基本介紹
圖書信息,內 容 簡 介,前 言,目 錄,
圖書信息
I S B N ： 9787121087806
定價：49.00元（含光碟1張）
內 容 簡 介
本書由MATLAB入門篇、圖像處理提高篇和綜合實戰篇這3篇組成。MATLAB入門篇主要介紹MATLAB軟體、基本運算、程式設計及圖形繪製；圖像處理提高篇講述圖像處理的主要內容，包括圖像的運算、變換、增強、分析、復原、形態學操作及彩色圖像處理等；綜合實戰篇通過綜合實例，講述套用MATLAB來分析、解決具體的圖像處理問題，包括圖像重構、增強、配準、去模糊、分割和特徵提取等典型套用。
前 言
當今的信息化社會，圖像是人類賴以獲取信息的最重要的來源之一。隨著計算機技術的迅猛發展，圖像技術與計算機技術不斷融合，產生了一系列圖像處理軟體，如VC、MATLAB，這些軟體的廣泛套用為圖像技術的發展提供了強大的支持。
MATLAB已成為國際公認的最優秀的科技套用軟體之一，具有編程簡單、數據可視化功能強、可操作性強等特點，而且配有功能強大、專業函式豐富的圖像處理工具箱，是進行圖像處理方面工作必備的軟體工具。本書將全面、系統地講述套用MATLAB進行圖像處理的方法。
主要特色
本書內容圍繞MATLAB在圖像處理中的套用，通過詳實、豐富的實例講解，一步步帶領讀者進入MATLAB的圖像處理的廣闊世界。本書主要的特點可以概括為以下幾點：
1．內容由淺入深、層次性強
本書採用3篇結構，從MATLAB入門篇入手，重點在圖像處理提高篇，循序漸進地講述MATLAB圖像處理技術，最後在綜合實戰篇中，以精講綜合實例收尾，層次結構簡潔明了，非常適合不同層次的讀者選擇性地學習，提高了學習效率。
另一方面，講述套用MATLAB求解最最佳化問題時，也是從易到難依次講述了GUI最佳化工具、工具箱函式、編程實現這三種實現方式。
2．實例豐富，實用性強
本書打破了圖像處理類書理論多、算法多、實例少的慣例，對複雜的理論及算法一帶而過，重在MATLAB實現及套用，重在實例！
本書精心挑選了最具代表性和實用性的100多個實例，以及實戰篇的6大類套用實例，悉數進行全面、詳實的分析和講解，並提供了全部原始碼，非常便於學習和參考。
3．語言簡潔精煉，可讀性強
本書以簡潔、通俗的語言來說明圖像處理的基本理論，避免過於複雜的數學推導，提高了可讀性。
在實例的程式代碼中，對關鍵的代碼進行點睛式的注釋，讓讀者在程式中快速有效地掌握MATLAB的套用。
4．附錄詳實全面，參考性強
目標讀者
光碟使用說明
作者致謝
感謝父母和朋友們的支持與鼓勵，使得本書的創作過程得以堅持下去；感謝朱沭紅老師、許艷編輯的大力支持和辛勤勞動！
由於作者水平和經驗有限，書中錯漏之處在所難免，還望得到專家、讀者和行內人士的批評指正。
編著者
2009年3月18日於清華園
目 錄
第1篇 MATLAB入門篇
第1章 MATLAB概述 2
1.1 MATLAB的發展歷程 2
1.2 MATLAB的優勢與特點 2
1.3 MATLAB系統的構成 4
1.4 MATLAB桌面操作環境 5
1.4.1 啟動和退出 5
1.4.2 主選單及功能 6
1.4.3 命令視窗 9
1.4.4 工作空間 11
1.4.5 M檔案編輯/調試器 13
1.4.6 Figure視窗 14
1.4.7 檔案管理 16
1.4.8 使用幫助 16
1.5 MATLAB的工具箱 17
1.6 小結 18
第2章 MATLAB基本運算 19
2.1 MATLAB數據類型 19
2.2 數組及其運算 21
2.2.1 數組的創建 21
2.2.2 數組的運算 22
2.3 矩陣及其運算 24
2.3.1 矩陣的創建 24
2.3.2 矩陣的運算 25
2.4 複數及其運算 27
2.4.1 複數的表示 27
2.4.2 複數的繪圖 28
2.4.3 複數的操作函式 29
2.5 符號運算 30
2.5.1 符號運算概述 30
2.5.2 常用的符號運算 32
2.6 關係運算和邏輯運算 34
2.7 小結 34
第3章 MATLAB程式設計 35
3.1 程式設計概述 35
3.2 程式設計的基本原則 36
3.3 M檔案 37
3.4 程式流程控制 39
3.5 函式及調用 42
3.5.1 函式類型 42
3.5.2 函式參數傳遞 45
3.6 函式句柄 49
3.7 程式調試 51
