MATLAB圖像處理——理論、算法與實例分析

蔡利梅，女，1977年2月生，博士，中國礦業大學信息與控制工程學院副教授，2002年7月參加工作，從事圖像處理與模式識別的教學和研究工作。 2014年在中國礦業大學出版社出版“數字圖像處理”教材一部。從事相關科研工作獲省部級以上科技獎勵8項，其餘科技獎項6項。獲校級優秀教學成果一等獎一項，兩次獲校級畢業設計優秀指導教師，指導畢業設計（論文）曾獲江蘇省普通高等學校本專科優秀畢業設計（論文）二等獎。

目錄

第一篇MATLAB數字圖像處理基礎
第1章數字圖像處理概述
1.1圖像與數字圖像處理
1.1.1圖像
1.1.2數字圖像處理
1.2顏色
1.2.1顏色的表示
1.2.2顏色模型
1.3數字圖像的生成與表示
1.3.1圖像信號的數字化
1.3.2數字圖像類型
1.3.3常用的坐標系
1.3.4常見的數字圖像格式
1.4本章小結

第2章MATLAB基礎知識
2.1MATLAB工作環境
2.1.1MATLAB窗口
2.1.2MATLAB參數設置
2.2MATLAB數據類型
2.2.1數值型數據
2.2.2邏輯型數據
2.2.3字符與字符串
2.2.4結構體
2.2.5元胞數組
2.2.6表
2.2.7函數句柄
2.3矩陣及其運算
2.3.1矩陣的創建
2.3.2常規運算
2.3.3矩陣運算相關函數
2.4MATLAB控制語句
2.4.1條件語句
2.4.2循環語句
2.4.3流程控制語句
2.5MATLAB圖形可視化
2.5.1二維圖形繪制
2.5.2三維圖形繪制
2.6本章小結

第3章MATLAB圖像處理基礎
3.1圖像文件的讀取與顯示
3.1.1圖像文件信息讀取
3.1.2圖像文件數據讀取
3.1.3圖像的顯示
3.1.4像素信息的獲取與顯示
3.1.5局部區域的獲取與顯示
3.1.6圖像數據類型及轉換
3.1.7圖像文件的保存
3.2圖像類型的轉換
3.2.1彩色圖像轉換為灰度圖像
3.2.2多值圖像轉換為二值圖像
3.2.3灰度圖像轉換為彩色圖像
3.2.4索引圖像的轉換
3.3色彩空間轉換
3.3.1RGB空間和HSV空間的轉換
3.3.2RGB空間和YCbCr空間的轉換
3.3.3RGB空間和YIQ空間的轉換
3.3.4RGB空間和LAB空間的轉換
3.4視頻文件的讀寫
3.4.1視頻文件信息讀取
3.4.2視頻文件數據讀取
3.4.3視頻的播放
3.4.4視頻文件的保存
3.5實例
3.6本章小結
第二篇MATLAB圖像基礎處理

第4章圖像基礎性運算
4.1圖像幾何變換
4.1.1圖像幾何變換原理
4.1.2圖像平移
4.1.3圖像鏡像
4.1.4圖像旋轉
4.1.5圖像縮放
4.1.6圖像錯切
4.1.7圖像轉置
4.2圖像代數運算
4.2.1加法運算
4.2.2減法運算
4.2.3乘法運算
4.2.4除法運算
4.2.5邏輯運算
4.3鄰域及模板運算
4.3.1鄰點及鄰域
4.3.2鄰接與連通
4.3.3鄰域處理與模板運算
4.4實例
4.5本章小結

第5章圖像正交變換
5.1離散傅里葉變換
5.1.1離散傅里葉變換的定義
5.1.2離散傅里葉變換的實現
5.1.3離散傅里葉變換的性質
5.1.4離散傅里葉變換在圖像處理中的應用
5.2離散餘弦變換
5.2.1離散餘弦變換的定義
5.2.2離散餘弦變換的實現
5.2.3離散餘弦變換在圖像處理中的應用
5.3KL變換
5.3.1KL變換原理
5.3.2圖像的KL變換及其實現
5.3.3KL變換在圖像處理中的應用
5.4Radon變換
5.4.1Radon變換的原理
5.4.2Radon變換的實現
5.4.3Radon變換的應用
5.5小波變換
5.5.1小波
5.5.2一維小波變換
5.5.3二維小波變換
5.5.4小波變換在圖像處理中的應用
5.6本章小結

