詳解MATLAB數(shù)字圖像處理

前言

Mathworks公司于2009年3月發(fā)布了MATLAB R2009a。相比以前版本而言，MATLABR2009a不僅包括MATLAB和Simulink的新特性，同時(shí)還包含81個(gè)其他產(chǎn)品模塊的升級(jí)和bug修正。從MATLAB R2009a開(kāi)始，MATLA B和Simulink產(chǎn)品家族軟件在安裝后需要激活才能使用。MATLAB R2009a將引入License Center——在線L,icense管理的工具。MATLAB R2009a新版本中，產(chǎn)品模塊進(jìn)行了一些調(diào)整，如將MATLAB Builder for COM的功能集成到MATLABBuilder for.net中，將Finacial Time Series Toolbox的功能集成到Financial Toolbox中，等等。MATLAB工具是在國(guó)內(nèi)外廣泛流行的數(shù)學(xué)計(jì)算軟件，這些年來(lái)由于市場(chǎng)的肯定，MATLAB軟件得到巨大的發(fā)展，不再局限于初期簡(jiǎn)單矩陣實(shí)驗(yàn)的功能。隨著MATLAB版本的不斷提高，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于所有的科學(xué)和工程計(jì)算領(lǐng)域，如仿真技術(shù)、自動(dòng)控制、信號(hào)處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字圖像處理、小波分析等。MATLAB具有友好的工作平臺(tái)和編程環(huán)境、簡(jiǎn)單易用的程序語(yǔ)言、強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理能力、出色的圖形處理功能、應(yīng)用廣泛的模塊集合工具箱、實(shí)用的程序接口和發(fā)布平臺(tái)、應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)（包括用戶界面）等優(yōu)勢(shì)。本書(shū)是基于MATLAB軟件的強(qiáng)大功能，介紹其在數(shù)字圖像處理中的具體應(yīng)用。本書(shū)是在充分體現(xiàn)MATLAB高級(jí)語(yǔ)言編程的特點(diǎn)、提高用戶分析問(wèn)題及解決問(wèn)題能力的基礎(chǔ)上編寫(xiě)的，具有以下特點(diǎn)：（1）精選內(nèi)容，條理清晰。全書(shū)將基礎(chǔ)知識(shí)、科學(xué)新成果及發(fā)展新動(dòng)向相結(jié)合，系統(tǒng)地展示了MATLAB在數(shù)字圖像處理中的應(yīng)用。（2）重點(diǎn)突出，目的明確。立足基本理論，面向應(yīng)用技術(shù)，以必須、夠用為尺度，以掌握概念、強(qiáng)化應(yīng)用為重點(diǎn)，加強(qiáng)理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用的統(tǒng)一。全書(shū)共分10章。第1章介紹了MATLAB軟件，包括MATLAB的概述、MATLAB的運(yùn)行環(huán)境、MATLAB變量相關(guān)運(yùn)算等內(nèi)容。第2章介紹了數(shù)字圖像的概述，包括圖像及其分類、圖像數(shù)字化技術(shù)、圖像處理和分析等內(nèi)容。第3章介紹了數(shù)字圖像的基本操作，包括顏色空間分析、點(diǎn)運(yùn)算、圖像的代數(shù)運(yùn)算等內(nèi)容。第4章介紹了圖像變換，包括離散傅里葉變換、快速傅里葉變換、離散余弦變換等內(nèi)容。第5章介紹了圖像的增強(qiáng)，包括對(duì)比度的增強(qiáng)分析、直方修正分析等內(nèi)容。第6章介紹了圖像的復(fù)原，包括圖像復(fù)原的體系結(jié)構(gòu)、圖像的退化模型介紹、圖像的模糊與噪聲等內(nèi)容。第7章介紹了圖像的壓縮編碼，包括基本知識(shí)論述、信息理論的基礎(chǔ)、圖像編碼評(píng)價(jià)等內(nèi)容。第8章介紹了圖像的檢測(cè)與分割技術(shù)分析，包括圖像分割基本論述、閾值分割分析等內(nèi)容。第9章介紹了圖像表示與描述，包括形態(tài)學(xué)基本概念及運(yùn)算、形狀表示分析等內(nèi)容。第10章介紹了小波變換在圖像處理中的應(yīng)用分析，包括小波分析的基本知識(shí)、離散與連續(xù)小波變換等內(nèi)容。