3.7.1 常見程式錯誤 51
3.7.2 調試方法 53
3.7.2 調試工具 54
3.7.3 M檔案分析工具 57
3.7.4 Profiler分析工具 58
3.8 程式設計技巧 59
3.8.1 嵌套計算 60
3.8.2 循環計算 61
3.8.3 使用異常處理機制 61
3.8.4 使用全局變數 63
3.8.5 通過varargin傳遞參數 65
3.9 小結 66
第4章 MATLAB圖形繪製 67
4.1 MATLAB中繪圖的基本步驟 67
4.2 在工作空間直接繪圖 67
4.3 利用繪圖函式繪圖 68
4.3.1 二維圖形 69
4.3.2 三維圖形 69
4.4 特殊圖形繪製 71
4.4.1 直方圖 72
4.4.2 柱狀圖 73
4.4.3 面積圖 74
4.4.4 餅圖 75
4.4.5 火柴桿圖 76
4.4.6 階梯圖 77
4.4.7 等高線圖 78
4.4.8 向量圖 79
4.4.9 圓柱體圖 81
4.4.10 球面圖 82
4.5 圖形修飾 83
4.6 小結 85
第5章 MATLAB圖像處理基礎 86
5.1 MATLAB圖像檔案的格式 86
5.2 圖像類型 86
5.2.1 索引圖像 87
5.2.2 灰度圖像 88
5.2.3 RGB圖像 89
5.2.4 二值圖像 90
5.2.5 圖像類型轉換 91
5.2.6 圖像序列 92
5.3 MATLAB中的顏色模型 92
5.3.1 顏色模型的分類 93
5.3.2 顏色模型的轉換 94
5.4 圖像處理基本函式 95
5.4.1 圖像讀入和顯示 96
5.4.2 圖像寫回 97
5.4.3 獲取圖像信息 98
5.5 標準圖像顯示技術 99
5.5.1 imshow函式 100
5.5.2 顯示灰度圖像 100
5.5.3 顯示二值圖像 101
5.5.4 顯示索引圖像 102
5.5.5 顯示真彩圖像 102
5.5.6 顯示圖形檔案中的圖像 102
5.6 特殊圖像顯示技術 103
5.6.1 添加顏色條 103
5.6.2 顯示多幀圖像陣列 103
5.6.3 圖像上的區域縮放 103
5.6.4 紋理映射 104
5.6.5 同時顯示多幅圖像 104
5.7 小結 104
第2篇 圖像處理提高篇
第6章 圖像的運算 106
6.1 圖像的代數運算 106
6.1.1 圖像的加運算 106
6.1.2 圖像的減運算 107
6.1.3 圖像的乘運算 108
6.1.4 圖像的除運算 108
6.1.5 圖像的一般線性運算 109
6.2 圖像的邏輯運算 110
6.3 圖像的塊和鄰域處理 111
6.3.1 滑動鄰域操作 111
6.3.2 分離塊操作 112
6.3.3 使用列處理加快速度 114
6.4 圖像的幾何運算 116
6.4.1 圖像的插值 116
6.4.2 圖像的縮放 117
6.4.3 圖像的旋轉 117
6.4.4 圖像的裁剪 119
6.4.5 圖像的一般線性變換 120
6.5 小結 121
第7章 圖像的變換 122
7.1 傅立葉變換 122
7.1.1 傅立葉變換的定義 122
7.1.2 傅立葉變換的快速實現 124
7.1.3 傅立葉變換的套用 126
7.2 離散餘弦變換（DCT） 128
7.2.1 二維離散餘弦變換的定義 128
7.2.2 DCT變換矩陣 129
7.2.3 DCT的實現和圖像壓縮 129
7.3 Radon變換 131
7.3.1 Radon變換的定義 131
7.3.2 使用Radon變換檢測直線 133
7.3.3 逆Radon變換 134
7.4 小結 135
第8章 圖像的增強 136
8.1 灰度變換增強 136
8.1.1 圖像直方圖的含義 136
8.1.2 直方圖均衡化 137
8.1.3 灰度值調整到指定範圍 138
8.1.4 有限對比自適應直方圖
8.1.4 均衡化 140
8.1.5 使用去相關進行色度拉伸 141
8.2 線性濾波器設計 142
8.2.1 卷積 142
8.2.2 相關 143
8.2.3 imfilter函式用於濾波 144
8.2.4 使用預定義的濾波器對
8.2.4 圖像濾波 148
8.3 空間域濾波增強 149
8.3.1 圖像加入噪聲 149
8.3.2 中值濾波器 150
