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第一部分 MATLAB及图像处理基础3

第1章 MATLAB基础知识3

1.1 MATLAB概述与桌面操作3

1.1.1 MATLAB系统的构成3

1.1.2 MATLAB的发展历程4

1.1.3 命令行窗口4

1.1.4 M文件编辑器窗口7

1.1.5 帮助系统窗口8

1.1.6 图形窗口9

1.1.7 当前文件夹窗口11

1.2 查询帮助命令11

1.2.1 help命令12

1.2.2 模糊寻找13

1.3 MATLAB变量及表达式13

1.3.1 数值与变量13

1.3.2 表达式16

1.4 符号运算17

1.4.1 创建符号变量17

1.4.2 数值与符号的转换19

1.4.3 数值矩阵转换为符号矩阵19

1.4.4 符号替换20

1.4.5 常用的符号运算20

1.4.6 关系运算和逻辑运算22

1.5 程序流程控制语句22

1.5.1 数据的输入与输出22

1.5.2 顺序结构23

1.5.3 判断语句23

1.5.4 分支语句25

1.5.5 for循环语句与while循环语句26

本章小结27

第2章 MATLAB矩阵及其运算28

2.1 矩阵的创建28

2.1.1 直接输入法28

2.1.2 载入外部数据文件29

2.1.3 利用MATLAB内置函数30

2.1.4 利用M文件编辑器31

2.2 矩阵的寻访31

2.2.1 下标元素访问32

2.2.2 单元素访问33

2.2.3 多元素访问33

2.3 矩阵的拼接34

2.4 矩阵的运算39

2.4.1 矩阵的加减运算39

2.4.2 矩阵的乘除运算40

2.4.3 矩阵的乘方41

2.4.4 按位运算41

2.4.5 矩阵的行列式与秩42

2.4.6 矩阵的逆与迹43

2.4.7 矩阵的范数及其计算函数43

2.4.8 矩阵的特征值与特征向量44

2.4.9 矩阵的超越函数45

本章小结47

第3章 MATLAB图像处理基础48

3.1 常用图像的文件格式与类型48

3.2 图像处理的基本函数51

3.2.1 图像文件的查询与读取51

3.2.2 图像文件的储存与数据类型转换53

3.2.3 图像显示54

3.3 图像类型的转换60

3.3.1 dither函数60

3.3.2 im2bw函数61

3.3.3 mat2gray函数61

3.3.4 gray2ind函数与grayslice函数62

3.3.5 ind2gray函数与ind2rgb函数63

3.3.6 rgb2gray函数与rgb2ind函数65

3.4 MATLAB的颜色模型转换66

3 4.1 rgb2hsv函数与hsv2rgb函数67

3.4.2 rgb2ntsc函数与ntsc2rgb函数68

3.4.3 rgb2ycbcr函数与ycbcr2rgb函数70

本章小结71

第二部分 MATLAB的常见图像处理技术75

第4章 MATLAB图形的绘制75

4.1 二维绘图75

4.1.1 基本的二维绘图76

4.1.2 figure函数与subplot函数79

4.1.3 二维图形的标注与修饰82

4.1.4 特殊二维图形绘制的实例91

4.2 三维绘图101

4.2.1 三维折线及曲线的绘制101

4.2.2 三维图形坐标标记的函数102

4.2.3 三维网格曲面的绘制103

4.2.4 三维阴影曲面的绘制105

4.2.5 三维图形的修饰与标注109

4.2.6 特殊三维图形的绘制的实例111

本章小结120

第5章 图形用户界面121

5.1 图形用户界面（GUI）简介121

5.1.1 GUI的设计原则及步骤121

5.1.2 GUI模板与设计窗口122

5.2 控制框对象及属性123

5.3 菜单设计132

5.4 对话框设计138

5.4.1 Windows公共对话框139

5.4.2 MATLAB专用对话框142

5.5 GUI的设计工具146

5.5.1 布局编辑器146

5.5.2 对象浏览器147

5.5.3 属性检查器147

5.5.4 对齐对象工具148

5.5.5 Tab顺序编辑器148

5.5.6 菜单编辑器148

5.6 GUI程序设计综合实例150

本章小结157

第6章 图像的基本运算158

6.1 图像的点运算158

6.1.1 点运算的种类158

6.1.2 直方图与点运算160

6.1.3 直方图的均衡化161

6.1.4 直方图规定化163

6.2 图像的代数运算164

6.2.1 图像的加法运算167

6.2.2 图像的减法运算169

6.2.3 图像的乘法运算171

6.2.4 图像的除法运算172

6.3 图像的几何运算172

6.3.1 图像的插值173

6.3.2 旋转与平移变换174

6.3.3 缩放与裁剪变换176

6.3.4 镜像变换179

6.4 图像的仿射变换181

6.4.1 尺度与伸缩变换181

6.4.2 扭曲与旋转变换182

6.5 图像的逻辑运算185

本章小结186

第7章 图像的变换187

7.1 傅里叶变换187

7.1.1 连续傅里叶变换187

7.1.2 离散傅里叶变换188

7.1.3 快速傅里叶变换189

7.1.4 MATLAB的傅里叶变换函数189

7.2 傅里叶变换的性质192

7.2.1 线性与周期性193

7.2.2 缩放性与可分离性193

