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第一部分MATLAB及图像处理基础3

第1章MATLAB基础知识介绍3

1.1 MATLAB概述与桌面操作3

1.1.1 MATLAB系统结构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12

1.2.1 help命令12

1.2.2模糊寻找13

1.3 MATLAB变量及表达式14

1.3.1数值与变量14

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20

1.4.3数值矩阵转换为符号矩阵20

1.4.4符号替换20

1.4.5常用的符号运算21

1.4.6关系运算和逻辑运算22

1.5程序流程控制语句23

1.5.1数据的输入与输出23

1.5.2顺序结构23

1.5.3判断语句24

1.5.4分支语句26

1.5.5 for循环语句与while循环语句27

1.6本章小结28

第2章MATLAB矩阵及其运算29

2.1矩阵的创建29

2.1.1直接输入法29

2.1.2载入外部数据文件30

2.1.3利用MATLAB内置函数创建矩阵31

2.1.4利用M文件创建和保存矩阵32

2.2矩阵的寻访33

2.2.1下标元素访问33

2.2.2访问单元素34

2.2.3访问多元素34

2.3矩阵的拼接36

2.4矩阵的运算41

2.4.1矩阵的加减运算41

2.4.2矩阵的乘除运算42

2.4.3矩阵的乘方43

2.4.4按位运算43

2.4.5矩阵的行列式与秩44

2.4.6矩阵的逆与迹45

2.4.7矩阵的范数及其计算函数45

2.4.8矩阵的特征值与特征向量46

2.4.9矩阵的超越函数47

2.5本章小结49

第3章MATLAB图像处理基础50

3.1常用图像的文件格式与类型50

3.2图像处理的基本函数53

3.2.1图像文件的查询与读取53

3.2.2图像文件的储存与数据类型的转换54

3.2.3图像显示55

3.3图像类型的转换62

3.3.1 dither函数62

3.3.2 im2bw函数63

3.3.3 mat2gray函数64

3.3.4 gray2ind函数与grayslice函数64

3.3.5 ind2gray函数与ind2rgb函数66

3.3.6 rgb2gray函数与rgb2 i nd函数67

3.4 MATLAB的颜色模型转换68

3.4.1 rgb2hsv函数与hsv2rgb函数69

3.4.2 rgb2ntsc函数与ntsc2rgb函数70

3.4.3 rgb2ycb？r函数与ycbcr2rgb函数72

3.5本章小结73

第二部分MATLAB的常见图像处理技术77

第4章MATLAB图形的绘制77

4.1二维绘图77

4.1.1基本的二维绘图78

4.1.2 figure函数与subplot函数81

4.1.3二维图形的标注与修饰84

4.1.4特殊二维图形的绘制实例92

4.2三维绘图100

4.2.1三维折线及曲线的绘制100

4.2.2三维图形坐标标记的函数101

4.2.3三维网格曲面的绘制102

4.2.4三维阴影曲面的绘制104

4.2.5三维图形的修饰与标注108

4.2.6特殊三维图形的绘制实例110

4.3本章小结118

第5章 图形用户界面119

5.1图形用户界面简介119

5.1.1 GUI的设计原则及步骤119

5.1.2 GUI模板与设计窗口120

5.2控制框对象及属性121

5.2.1按钮124

5.2.2滑标125

5.2.3单选按钮126

5.2.4复选框128

5.2.5静态文本129

5.2.6可编辑文本框129

5.2.7弹出式菜单130

5.2.8列表框132

5.2.9切换按钮133

5.2.10面板134

5.2.11按钮组135

5.2.12轴137

5.3菜单设计139

5.4对话框设计145

5.4.1 Windows公共对话框146

5.4.2 MATLAB专用对话框149

5.5 GUI的设计工具153

5.5.1布局编辑器153

5.5.2对象浏览器154

5.5.3用属性查看器设置控制框属性154

5.5.4对象对齐工具155

5.5.5Tab键顺序编辑器155

5.5.6菜单编辑器155

5.5.7编辑器158

5.6本章小结158

第6章 图像的基本运算159

6.1图像的点运算159

6.1.1点运算的种类159

6.1.2直方图与点运算161

6.1.3直方图的均衡化162

6.1.4直方图规定化164

6.2图像的代数运算165

6.2.1图像的加法运算168

6.2.2图像的减法运算170

6.2.3图像的乘法运算172

6.2.4图像的除法运算173

6.3图像的几何运算174

6.3.1图像的插值174

6.3.2旋转与平移变换176

6.3.3缩放与裁剪变换178

6.3.4镜像变换181

6.4图像的仿射变换183

6.4.1尺度与伸缩变换183

6.4.2扭曲与旋转变换184

6.5图像的逻辑运算187

6.6本章小结188

第7章 图像的变换189

7.1傅里叶变换189

7.1.1连续傅里叶变换189

7.1.2离散傅里叶变换190

7.1.3快速傅里叶变换191

7.1.4 MATLAB的傅里叶变换函数191

7.2傅里叶变换的性质195

7.2.1线性与周期性195

7.2.2缩放性与可分离性195

7.2.3平移性195