8.3.3 自適應濾波器 151
8.4 頻域濾波增強 152
8.4.1 頻率變換方法 152
8.4.2 頻率抽樣法 153
8.4.3 窗函式法 154
8.4.4 創建所需的頻率回響矩陣 156
8.4.5 計算濾波器的頻率回響 157
8.5 小結 157
第9章 圖像的分析 158
9.1 像素值和圖像統計量 158
9.1.1 獲取像素值 158
9.1.2 創建圖像強度曲線 159
9.1.3 顯示圖像數據的等值線圖 161
9.1.4 圖像的統計信息 162
9.1.5 圖像的局部屬性 163
9.2 圖像的邊界分析 166
9.2.1 邊緣檢測 166
9.2.2 邊界跟蹤 168
9.2.3 使用hough變換檢測圖像
9.2.3 中的直線 171
9.3 四叉樹分解 172
9.4 圖像的紋理分析 174
9.4.1 紋理分析的函式 174
9.4.2 使用灰度共生矩陣 176
9.5 小結 178
第10章 圖像的復原 179
10.1 圖像的退化 179
10.1.1 圖像退化的原因 179
10.1.2 圖像退化的數學模型 179
10.1.3 圖像的噪聲 181
10.2 圖像復原的模型和方法分類 182
10.2.1 圖像的復原模型 183
10.2.2 無約束復原方法 183
10.2.3 有約束復原方法 184
10.2.4 復原方法的評估 184
10.3 圖像的復原方法 184
10.3.1 維納濾波 185
10.3.2 規則化濾波 186
10.3.3 Lucy-Richardson濾波 188
10.3.4 盲反卷積 189
10.4 點擴散函式和光學轉換函式
10.4 的互相轉化 190
10.5 小結 191
第11章 圖像的形態學操作 192
11.1 膨脹和腐蝕 192
11.1.1 理解膨脹和腐蝕 192
11.1.2 處理圖像邊界的像素 193
11.1.3 理解結構元素 193
11.1.4 圖像膨脹 197
11.1.5 圖像腐蝕 199
11.1.6 膨脹和腐蝕組合 201
11.1.7 以膨脹和腐蝕為基礎的
11.1.6 其他操作 203
11.2 數學形態學重建 207
11.2.1 理解標記圖像和掩膜圖像 207
11.2.2 像素連通性 208
11.2.3 填充操作 210
11.2.4 尋找最大值和最小值 211
11.3 距離變換 217
11.4 對象的標記和測量 220
11.4.1 連通區域的標記 221
11.4.2 選擇二值圖像中的對象 222
11.4.3 計算二值圖像中前景
11.4.3 的面積 223
11.4.4 計算二值圖像的歐拉數 224
11.5 查表操作 224
11.5.1 創建一個查詢表 224
11.5.2 使用查詢表 225
11.6 小結 225
第12章 彩色圖像處理 226
12.1 減少彩色圖像中的色彩數 226
12.1.1 使用色彩近似 226
12.1.2 使用imapprox函式 230
12.1.3 抖動 231
12.2 色彩空間轉換 231
12.3 小結 236
第3篇 綜合實戰篇
第13章 MATLAB圖像重構實戰 238
第14章 MATLAB圖像增強實戰 243
14.1 對比度增強 243
14.2 糾正不均勻的照明 250
14.3 多解析度彩色圖像增強 254
14.4 小結 259
第15章 MATLAB圖像配準實戰 260
第16章 MATLAB圖像去模糊
第16章 實戰 264
第17章 MATLAB圖像分割實戰 272
17.1 基於L*a*b*空間的色彩
17.1 分割 272
17.2 利用圖像分割來檢測細胞 279
17.3 檢測交通視頻中的汽車
17.3 目標 282
17.4 在多解析度圖像中檢測
17.4 植被 285
17.5 分水嶺分割算法 289
17.6 使用紋理濾波器分割圖像 295
17.7 小結 298
第18章 MATLAB圖像特徵提取
第18章 實戰 299
18.1 計算運動中單擺的長度 299
18.2 粒度測定 302
18.3 確定圓形目標 305
18.4 測量角度 307
18.5 灰度圖像的屬性測量 310
18.6 磁帶滾動軸半徑的測量 313
18.7 小結 316
附錄 MATLAB圖像處理工具箱
附錄 函式詳解 317
