MATLAB圖像處理與圖形用戶界面設(shè)計(jì)

內(nèi)容概要

本書以MATLAB R2012a為平臺(tái)，結(jié)合MATLAB軟件在圖像處理及GUI應(yīng)用方面的需要，從實(shí)用角度出發(fā)，循序漸進(jìn)地介紹MATLAB圖像處理及GUI設(shè)計(jì)的應(yīng)用原理、方法和技巧。本書共11章，第1～2章介紹了MATLAB、數(shù)字圖像及GUI的基礎(chǔ)知識，幫助讀者快速、清晰地了解MATLAB及GUI在數(shù)字圖像處理中的重要性及使用方法；第3～10章系統(tǒng)地介紹了圖像的基本運(yùn)算、圖像區(qū)域處理與邊緣檢測、圖像變換、圖像增強(qiáng)與復(fù)原、圖像壓縮編碼、圖像數(shù)學(xué)形態(tài)與描述、圖像模式識別及圖形界面設(shè)計(jì)等內(nèi)容，可以使讀者全面地掌握MATLAB數(shù)字圖像及GUI技術(shù)處理的精髓，提高讀者分析問題、解決問題的能力；第11章介紹了MATLAB圖像及GUI的實(shí)際應(yīng)用，是對前面知識的綜合性運(yùn)用，幫助讀者舉一反三，加深理解與鞏固，并快速提高，真正做到學(xué)以致用。
本書適用于MATLAB的初、中級讀者，既可作為高校相關(guān)專業(yè)的理想教材，也可作為從事圖形圖像處理、GUI設(shè)計(jì)的科研人員的學(xué)習(xí)資料，還可作為MATLAB人員的自學(xué)參考用書。

書籍目錄

目    錄
第1章  MATLAB入門	1
1.1  MATLAB發(fā)展歷程	1
1.2  MATLAB功能特點(diǎn)	2
1.2.1  MATLAB功能	2
1.2.2  MATLAB語言特點(diǎn)	3
1.2.3  MATLAB R2012a新特點(diǎn)	4
1.2.4  MATLAB R2012b新特點(diǎn)	5
1.3  MATLAB R2012a安裝與激活	6
1.4  MATLAB開發(fā)環(huán)境	9
1.4.1  MATLAB的啟動(dòng)與退出	9
1.4.2  命令窗口	10
1.4.3  命令歷史窗口	11
1.4.4  工作空間	12
1.5  幫助系統(tǒng)	12
1.5.1  幫助命令	12
1.5.2  聯(lián)機(jī)幫助	14
1.5.3  Demo演示	15
1.6  MATLAB數(shù)值計(jì)算	17
1.6.1  數(shù)據(jù)類型	17
1.6.2  使用變量	19
1.6.3  復(fù)數(shù)運(yùn)算	21
1.7  矩陣	22
1.7.1  矩陣代數(shù)運(yùn)算	22
1.7.2  關(guān)系與邏輯運(yùn)算	25
1.7.3  特殊矩陣	26
1.7.4  矩陣訪問	27
1.7.5  矩陣操作	29
1.7.6  矩陣分析	33
1.8  程序結(jié)構(gòu)	39
1.8.1  循環(huán)結(jié)構(gòu)	39
1.8.2  選擇結(jié)構(gòu)	43
1.8.3  分支語句	44
第2章  圖像處理與界面設(shè)計(jì)概述	47
2.1  數(shù)字圖像概述	47
2.1.1  數(shù)字圖像發(fā)展史	47
2.1.2  數(shù)字圖像類型	48
2.1.3  圖像處理目的	48
2.1.4  圖像處理主要內(nèi)容	49
2.1.5  數(shù)字圖像處理特點(diǎn)	50
2.1.6  數(shù)字圖像處理工具	51
2.1.7  數(shù)字圖像處理優(yōu)點(diǎn)	51
2.2  數(shù)字圖像處理的應(yīng)用	52
2.3  圖像入門基礎(chǔ)	61
2.3.1  圖像信息查詢	61
2.3.2  圖像讀取	63
2.3.3  圖像顯示	64
2.3.4  圖像寫入	69
2.4  圖像類型轉(zhuǎn)換	70
2.4.1  圖像抖動(dòng)	71
2.4.2  灰度圖像轉(zhuǎn)換為二值圖像	72
2.4.3  灰度圖像與索引圖像的轉(zhuǎn)換	72
2.4.4  其他圖像轉(zhuǎn)換為二值圖像	73
2.4.5  索引圖像轉(zhuǎn)換為真彩色圖像	74
