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第1章 绪论1

1.1 图像1

1.1.1 图像表示和显示1

1.1.2 空间分辨率和幅度分辨率4

1.1.3 图像质量6

1.2 图像工程简介8

1.2.1 图像技术和图像工程8

1.2.2 图像工程的3个层次9

1.2.3 图像工程相关学科和领域10

1.2.4 图像工程的技术应用11

1.2.5 图像工程文献统计分类11

1.3 图像处理系统13

1.3.1 系统构成框图13

1.3.2 图像采集14

1.3.3 图像显示和打印16

1.3.4 图像存储20

1.3.5 图像处理22

1.4 内容框架和特点22

总结和复习24

第1单元 图像增强29

第2章 空域增强：点操作29

2.1 图像坐标变换29

2.1.1 基本坐标变换30

2.1.2 坐标变换扩展31

2.2 图像间运算34

2.2.1 算术和逻辑运算34

2.2.2 图像间算术运算的应用36

2.3 图像灰度映射39

2.3.1 灰度映射原理39

2.3.2 典型灰度映射40

2.4 直方图变换42

2.4.1 直方图均衡化42

2.4.2 直方图规定化45

总结和复习49

第3章 空域增强：模板操作52

3.1 像素间联系52

3.1.1 像素的邻域和邻接52

3.1.2 像素间的连接和连通53

3.1.3 像素间的距离55

3.2 模板运算57

3.3 线性滤波59

3.3.1 线性平滑滤波60

3.3.2 线性锐化滤波63

3.4 非线性滤波64

3.4.1 非线性平滑滤波65

3.4.2 非线性锐化滤波71

3.4.3 线性和非线性混合滤波72

3.5 局部增强73

总结和复习75

第4章 频域图像增强78

4.1 频域技术原理78

4.2 傅里叶变换79

4.2.1 2-D傅里叶变换80

4.2.2 傅里叶变换定理82

4.2.3 快速傅里叶变换85

4.3 低通和高通滤波86

4.3.1 低通滤波86

4.3.2 高通滤波90

4.4 带通和带阻滤波93

4.5 同态滤波95

4.5.1 亮度成像模型95

4.5.2 同态滤波增强96

总结和复习98

第2单元 图像恢复103

第5章 图像消噪和恢复103

5.1 图像退化及模型103

5.1.1 图像退化示例103

5.1.2 图像退化模型105

5.2 噪声滤除106

5.2.1 噪声描述106

5.2.2 噪声概率密度函数108

5.2.3 均值类滤波器109

5.2.4 排序类统计滤波器111

5.2.5 选择性滤波器113

5.3 无约束恢复115

5.3.1 无约束恢复公式115

5.3.2 逆滤波115

5.4 有约束恢复118

5.4.1 有约束恢复公式118

5.4.2 维纳滤波器118

5.4.3 有约束最小平方恢复120

5.5 交互式恢复121

总结和复习122

第6章 图像校正和修补125

6.1 图像仿射变换125

6.1.1 一般仿射变换125

6.1.2 特殊仿射变换128

6.1.3 变换间的联系130

6.2 几何失真校正131

6.2.1 空间变换132

6.2.2 灰度插值133

6.3 图像修复135

6.3.1 图像修补原理136

6.3.2 全变分模型138

6.3.3 混合模型140

6.4 区域填充140

6.4.1 基于样本的方法141

6.4.2 结合稀疏表达的方法142

总结和复习146

第7章 图像去雾148

7.1 暗通道先验去雾算法及改进149

7.1.1 基本方法149

7.1.2 尺度自适应151

7.1.3 透射率估计153

7.1.4 大气光区域确定155

7.1.5 大气光值校正156

7.1.6 浓雾图像去雾157

7.2 改善失真的综合算法160

7.2.1 改进算法流程160

7.2.2 T空间转换160

7.2.3 透射率空间的大气散射图161

7.2.4 天空区域检测162

7.2.5 对比度增强163

7.3 去雾效果评价163

7.3.1 可见边缘梯度法164

7.3.2 基于视觉感知的评价164

7.3.3 主客观结合的评价实例165

总结和复习168

第8章 图像投影重建170

8.1 投影重建方式170

8.1.1 透射断层成像171

8.1.2 发射断层成像172

8.1.3 反射断层成像173

8.1.4 电阻抗断层成像173

8.1.5 磁共振成像174

8.2 投影重建原理175

8.2.1 基本模型175

8.2.2 拉东变换176

8.3 傅里叶反变换重建176

8.4 逆投影重建179

8.4.1 逆投影重建原理179

8.4.2 卷积逆投影重建180

8.4.3 其他逆投影重建方法183

8.5 迭代重建186

8.5.1 迭代重建模型186

8.5.2 代数重建技术187

8.5.3 最大似然-最大期望重建算法189

8.6 综合重建方法191

总结和复习192

第3单元 图像编码197