內(nèi)容概要

　　 本書(shū)系統(tǒng)論述了數(shù)字圖像處理的基本概念、工作原理及在工程應(yīng)用中的算法，精選了科學(xué)和工程中常用的多個(gè)算法，全部采用MATLAB語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)，并結(jié)合實(shí)例對(duì)算法程序進(jìn)行了驗(yàn)證和分析。其中，詳細(xì)講解了圖像及其分類、圖像數(shù)字化技術(shù)、圖像處理和分析、顏色空間分析、點(diǎn)運(yùn)算、圖像的代數(shù)運(yùn)算、離散傅里葉變換、快速傅里葉變換、離散余弦變換、圖像的增強(qiáng)、圖像的復(fù)原、圖像的壓縮編碼、圖像的檢測(cè)與分割技術(shù)分析、閾值分割分析、圖像表示與描述、形態(tài)學(xué)基本概念及運(yùn)算、形狀表示分析、小波變換在圖像處理中的應(yīng)用分析等內(nèi)容。并對(duì)MATLAB的基礎(chǔ)知識(shí)及使用方法也作了詳細(xì)的介紹。    本書(shū)可作為計(jì)算機(jī)、電子信息及通信等相關(guān)專業(yè)本科生和研究生學(xué)習(xí)用書(shū)，也可作為廣大科研人員、學(xué)者、工程技術(shù)人員的參考書(shū)。