2.4.6  矩陣轉(zhuǎn)換為灰度圖像	75
2.4.7  真彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像	75
2.4.8  真彩色圖像轉(zhuǎn)換為索引圖像	76
2.5  GUI概述	77
2.5.1  GUI基本概念	77
2.5.2  GUI層次結(jié)構(gòu)	78
2.5.3  圖形對象	79
2.5.4  GUI應(yīng)用示例	84
第3章  MATLAB圖像的基本運(yùn)算	88
3.1  二維系統(tǒng)	88
3.1.1  二維線性系統(tǒng)分析	88
3.1.2  二維不變線性系統(tǒng)分析	88
3.1.3  二維系統(tǒng)的梯度算子分析	89
3.2  點(diǎn)運(yùn)算	90
3.2.1  點(diǎn)運(yùn)算類型	90
3.2.2  點(diǎn)運(yùn)算與直方圖	92
3.2.3  直方圖均衡化	93
3.3  圖像代數(shù)運(yùn)算	97
3.3.1  代數(shù)運(yùn)算的異常處理	97
3.3.2  圖像加法運(yùn)算	99
3.3.3  圖像減法運(yùn)算	103
3.3.4  圖像乘法運(yùn)算	107
3.3.5  圖像除法運(yùn)算	108
3.3.6  圖像四則運(yùn)算	109
3.3.7  圖像求補(bǔ)運(yùn)算	110
3.4  圖像邏輯運(yùn)算	112
3.5  圖像幾何運(yùn)算	113
3.5.1  坐標(biāo)系統(tǒng)	114
3.5.2  灰度級插值	115
3.5.3  圖像縮放	118
3.5.4  圖像旋轉(zhuǎn)	119
3.5.5  圖像剪切	121
3.5.6  圖像平移	122
3.6  空間變換	124
3.6.1  空間變換函數(shù)	124
3.6.2  仿射變換	126
3.6.3  投影變換	130
3.7  幾何畸變（圖像配準(zhǔn)）	131
3.7.1  幾何畸變概述	131
3.7.2  MATLAB配準(zhǔn)及MATLAB實(shí)現(xiàn)	133
第4章  MATLAB區(qū)域處理與邊緣檢測	140
4.1  鄰域操作	140
4.1.1  平滑濾波	140
4.1.2  中值濾波	143
4.1.3  滑動(dòng)鄰域	144
4.2  區(qū)域操作	150
4.2.1  選擇顏色區(qū)域	151
4.2.2  選擇多邊形區(qū)域	151
4.2.3  區(qū)域轉(zhuǎn)換	153
4.2.4  區(qū)域平滑插補(bǔ)	156
4.2.5  區(qū)域?yàn)V波	157
4.3  閾值分割	158
4.3.1  直方圖閾值	158
4.3.2  迭代法	160
4.3.3  自動(dòng)閾值法	162
4.3.4  分水嶺法	164
4.4  區(qū)域生長與合并	169
4.4.1  區(qū)域生長	169
4.4.2  區(qū)域分裂	171
4.4.3  四叉樹的MATLAB實(shí)現(xiàn)	172
4.5  邊緣檢測	175
4.5.1  邊緣檢測算子概述	176
4.5.2  比較各邊緣檢測算子	181
4.5.3  邊緣檢測算子的MATLAB實(shí)現(xiàn)	181
4.6  邊界跟蹤	185
4.6.1  邊界跟蹤概述	185
4.6.2  邊界跟蹤的MATLAB實(shí)現(xiàn)	186
4.7  直線提取	190
4.7.1  直線提取基本原理	190
4.7.2  直線提取的MATLAB實(shí)現(xiàn)	191
第5章  MATLAB圖像變換	196
5.1  圖像變換通用算子	196
5.2  傅里葉變換	197
5.2.1  傅里葉變換概述	197
5.2.2  傅里葉變換類型	199
5.2.3  傅里葉變換的MATLAB實(shí)現(xiàn)	201
5.2.4  傅里葉變換性質(zhì)及MATLAB實(shí)現(xiàn)	207
5.3  離散余弦變換	212
5.3.1  離散余弦變換概述	212
5.3.2  離散余弦變換的MATLAB實(shí)現(xiàn)	213
5.4  Radon變換	217
