处理研究的内容
1.3 数字图像处理的应用和发展
1.4 数字图像处理的基本要求
1.5 本书的内容. 章节安排和特点
参考文献
第2章 图像的基础知识和数学模型
2.1 图像信息基础知识
2.1.1 σ函数
2.1.2 线性系统
2.2 光度学基础知识
2.2.1 辐射度学度量
2.2.2 视见函数和光度学度量
2.3 视觉特性
2.3.1 视觉亮度范围和对比灵敏度
2.3.2 主观亮度感觉
2.3.3 Mach带效应
2.3.4 视觉的空间和时间频率特性
2.3.5 视觉模型
2.4 图像质量评价
2.4.1 概述
2.4.2 黑白图像的保真度计算
2.5 图像的数学描述
2.5.1 图像的函数表示
2.5.2 图像的统计表示
2.5.3 图像处理的统计模型
2.6 图像数字化
2.6.1 概述
2.6.2 取样原理和方法
2.6.3 图像量化
2.6.4 取样. 量化和图像细节
习题
参考文献
第3章 图像正交变换
3.1 线性变换
3.1.1 线性变换的一般表达式
3.1.2 线性变换图像的统计参数
3.1.3 线性变换的基函数和基图像
3.2 二维Fourier变换
3.2.1 二维Fourier变换表达式
3.2.2 一些常用函数的Fourier变换
3.3 二维离散Fourier变换的性质
3.3.1 变换域的周期性
3.3.2 可分性
3.3.3 线性——加法定理
3.3.4 缩放性定理
3.3.5 位移定理
3.3.6 旋转不变性
3.3.7 180°旋转
3.3.8 平均值
3.3.9 对称性
3.3.10 共轭对称性
3.3.11 差分
3.3.12 和分
3.3.13 微分性质
3.3.14 卷积定理
3.3.15 相关定理
3.3.16 乘积定理
3.3.17 巴塞伐定理
3.3.18 投影性质
3.3.19 二维Fourier变换性质的归纳
3, 4 快速Fourier变换(FFT)
3.4.1 FFT算法的基本原理
3.4.2 FFT算法流程图
3.5 圆对称函数和Hankel变换
3.5.1 圆对称函数
3.5.2 Hankel变换
3.6 正弦型变换
3.6.1 离散余弦变换
3.6.2 离散正弦变换
3.7 方波型变换
3.7.1 离散Walsh变换
3.7.2 离散Hadamard变换
3.7.3 Haar变换
3.7.4 Slant变换
3.8 基于特征向量的变换：离散K-L变换
3.8.1 基本原理
3.8.2 变换矩阵的求解
3.8.3 K-L变换的算法
习题
参考文献
第4章 小波分析
4.1 引言
4.1.1 波和小波
4.1.2 概念. 定义及其符号
4.2 信号的时频分析
4.2.1 基本概念
4.2.2 短时Fourier变换
4.2.3 时频信号的展开与恢复
4.2.4 Gabor变换
4.3 从Fourier分析到小波分析
4.3.1 从SFT到小波变换
4.3.2 一维WT
4.3.3 二维和高维WT
4.4 多分辨率分析的一般理论
4.4.1 多分辨率分析的发展背景
4.4.2 空间分解
4.4.3 信号的多分辨率逼近
4.4.4 小波分解与重构
4.4.5 双正交(对偶)小波变换
4.5 小波包分析
4.5.1 小波包的定义
4.5.2 小波包的Fourier变换及性质
4.5.3 小波包的正交分解
4.5.4 小波包算法
4.6 离散小波变换
4.6.1 滤波器族理论
4.6.2 多分辨率分析的金字塔编码算法
4.6.3 子带编码和解码
4.6.4 快速小波变换算法
4.7 离散小波变换的设计
4.7.1 基本小波
4.7.2 尺度函数和小波函数的构造