7.2.4旋转不变性197

7.2.5平均值与卷积定理198

7.3离散余弦变换199

7.3.1一维离散余弦变换199

7.3.2二维离散余弦变换199

7.3.3 MATLAB的离散余弦变换函数200

7.4图像的Radon变换203

7.5沃尔什-哈达玛变换212

7.6小波变换216

7.6.1连续小波变换216

7.6.2离散小波变换217

7.7本章小结219

第8章 图像压缩编码220

8.1图像压缩编码技术概述220

8.1.1图像压缩的基本原理220

8.1.2图像的有损编码和无损编码221

8.2图像压缩编码的评价标准222

8.2.1压缩率与冗余度222

8.2.2客观标准222

8.2.3主观标准223

8.3常见的图像压缩编码223

8.3.1赫夫曼与算数编码224

8.3.2香农编码与行程编码230

8.3.3预测编码235

8.3.4变换编码243

8.4小波图像压缩编码248

8.5图像压缩在数字水印方面的应用253

8.6本章小结257

第9章 图像的增强258

9.1灰度变换增强258

9.1.1线性变换与非线性变换258

9.1.2 MATLAB的灰度变换函数261

9.1.3最大熵方法增强对比度263

9.2图像的空域滤波增强268

9.2.1 噪声与imnoise函数269

9.2.2平滑滤波器271

9.2.3中值滤波器274

9.2.4自适应滤波器277

9.2.5锐化滤波器280

9.3图像的频域滤波增强283

9.3.1低通滤波器283

9.3.2高通滤波器289

9.3.3同态滤波器294

9.4彩色增强296

9.4.1真彩色增强296

9.4.2伪彩色增强297

9.4.3假彩色处理299

9.5小波变换在图像增强方面的应用300

9.5.1小波图像去噪处理300

9.5.2图像钝化与锐化303

9.6本章小结306

第10章 图像的复原307

10.1图像退化模型与估计函数307

10.1.1连续退化模型308

10.1.2离散退化模型309

10.1.3退化估计函数311

10.1.4 MATLAB的图像退化函数313

10.2图像恢复的方法314

10.2.1逆滤波复原315

10.2.2维纳滤波复原315

10.2.3约束的最小二乘方滤波复原316

10.2.4 Lucy-Richardson滤波复原316

10.2.5盲去卷积滤波复原317

10.2.6 MATLAB的图像恢复函数317

10.3本章小结324

第三部分MATLAB的高级图像处理技术327

第11章 图像分割与区域处理327

11.1图像分割的概述327

11.2边缘检测328

11.2.1 Roberts边缘算子328

11.2.2 Sobel算子328

11.2.3 Prewitt算子329

11.2.4 Laplacian-Gauss算子329

11.2.5 Canny算子330

11.2.6 MATLAB的边缘检测函数331

11.2.7小波在图像边缘检测中的应用334

11.3直线的提取与边界跟踪336

11.3.1用Hough变换提取直线336

11.3.2边界跟踪339

11.4阈值分割342

11.4.1直方图阈值法342

11.4.2自动阈值法343

11.4.3分水岭分割法345

11.4.4迭代法350

11.5区域生长与分裂合并352

11.5.1区域生长352

11.5.2区域分裂与合并354

11.6区域处理356

11.6.1滑动领域操作356

11.6.2分离领域操作360

11.6.3区域的选择362

11.6.4区域滤波与填充363

11.7本章小结365

第12章 图像的数学形态学366

12.1数学形态学的基本操作366

12.1.1结构元素366

12.1.2膨胀与腐蚀运算370

12.1.3膨胀和腐蚀的组合运算373

12.2基于形态学处理的其他操作376

12.2.1击中或击不中运算376

12.2.2骨架的提取377

12.2.3边界提取与距离变换380

12.2.4区域填充与移除小目标383

12.2.5极值的操作386

12.2.6查找表与对象的特性度量391

12.2.7光照不均匀的处理397

12.2.8使用纹理滤波器对图像进行处理400

12.3本章小结402

第13章MATLAB图像处理综合应用403

13.1MATLAB在医学图像处理中的应用403

13.1.1图像负片效果在医学图像处理中的应用403

13.1.2灰度变换在医学图像处理中的应用404

13.1.3直方图均衡化在医学图像处理中的应用407

13.1.4锐化效果在医学图像处理中的应用408

13.1.5边缘检测效果在医学图像处理中的应用408

13.2 MATLAB图像在特征提取中的应用410

13.2.1确定图像中的圆形目标410

13.2.2测量图像的粒度411

13.2.3测量灰度图像的属性412

13.2.4测量图像的半径414

13.2.5测量图像的角度415

13.3图像处理在人脸识别中的应用417

13.4 MATLAB在图像配准中的应用419

13.5图像处理在检验视频目标中的应用422

13.5.1利用图像分割来检验视频中的目标422

13.5.2利用卡尔曼滤波来定位视频中的目标424

13.6 GUI在图像处理中的应用430

13.6.1图像几何运算的GUI设计430

13.6.2图像增强的GUI设计434

13.6.3图像分割的GUI设计439

13.6.4图像边缘检测的GUI设计444

13.7本章小结450

参考文献451