5.4.1  Radon變換概述	217
5.4.2  Radon變換的MATLAB實(shí)現(xiàn)	219
5.5  Fan-Beam變換	222
5.5.1  Fan-Beam投影	222
5.5.2  Fan-Beam投影的MATLAB實(shí)現(xiàn)	223
5.6  小波變換	228
5.6.1  小波變換概述	229
5.6.2  小波變換的MATLAB實(shí)現(xiàn)	233
第6章  MATLAB圖像增強(qiáng)與復(fù)原	245
6.1  圖像增強(qiáng)與復(fù)原概述	245
6.1.1  圖像增強(qiáng)概述	245
6.1.2  圖像復(fù)原概述	246
6.2  圖像空域增強(qiáng)	246
6.2.1  對比度增強(qiáng)	247
6.2.2  直方圖增強(qiáng)	248
6.2.3  圖像空域增強(qiáng)MATLAB綜合實(shí)現(xiàn)	250
6.3  圖像增強(qiáng)濾波器	253
6.3.1  平滑濾波器	253
6.3.2  中值濾波器	255
6.3.3  銳化濾波器	257
6.4  圖像頻域增強(qiáng)	259
6.4.1  低通濾波器	260
6.4.2  高通濾波器	262
6.4.3  同態(tài)濾波器	264
6.5  圖像退化	266
6.5.1  圖像退化原因	266
6.5.2  圖像退化數(shù)學(xué)模型	267
6.5.3  圖像退化的MATLAB實(shí)現(xiàn)	268
6.6  圖像復(fù)原方法	270
6.6.1  維納濾波復(fù)原法	270
6.6.2  Lucy-Richardson復(fù)原法	273
6.6.3  最小二乘復(fù)原法	277
6.6.4  盲卷積復(fù)原法	280
第7章  圖像壓縮編碼	284
7.1  圖像壓縮編碼概述	284
7.1.1  圖像壓縮的必要性與可能性	284
7.1.2  圖像壓縮編碼方法	285
7.1.3  圖像編碼質(zhì)量評價(jià)	287
7.2  無損壓縮編碼	288
7.2.1  霍夫曼編碼	289
7.2.2  行程編碼	293
7.2.3  算術(shù)編碼	294
7.3  有損壓縮編碼	298
7.3.1  預(yù)測編碼	298
7.3.2  變換編碼	302
7.3.3  離散余弦變換編碼	309
7.4  圖像壓縮的應(yīng)用	311
第8章  圖像數(shù)學(xué)形態(tài)與描述	313
8.1  數(shù)學(xué)形態(tài)概述	313
8.1.1  形態(tài)學(xué)基本概念	314
8.1.2  形態(tài)學(xué)的應(yīng)用	316
8.2  形態(tài)學(xué)基本運(yùn)算	316
8.2.1  結(jié)構(gòu)元素矩陣	317
8.2.2  膨脹概述及MATLAB實(shí)現(xiàn)	320
8.2.3  腐蝕概述及MATLAB實(shí)現(xiàn)	322
8.2.4  膨脹與腐蝕組合運(yùn)算	324
8.3  形態(tài)學(xué)重建	327
8.3.1  圖像標(biāo)記與連通性	328
8.3.2  圖像填充	331
8.3.3  對象相關(guān)操作	333
8.3.4  峰值與谷值	337
8.4  形態(tài)學(xué)的應(yīng)用	343
8.4.1  形態(tài)學(xué)濾波	343
8.4.2  骨架描述及MATLAB實(shí)現(xiàn)	344
8.4.3  目標(biāo)邊界描述及MATLAB實(shí)現(xiàn)	347
8.4.4  距離變換描述及MATLAB實(shí)現(xiàn)	348
8.5  查表操作	351
8.6  區(qū)域描述	353
8.6.1  不變距描述	354
8.6.2  紋理	356
8.6.3  形狀識別實(shí)例	357
第9章  圖像模式識別	360
9.1  模式識別概述	361
9.1.1  模式識別理論與方法	361
9.1.2  模式識別研究趨勢	362
9.1.3  模式識別應(yīng)用	362
9.2  統(tǒng)計(jì)模式識別	363