4.7.3 计算小波变换
4.7.4 二维离散小波变换
4.8 小波变换的应用
4.8.1 一维小波分析的应用
4.8.2 二维小波分析的应用
习题
参考文献
第5章 图像增强
5.1 灰度变换
5.1.1 线性灰度变换
5.1.2 分段线性变换
5.1.3 非线性变换
5.2 直方图修正
5.2.1 直方图变换原理
5.2.2 直方图均衡化
5.2.3 直方图规定化
5.3 噪声清除
5.3.1 简单邻域平均法
5.3.2 域值邻域平均法
5.3.3 加权邻域平均法
5.3.4 空域低通(卷积)滤波
5.3.5 中值滤波
5.4 锐化
5.4.1 统计差值法
5.4.2 离散空间差分法
5.4.3 空域高通滤波
5.4.4 组合运用
5.5 频域滤波增强
5.5.1 低通滤波
5.5.2 高通滤波
5.6 同态滤波
5.7 彩色增强
5.7.1 伪彩色技术
5.7.2 假彩色技术
习题
参考文献
第6章 图像复原
6.1 概述
6.2 图像退化模型
6.3 成像系统及其传函分析
6.3.1 衍射受限光学成像系统分析
6.3.2 几个典型的退化系统的传函
6.4 线性滤波图像复原方法
6.4.1 无约束复原
6.4.2 约束最小二乘方复原
6.4.3 参数化Wiener滤波器
6.4.4 平滑约束滤波器
6.4.5 等功率谱滤波
6.4.6 局部统计法滤波——线性均方差估计
6.5 非线性统计复原
6.5.1 最大后验估计
6.5.2 最大似然估计
6.5.3 最大熵估计
6.6 奇异值分解(SVD)的广义逆复原法
6.6.1 矩阵的SVD
6.6.2 广义逆(伪逆)
6.6.3 SVD伪逆空间图像复原
6.7 随机时变PSF
6.7.1 经典复原方法
6.7.2 大气传函模型
6.8 随机时变PSF的识别和盲目复原
6.8.1 由退化图像频谱识别OTF
6.8.2 大气OTF的参数识别
6.8.3 时变MTF的盲目复原
6.9 交互式复原
习题
参考文献
第7章 图像压缩编碉
7.1 概述
7.2 信息论基本知识
7.2.1 信息量, 信源和图像熵
7.2.2 条件熵
7.2.3 互信息量, 联合熵, 信道容量
7.3 熵编码方法
7.3.1 编码技术的基本概念
7.3.2 不等长码字的编码方法
7.4 无损压缩编码
7.4.1 轮廓编码的概念
7.4.2 等值线跟踪计算——T算法
7.4.3 轮廓起始点的寻找——IP算法
7.4.4 轮廓编码方法
7.5 预测误差编码
7.5.1 线性预测编码
7.5.2 非线性自适应预测编码
7.5.3 最佳量化器设计
7.5.4 自适应量化器
7.6 正交变换编码
7.6.1 变换编码基本原理
7.6.2 几个常用的变换编码简介
7.6.3 子图像的大小和系数的选取
7.6.4 变换编码的自适应技术和混合编码
7.7 二值图形编码
7.7.1 空白块编码
7.7.2 游程长度编码
7.8 编码技术的最新进展——第二代编码方法
习题
参考文献
第8章 图像分割
8.1 概述
8.2 基于灰度阈值的图像分割
8.2.1 灰度阈值法的基本原理
8.2.2 灰度闽值的选取方法
8.3 边界检测方法
8.3.1 微分运算法
8.3.2 常用的其他边界检测微分算子和方法
8.3.3 统计判决法
8.3.4 边界连接
8, 4 匹配检测技术
8.4.1 互相关匹配
8.4.2 基于模板匹配的线检测法
8.5 跟踪技术
8.5.1 光栅跟踪法
8.5.2 全向跟踪法
8.5.3 Hough变换
8.6 基于区域的图像分割
8.6.1 区域生长法(跟踪方法)