7 2.3 平移性193

7.2.4 旋转不变性195

7.2.5 平均值与卷积定理195

7.3 离散余弦变换196

7.3.1 一维离散余弦变换196

7.3.2 二维离散余弦变换197

7.3.3 MATLAB的离散余弦变换函数197

7.4 图像的Rador变换200

7.5 沃尔什-哈达玛变换209

7.6 小波变换212

7.6.1 连续小波变换213

7.6.2 离散小波变换213

本章小结216

第8章 图像压缩编码217

8.1 图像压缩编码技术217

8.1.1 图像压缩的基本原理217

8.1.2 图像的有损编码和无损编码218

8.2 图像压缩编码评价标准219

8.2.1 压缩率与冗余度219

8.2.2 客观标准219

8.2.3 主观标准220

8.3 常见的图像压缩编码220

8.3.1 哈夫曼编码与算术编码221

8.3.2 香农编码与行程编码226

8.3.3 预测编码231

8.3.4 变换编码239

8.4 小波图像压缩编码244

8.5 图像压缩在数字水印方面的应用249

本章小结253

第9章 图像的增强254

9.1 灰度变换增强254

9.1.1 线性变换与非线性变换254

9.1.2 MATLAB的灰度变换函数257

9.1.3 最大熵方法增强对比度259

9.2 图像的空域滤波增强264

9.2.1 噪声与imnoise函数264

9.2.2 平滑滤波器267

9.2.3 中值滤波器270

9.2.4 自适应滤波器273

9.2.5 锐化滤波器276

9.3 图像的频域滤波增强278

9.3.1 低通滤波器279

9.3.2 高通滤波器285

9.3.3 同态滤波器290

9.4 彩色增强291

9.4.1 真彩色增强292

9.4.2 伪彩色增强292

9.4.3 假彩色增强295

9.5 小波变换在图像增强方面的应用296

9.5.1 小波图像去噪处理296

9.5.2 图像钝化与锐化299

本章小结302

第三部分 MATLAB的高级图像处理技术及其应用305

第10章 图像的复原305

10.1 图像退化模型与估计函数305

10.1.1 连续退化模型306

10.1.2 离散退化模型307

10.1.3 退化估计函数309

10.1.4 MATLAB的图像退化函数311

10.2 图像恢复的方法312

10.2.1 逆滤波复原313

10.2.2 维纳滤波复原313

10.2.3 约束最小二乘方滤波复原314

10.2.4 Lucy-Richardson滤波复原314

10.2.5 盲去卷积滤波复原315

10.2.6 MATLAB的图像恢复的函数315

本章小结322

第11章 图像分割与区域处理323

11.1 图像分割323

11.2 边缘检测324

11.2.1 Roberts算子324

11.2.2 Sobel算子324

11.2.3 Prewitt算子325

11.2.4 Laplacian-Gauss算子325

11.2.5 Canny算子326

11.2.6 MATLAB的边缘检测函数327

11.2.7 小波在图像边缘检测中的应用330

11.3 直线的提取与边界跟踪331

11.3.1 用Hough变换提取直线332

11.3.2 边界跟踪335

11.4 阈值分割338

11.4.1 直方图阈值法338

11.4.2 自动阈值法339

11.4.3 分水岭分割法341

11.4.4 迭代法346

11.5 区域生长与分裂合并348

11.5.1 区域生长348

11.5.2 区域分裂与合并350

11.6 区域处理352

11.6.1 滑动邻域操作352

11.6.2 分离邻域操作356

11.6.3 区域的选择358

11.6.4 区域处理与填充359

本章小结361

第12章 图像的数学形态学362

12.1 数学形态学的基本操作362

12.1.1 结构元素362

12.1.2 膨胀与腐蚀运算366

12.1.3 膨胀和腐蚀的组合运算368

12.2 基于形态学的其他操作371

12.2.1 击中或击不中运算371

12.2.2 骨架的提取372

12.2.3 边界提取与距离变换375

12.2.4 区域填充与移除小目标379

12.2.5 极值的操作382

12.2.6 查找表与对象的特性度量386

12.2.7 光照不均匀的处理392

12.2.8 使用纹理滤波器对图像进行处理395

本章小结397

第13章 MATLAB图像处理综合应用398

13.1 MATLAB在医学图像处理中的应用398

13.1.1 图像负片效果在医学图像处理中的应用398

13.1.2 灰度变换在医学图像处理中的应用399

13.1.3 直方图均衡化在医学图像处理中的应用402

13.1.4 锐化效果在医学图像处理中的应用402

13.1.5 边缘检测效果在医学图像处理中的应用403

13.2 MATLAB在图像特征提取中的应用405

13.2.1 确定图像中的圆形目标405

13.2.2 测量图像的粒度406

13.2.3 测量灰度图像的属性407

13.2.4 测量图像的半径409

13.2.5 测量图像的角度410

13.3 MATLAB在人脸识别中的应用412

13.4 MATLAB在图像配准中的应用414

13.5 MATLAB在检验视频目标中的应用416

本章小结419

附录 图像处理工具箱函数速查表420

参考文献430