9.2.1  統(tǒng)計(jì)模式識別方法	363
9.2.2  特征分析	365
9.2.3  線性分類器及MATLAB實(shí)現(xiàn)	367
9.2.4  貝葉斯分類器及MATLAB實(shí)現(xiàn)	369
9.3  句法模式識別	372
9.3.1  句法模式識別概述	372
9.3.2  句法模式識別MATLAB實(shí)現(xiàn)	374
9.4  模糊識別	375
9.4.1  圖像的模糊性	375
9.4.2  模糊集合與其運(yùn)算	376
9.4.3  模糊識別推理系統(tǒng)	377
9.4.4  模糊集運(yùn)算	378
9.4.5  模糊識別的MATLAB實(shí)現(xiàn)	380
9.5  神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別	383
9.5.1  神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型	384
9.5.2  神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)	384
9.5.3  神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別的MATLAB實(shí)現(xiàn)	386
第10章  圖形界面設(shè)計(jì)	397
10.1  圖形界面設(shè)計(jì)概述	397
10.1.1  指導(dǎo)原則	397
10.1.2  設(shè)計(jì)步驟	398
10.2  GUI建立	400
10.2.1  布局編輯器	400
10.2.2  對齊對象	401
10.2.3  菜單編輯器	401
10.2.4  M文件編輯器	402
10.2.5  Tab順序編輯器	402
10.2.6  屬性檢測器	403
10.2.7  對象瀏覽器	403
10.3  GUI菜單	404
10.3.1  菜單布置	404
10.3.2  菜單編輯	407
10.3.3  菜單Callback屬性	410
10.3.4  菜單能控	411
10.3.5  Context Menus菜單	413
10.3.6  菜單綜合實(shí)例	416
10.4  GUI基本控件	420
10.4.1  按鈕鍵	423
10.4.2  開關(guān)按鈕	425
10.4.3  單選按鈕	426
10.4.4  復(fù)選框	427
10.4.5  靜態(tài)文本框	428
10.4.6  動(dòng)態(tài)文本框	429
10.4.7  滾動(dòng)條	429
10.4.8  列表框	431
10.4.9  彈出式菜單	431
10.4.10  框架	432
10.4.11  GUI控件綜合實(shí)例	433
10.5  GUI對話框	435
10.5.1  公共對話框	436
10.5.2  專用對話框	439
第11章  MATLAB圖像及GUI實(shí)際應(yīng)用	446
11.1  在醫(yī)學(xué)圖像處理中的應(yīng)用	446
11.1.1  改變圖像對比度	446
11.1.2  自定義函數(shù)intrans	447
11.1.3  醫(yī)學(xué)圖像增強(qiáng)	449
11.2  數(shù)字圖像在交通車輛檢測中的應(yīng)用	452
11.3  數(shù)字圖像在數(shù)字水印技術(shù)中的應(yīng)用	455
11.3.1  數(shù)字圖像水印技術(shù)概述	455
11.3.2  數(shù)字圖像水印技術(shù)的實(shí)現(xiàn)	458
11.4  圖像處理在遙感圖像中的應(yīng)用	461
11.4.1  多光譜圖像的特征	461
11.4.2  遙感圖像的MATLAB實(shí)現(xiàn)	462
11.5  圖像處理在人臉識別中的應(yīng)用	469
11.6  GUI在解析幾何中的應(yīng)用	471
11.7  GUI實(shí)現(xiàn)圖像處理	475
參考文獻(xiàn)	483

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