第9章 图像编码基础197

9.1 图像压缩原理197

9.1.1 数据冗余197

9.1.2 图像编解码199

9.1.3 图像保真度和质量201

9.2 编码定理202

9.2.1 信息单位和信源描述202

9.2.2 无失真编码定理204

9.2.3 率失真编码定理206

9.3 位平面编码208

9.3.1 位平面的分解208

9.3.2 位平面的编码210

9.4 变长编码212

9.4.1 哥伦布编码213

9.4.2 哈夫曼编码214

9.4.3 香农-法诺编码216

9.4.4 算术编码217

总结和复习219

第10章 图像变换编码221

10.1 可分离和正交图像变换221

10.2 离散余弦变换222

10.3 正交变换编码224

10.3.1 正交变换编码系统224

10.3.2 子图像尺寸选择225

10.3.3 变换选择226

10.3.4 比特分配227

10.4 小波变换230

10.4.1 小波变换基础230

10.4.2 1-D小波变换233

10.4.3 快速小波变换234

10.4.4 2-D小波变换236

10.5 小波变换编码238

10.5.1 小波变换编解码系统238

10.5.2 基于提升小波的编码240

总结和复习241

第11章 更多图像编码方法243

11.1 基于符号的编码243

11.2 LZW编码244

11.3 预测编码248

11.3.1 无损预测编码248

11.3.2 有损预测编码249

11.4 矢量量化255

11.5 准无损编码258

11.6 比较和评述260

11.6.1 不同方法特性的比较260

11.6.2 其他编码方法261

总结和复习263

第4单元 拓展技术269

第12章 图像信息安全269

12.1 水印原理和特性270

12.1.1 水印的嵌入和检测270

12.1.2 水印特性271

12.1.3 水印分类272

12.2 DCT域图像水印274

12.2.1 无意义水印算法274

12.2.2 有意义水印算法276

12.3 DWT域图像水印277

12.3.1 人眼视觉特性277

12.3.2 小波水印算法279

12.4 水印性能评判281

12.4.1 失真测度281

12.4.2 基准测量和攻击281

12.4.3 水印性能测试示例283

12.5 图像认证和取证286

12.5.1 基本概念286

12.5.2 图像被动取证288

12.5.3 图像可逆认证288

12.5.4 图像取证示例289

12.5.5 图像反取证290

12.6 图像信息隐藏292

12.6.1 信息隐藏技术分类292

12.6.2 基于迭代混合的图像隐藏293

总结和复习296

第13章 彩色图像处理299

13.1 彩色视觉和色度图299

13.1.1 彩色视觉基础299

13.1.2 三基色与色匹配300

13.1.3 色度图301

13.2 彩色模型304

13.2.1 面向硬设备的彩色模型304

13.2.2 面向视觉感知的彩色模型306

13.3 伪彩色增强309

13.4 真彩色处理311

13.4.1 处理策略312

13.4.2 单分量变换增强313

13.4.3 全彩色增强315

13.4.4 全彩色滤波和消噪316

总结和复习320

第14章 视频图像处理324

14.1 视频表达和格式324

14.1.1 视频基础324

14.1.2 彩色电视制式329

14.2 运动分类和表达330

14.3 运动检测334

14.3.1 利用图像差的运动检测334

14.3.2 基于模型的运动检测336

14.3.3 频率域运动检测337

14.4 视频滤波339

14.4.1 基于运动检测的滤波339

14.4.2 基于运动补偿的滤波340

14.4.3 消除匀速直线运动模糊343

14.5 视频预测编码344

总结和复习346

第15章 多尺度图像处理348

15.1 多尺度表达348

15.2 高斯和拉普拉斯金字塔351

15.2.1 高斯金字塔351

15.2.2 拉普拉斯金字塔352

15.2.3 原始图像的重建353

15.3 多尺度变换技术354

15.3.1 3类多尺度变换技术354

15.3.2 多尺度变换技术比较357

15.4 基于多尺度小波的处理359

15.5 超分辨率技术361

15.5.1 基本模型和技术分类361

15.5.2 基于单幅图像的超分辨率复原363

15.5.3 基于多幅图像的超分辨率重建364

15.5.4 基于示例的学习方法365

15.5.5 基于稀疏表达的超分辨率重建368

15.5.6 基于局部约束线性编码的超分辨率重建370

总结和复习374

附录A 图像国际标准376

A.1 国际标准376

A.2 二值图像压缩国际标准377

A.3 静止图像压缩国际标准378

A.4 运动图像压缩国际标准382

A.5 多媒体国际标准389

部分思考题和练习题解答395

参考文献400

主题索引412