書(shū)籍目錄

第1章  MATLAB介紹	　1.1  MATLAB概述	　　1.1.1  MATLAB的發(fā)展史	　　1.1.2  MATLAB的功能特點(diǎn)	　　1.1.3  MATLAB R2009a的新特點(diǎn)	　1.2  MATLAB的運(yùn)行環(huán)境	　　1.2.1  MATLAB的工作界面	　　1.2.2  MATLAB的幫助系統(tǒng)	　1.3  MATLAB變量相關(guān)運(yùn)算	　　1.3.1  標(biāo)識(shí)符號(hào)	　　1.3.2  變量的基本規(guī)則和類型	　　1.3.3  矩陣及其元素賦值	　　1.3.4  基本賦值矩陣	　　1.3.5  字符數(shù)組	　　1.3.6  復(fù)數(shù)	　1.4  MATLAB的基本運(yùn)算	　　1.4.1  矩陣的數(shù)學(xué)運(yùn)算	　　1.4.2  數(shù)組運(yùn)算	　　1.4.3  多項(xiàng)式運(yùn)算	　1.5  MATLAB的程序結(jié)構(gòu)	　　1.5.1  M文件	　　1.5.2  控制流	　1.6  文件相關(guān)操作	　　1.6.1  變量的保存與調(diào)用操作	　　1.6.2  文件的打開(kāi)與關(guān)閉操作	　　1.6.3  文件的輸入與輸出操作	第2章  數(shù)字圖像的概述	　2.1  圖像及其分類	　　2.1.1  圖像的特點(diǎn)	　　2.1.2  圖像的分類	　　2.1.3  圖像的數(shù)字化	　　2.1.4  數(shù)字圖像的表示法	　2.2  圖像數(shù)字化技術(shù)	　　2.2.1  圖像的數(shù)學(xué)模型	　　2.2.2  圖像的采樣	　　2.2.3  圖像量化	　2.3  圖像處理和分析	　　2.3.1  圖像處理和圖像分析	　　2.3.2  圖像變換	　2.4  圖像的表示法	　　2.4.1  查詢圖像文件	　　2.4.2  圖像的讀取與寫(xiě)入	　　2.4.3  圖像類型與顯示	　2.5  特殊圖像的顯示	　　2.5.1  顯示色彩條	　　2.5.2  顯示多幅圖像	　　2.5.3  顯示多幀圖像序列	　　2.5.4  紋理映射	　2.6  數(shù)字圖像技術(shù)應(yīng)用	　　2.6.1  計(jì)算機(jī)圖像分析與處理	　　2.6.2  數(shù)字圖像的常見(jiàn)應(yīng)用行業(yè)	第3章  數(shù)字圖像的基本操作	　3.1  顏色空間分析	　　3.1.1  顏色分析	　　3.1.2  顏色轉(zhuǎn)換函數(shù)介紹	　3.2　點(diǎn)運(yùn)算	　　3.2.1  線性點(diǎn)運(yùn)算分析	　　3.2.2  非線性點(diǎn)運(yùn)算分析	　　3.2.3  點(diǎn)運(yùn)算與直方圖	　　3.2.4  直方圖修正分析	　3.3  圖像的代數(shù)運(yùn)算	　　3.3.1  圖像的加法運(yùn)算	　　3.3.2  圖像的減法運(yùn)算	　　3.3.3  圖像的乘法運(yùn)算	　　3.3.4  圖像的除法運(yùn)算	　　3.3.5  圖像的線性運(yùn)算	　　3.3.6  圖像的非線性運(yùn)算	　3.4  圖像的幾何運(yùn)算	　　3.4.1  圖像插值法	　　3.4.2  圖像的旋轉(zhuǎn)運(yùn)算	　　3.4.3  圖像的縮放運(yùn)算	　　3.4.4  圖像的裁剪運(yùn)算	　　3.4.5  圖像鏡像變換	　　3.4.6  圖像復(fù)合變換	　3.5  空間變換分析	　　3.5.1  投影變換分析	　　3.5.2  仿射變換分析	　　3.5.3  變換函數(shù)介紹	　3.6  塊操作	　　3.6.1  邊緣操作	　　3.6.2  顯示塊操作	　3.7  區(qū)域操作	　　3.7.1  特殊區(qū)域指定法	　　3.7.2  區(qū)域?yàn)V波	　　3.7.3  填充區(qū)域	第4章  圖像變換	第5章  圖像的增強(qiáng)	第6章  圖像的復(fù)原	第7章  圖像的壓縮編碼	第8章  圖像的檢測(cè)與分割技術(shù)分析	第9章  圖像表示與描述	第10章  小波變換在圖像處理中的應(yīng)用分析	參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：眾所周知，組成圖像的各像素之間，無(wú)論是在行方向還是在列方向，都存在著一定的相關(guān)性。例如，背景常取同樣的灰度，某種特征中像素灰度相同或相近。應(yīng)用某種編碼方法提取或減少這些相關(guān)性，便可達(dá)到壓縮數(shù)據(jù)的目的。例如，對(duì)30個(gè)灰度值均為128的連續(xù)像素采用游程編碼方法，并假定起始坐標(biāo)、連續(xù)像素個(gè)數(shù)變量占3B，則壓縮后的數(shù)據(jù)流長(zhǎng)度為32bit，壓縮比達(dá)到86.3％。從信息論觀點(diǎn)看，描述圖像信源的數(shù)據(jù)是由有效信息和冗余量?jī)刹糠纸M成的。去除冗余量能夠節(jié)省存儲(chǔ)和傳輸中的開(kāi)銷，同時(shí)又不損壞圖像信源的有效信息量。在有些場(chǎng)合，一定限度的失真是允許的，如：·接收端圖像設(shè)備分辨率較低，則可降低圖像分辨率?！び脩羲P(guān)心的圖像區(qū)域有限，可對(duì)其余部分圖像采用空間和灰度級(jí)上的粗化。·根據(jù)人的視覺(jué)特性對(duì)不敏感區(qū)域進(jìn)行降分辨率編碼（視覺(jué)冗余）。可以利用視覺(jué)的這一特點(diǎn)編碼去除人眼的視覺(jué)冗余。通常人眼能夠分辨的灰度級(jí)有限，同時(shí)，它所感受的圖像區(qū)域物體的亮度不僅與物體的反射光有關(guān)，還具有馬赫帶效應(yīng)，同時(shí)對(duì)比度、視覺(jué)暫留及視覺(jué)非線性等特點(diǎn)，有些信息在通常的視覺(jué)感知過(guò)程中并不那么重要，這些信息可認(rèn)為是視覺(jué)冗余，去除這些冗余，人眼不會(huì)明顯地感受到圖像質(zhì)量的降低，視覺(jué)冗余也給圖像壓縮提供了可能。

編輯推薦

《詳解MATLAB數(shù)字圖像處理》提倡的學(xué)習(xí)模式：通過(guò)案例提出問(wèn)題，介紹解決問(wèn)題的方法，歸納總結(jié)，培養(yǎng)尋找答案的思維習(xí)慣。

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