8.6.2 无种子点的区域分割法(区域合并方法)
8.6.3 区域分裂法
8.6.4 区域分裂法和合并法的同时运用
8.7 纹理分割法
8.7.1 灰度方向差分测量法
8.7.2 灰度共生矩阵测量法
8.7.3 自相关函数测量法
习题
参考文献
第9章 纹理分析
9.1 概述
9.2 纹理特性的统计分析
9.2.1 灰度差分统计量的分析
9.2.2 灰度共生矩阵的纹理分析
9.2.3 等灰度游程长度的纹理分析
9.2.4 灰度—梯度共生矩阵的纹理分析
9.3 纹理图像的谱分析
9.3.1 图像窗口和纹理谱特征的提取
9.3.2 Fourier功率谱纹理分析
9.3.3 功率谱的特征度量及其在分类中的应用
9.4 纹理特征在图像识别中的应用
9.4.1 特征提取
9.4.2 特征向量
9.4.3 结构纹理
习题
参考文献
单模型
10.3.3 野外波谱测量的大气校正法
10.3.4 用热红外波段做基准的大气近似校正
10.4 基于多光谱特征的统计分类
10.4.1 统计分类的基本方法
10.4.2 光谱形状法分类
10.4.3 简单阈值的统计分类
10.5 动态聚类
10.5.1 K-均值算法
10.5.2 ISODATA算法
10.5.3 动态聚类方法的讨论
10.6 Bayes决策理论
10.6.1 基于最小错误率的Bayes决策
10.6.2 基于最小风险的Bayes决策和最大似然比分类
10.6.3 基于Bayes决策理论的分类器设计
10.7 线性判别分析
10.7.1 线性判别函数的基本概念
10.7.2 Fisher线性判别
10.7.3 两类判别计算实例
习题
参考文献
第11章 图像重建
11.1 概述
11.1.1 CT的发展概况
11.1.2 CT装置的基本结构
11.1.3 CT的基本原理
11.2 Fourier变换重建法
11.2.1 中心切片定理
11.2.2 连续图像的Fourier变换重建
11.2.3 离散图像的Fourier变换重建
11.3 滤波—逆投影重建法
11.3.1 基本原理
11.3.2 重建滤波器的设计
11.3.3 扇束投影的滤波—逆投影法
11.4 Compton散射CT的算法探讨
11.4.1 概述
11.4.2 散射CT机理
11.4.3 散射CT重建原理
11.4.4 散射CT的国外研究动态
习题
参考文献第12章 图像描述
12.1 线描述
12.1.1 邻接与连通, 链码
12.1.2 曲线拟合
12.1.3 闭合曲线的Fourier描述
12.2 矩描述
12.2.1 定义
12.2.2 矩不变性
12.3 区域描述
12.3.1 形状描述的行程码. 投影和四叉树表示
12.3.2 区域的骨架表示
12.3.3 区域形状的几何特征和矩特征
12.4 形态学变换
12.4.1 形态学概述
12.4.2 形态学基本运算
12.4.3 形态学运算的某些性质
12.4.4 腐蚀和膨胀的变体
12.4.5 灰度图像的形态学滤波
习题
参考文献
第13章 几何运算
13.1 概述
13.2 二维几何变换
13.2.1 一般变换矩阵
13.2.2 仿射变换
13.3 多项式变换
13.3.1 基于控制点的双线性空间插值
13.3.2 基于最小二乘法拟合的几何校正
13.4 灰度插值
13.4.1 最近邻插值
13.4.2 双线性陛插值
13.4.3 曲线插值
13.5 三维几何变换和透视变换
13.5.1 三维线性变换
13.5.2 投影变换
13.5.3 透视投影与透视变换
13.6 图像变形技术
13.6.1 不同方位平面的透视投影
13.6.2 曲面投影