第6章圖像增強
6.1灰度級變換
6.1.1線性灰度級變換
6.1.2非線性灰度級變換
6.1.3基於直方圖的灰度級變換
6.2空域濾波
6.2.1噪聲與平滑濾波
6.2.2邊緣與銳化濾波
6.3頻域濾波
6.3.1低通濾波
6.3.2高通濾波
6.3.3基於小波變換的圖像增強
6.4基於照度反射模型的圖像增強
6.4.1同態濾波
6.4.2基於Retinex理論的圖像增強
6.5實例
6.6本章小結

第7章圖像復原
7.1圖像退化與復原
7.2圖像退化函數的估計
7.2.1運動模糊退化函數估計
7.2.2其他退化函數模型
7.3圖像復原的代數方法
7.3.1無約束最小二乘方復原
7.3.2約束復原
7.4典型圖像復原方法及其實現
7.4.1逆濾波復原
7.4.2維納濾波復原
7.4.3等功率譜濾波
7.4.4幾何均值濾波
7.4.5約束最小二乘方濾波
7.4.6RichardsonLucy算法
7.5盲去捲積復原
7.6幾何失真校正
7.7本章小結

第8章圖像數學形態學處理
8.1數學形態學的基本概念
8.2二值圖像數學形態學處理
8.2.1基本形態變換
8.2.2復合形態變換
8.2.3圖像的平滑處理
8.2.4圖像的邊緣提取
8.2.5區域填充
8.2.6擊中擊不中變換
8.2.7細化
8.3灰度圖像數學形態學處理
8.3.1膨脹運算和腐蝕運算
8.3.2開運算和閉運算
8.3.3形態學梯度
8.3.4Tophat和Bottomhat變換
8.4實例
8.5本章小結
第三篇MATLAB圖像分析

第9章圖像分割
9.1閾值分割
9.1.1基於灰度直方圖的閾值選擇
9.1.2基於模式分類思路的閾值選擇
9.1.3其他閾值分割方法
9.2邊界分割
9.2.1霍夫變換
9.2.2邊界跟蹤
9.3區域分割
9.3.1區域生長
9.3.2區域合並
9.3.3區域分裂
9.3.4區域分裂合並
9.4基於聚類的圖像分割
9.5分水嶺分割
9.6實例
9.7本章小結

第10章圖像描述與分析
10.1幾何描述
10.1.1常用幾何特徵
10.1.2幾何特徵計算
10.2形狀描述
10.2.1矩形度
10.2.2圓形度
10.2.3中軸變換
10.3邊界描述
10.3.1邊界鏈碼
10.3.2傅里葉描繪子
10.3.3邊界片段
10.4矩描述
10.4.1矩
10.4.2與矩相關的特徵
10.5紋理描述
10.5.1灰度共生矩陣法
10.5.2灰度差分統計法
10.5.3行程長度統計法
10.5.4LBP特徵
10.6其他描述
10.6.1梯度方向直方圖
10.6.2Haarlike特徵
10.7本章小結
第四篇MATLAB圖像綜合處理

第11章圖像壓縮編碼
11.1圖像編碼的基本理論
11.1.1圖像壓縮的可能性
11.1.2圖像編碼方法的分類
11.1.3圖像編碼壓縮術語簡介
11.2無損壓縮編碼
11.2.1Huffman編碼
11.2.2算術編碼
11.2.3行程長度編碼
11.2.4LZW編碼
11.3預測編碼
11.4變換編碼
11.5JPEG標準
11.6本章小結

第12章圖像匹配
12.1基於灰度的圖像匹配
12.1.1相似性度量
12.1.2圖像配準
12.2角點檢測
12.2.1Moravec角點檢測
12.2.2Harris角點檢測
12.2.3最小特徵值角點檢測
12.2.4SUSAN角點檢測
12.2.5FAST角點檢測
12.3特徵描述
12.3.1SIFT描述子
12.3.2SURF描述子
12.3.3BRISK描述子
12.3.4FREAK描述子
12.3.5MSER描述子
12.3.6特徵描述子提取的實現
12.4特徵匹配
12.5實例
12.6本章小結

第13章MATLAB圖像處理GUI設計
13.1認識GUI
13.1.1設計環境
13.1.2控件
13.1.3菜單
13.1.4對話框
13.2GUI界面設計
13.2.1背景設計
13.2.2菜單設計
13.2.3顯示區設計
13.2.4自定義分割區設計
13.3菜單函數設計
13.3.1文件菜單函數設計
13.3.2圖像分割菜單函數設計
13.3.3自定義分割菜單函數設計
13.3.4退出菜單函數設計
13.4自定義分割設計
13.4.1流程初始化
13.4.2流程設計與實現
13.5本章小結
參考文獻