13.6.3 地图投影
13.6.4 图像渐变技术
习题
参考文献
附录 2000～2004年精选参考文献

图像处理是一门新兴的技术学科. 陈书海. 傅录祥及其同事在数字图像处理领域从事研究和应用工作20余载, 积累了丰富的经验, 取得了较好的成绩, 并有不少创新的成果在国内外著名刊物上发表. 在总结多年实践经验的基础上, 他们编写了这本数字图像处理的著作, 并尝试作为有关专业的参考教材. 这是一项有意义的工作. 数字图像处理这门学科发展到今天, 其所包含的内容已经相当丰富. 它所涉及的基础知识及应用领域很广泛, 而且还在不断拓宽, 因此要将其全面而系统地编写成篇幅有限的教材绝非易事, 所以可认为该书是一个尝试. 该书的特点是在兼顾基础理论及实际应用的条件下, 做到了取材尽可能详尽, 文字尽可能简练, 提纲挈领地给读者展示了图像信息处理学科的全貌, 因此很有实用价值. 在每一章后给出了有关内容的参考文献, 可引导读者从原著或论文中进一步理解相关内容并开阔视野. 可以认为, 该书适用于高年级大学本科生. 研究生的教学使用及从事数字图像处理研究和开发的科技人员的参考. 在该书的最后, 作者还搜集了最近几年的有关文献目录, 反映了该学科的新近进展, 这一做法值得称道. 2005.5.29

数字图像处理是信息技术中的一门新兴学科, 它在军事. 工业. 科研. 医学等领域获得了广泛运用. 如今, 该学科的运用范围和规模又有了进一步延伸, 特别是在依据“视觉”感知事物的领域, 如遥感. 气象. 视频特技. 体视技术. 工业检测等. 图像处理是一门实用学科, 同时又需要一定的理论基础. 理论和实践相结合是数字图像处理研究和应用的关键, 也是本书力求达到的目标. 因此, 本书在论述上, 力求基本概念明确, 数理模型清晰, 突出处理思想, 在应用实例取材上, 尽量反映一些重要研究方向和应用成果. 书的实用性体现在三个方面： 其一是适用性, 即可适于不同程度读者的使用需求. 一般读者可通过本书掌握基本处理技术, 指导工作实践, 而从事深入研究和系统开发的读者, 则可从本书中找到相应深度的内容. 其二是前沿性, 即反映该学科领域的新近进展, 其中有些是笔者的重要成果. 大量新专题的应用, 促进了算法的创新及学科的发展. 跟踪技术发展是本书著者努力实现的又一目标. 由于在编著过程中, 新近的文献资料不断出现, 正文中虽尽量收集了部分契合内容的新资料, 但限于篇幅, 更多新资料不便在文中体现, 故在本书附录中集中收录了2000～2004年国内外最新的精选参考文献. 其三是基础性, 即着重经典基础理论和技术的介绍. 该学科如今应用的基本技术, 仍然是成熟的经典技术, 虽然新发展的一些算法及理论很多, 但大多数是经典理论的变通和扩展, 或者是对原理的一种创造性解决方案. 所以, 简洁而清晰的基础理论介绍是本书的又一特点. 在本书的编写中, 要特别提到以下同志的工作：严卫东. 陈华. 安斌和边辉在图像分类和纹理分析等章中提供了部分素材和遥感图像, 参与了部分内容的编写, 邱孟通. 魏福利和王培伟在图像增强和图像复原等章中参与了部分示例图像的编程实现和部分内容的编写, 沈曦. 常胜利. 杨建坤和王吉元参与了前三章部分内容的编写, 沈春平搜集了大量文献资料, 并参与精选出2000～2004年最新文献. 对上述同志的辛勤劳动, 在此一并表示感谢. 本书是在西北核技术研究所的任务安排下完成的职务作品, 并得到了相应的支持, 作者在此表示感谢. 由于作者的学识水平及时间的限制, 论述中不免有欠缺和错误, 敬请同行专家们批评指正. 作 者