實例目錄
第2章 MATLAB基本運算 19
例2-1 元胞數組創建與顯示實例。 20
例2-2 數組創建實例。 22
例2-3 數組運算。 23
例2-4 矩陣創建實例。 24
例2-5 特殊矩陣生成函式使用實例。 25
例2-6 矩陣基本運算實例。 26
例2-7 矩陣函式運算實例。 26
例2-8 矩陣分解運算函式使用實例。 26
例2-9 複數構造實例。 27
例2-10 複數矩陣構造實例。 28
例2-11 複數函式繪圖實例。 29
例2-12 符號表達式創建實例。 31
例2-13 微積分的符號運算實例。 33
例2-14 常微分方程符號運算實例。 33
第3章 MATLAB程式設計 35
例3-1 M檔案創建實例。 38
例3-2 return語句使用實例。 41
例3-3 匿名函式創建實例。 43
例3-4 顯示函式輸入和輸出參數的
例3-4 數目實例。 46
例3-5 可變數目的參數傳遞實例。 47
例3-6 函式內部的輸入參數修改實例。 48
例3-7 函式參數傳遞實例。 48
例3-8 全局變數使用實例。 49
例3-9 函式句柄創建和調用實例。 50
例3-10 處理函式句柄的函式使用實例。 50
例3-11 嵌套計算與直接求值的
例3-11 比較實例。 60
例3-12 嵌套計算與非嵌套計算的
例3-12 比較實例。 60
例3-13 異常處理機制使用實例。 62
例3-14 nargin函式套用實例。 63
例3-15 全局變數使用實例。 64
例3-16 通過varargin傳遞參數的實例。 65
第4章 MATLAB圖形繪製 67
例4-1 工作空間直接作圖法使用實例。 68
例4-2 二維圖形繪製實例。 69
例4-3 三維曲線繪製函式使用實例。 70
例4-4 三維格線曲面圖繪製實例。 70
例4-5 陰影曲面繪製函式surf使用實例。 71
例4-6 直方圖繪製函式hist使用實例。 72
例4-7 玫瑰圖繪製函式rose使用實例。 72
例4-8 柱狀圖繪製函式bar使用實例。 73
例4-9 三維柱狀圖函式使用實例。 73
例4-10 面積圖繪製函式area使用實例。 74
例4-11 餅圖繪製函式pie使用實例。 75
例4-12 繪製餅圖套用實例。 75
例4-13 火柴桿圖繪製函式stem
例4-13 使用實例。 76
例4-14 stem3函式繪圖套用實例。 76
例4-15 階梯圖繪製函式stairs使用實例。 77
例4-16 等高線圖繪製函式contour
例4-16 使用實例。 78
例4-17 三維等高線繪製套用實例。 78
例4-18 羅盤圖繪製函式compass
例4-18 使用實例。 79
例4-19 羽毛圖繪製函式feather
例4-19 使用實例。 80
例4-20 向量場圖繪製函式quiver
例4-20 使用實例。 81
例4-21 圓柱體繪製函式cylinder
例4-21 使用實例。 82
例4-22 球面繪製函式sphere使用實例。 82
例4-23 繪圖命令使用實例。 84
第5章 MATLAB圖像處理基礎 86
例5-1 索引圖像及顏色表說明實例。 88
例5-2 灰度圖像顯示。 88
例5-3 RGB圖像顯示。 90
例5-4 gray2ind函式套用實例。 92
例5-5 rgb2hsv函式套用實例。 95
例5-6 圖像讀入及顯示套用實例。 96
例5-7 圖像寫回命令套用實例。 97
例5-8 圖像信息查詢函式套用實例一。 99
例5-9 圖像信息查詢函式套用實例二。 99
例5-10 顯示灰度圖像的函式套用實例。 101
例5-11 二值圖像顯示套用實例。 101
第6章 圖像的運算 106
例6-1 圖像的加運算。 106
例6-2 圖像的減運算。 107
例6-3 圖像的乘運算。 108
例6-4 圖像的除運算。 109
例6-5 圖像的一般線性運算。 109
例6-6 圖像的邏輯運算。 110
例6-7 滑動鄰域操作。 112
例6-8 分離塊操作。 114
例6-9 列處理操作。 115
例6-10 圖像的插值。 116
例6-11 圖像的縮放。 117
例6-12 圖像的旋轉。 118
例6-13 圖像的互動式裁剪。 119
例6-14 圖像的參數式裁剪。 119
例6-15 圖像的一般線性變換。 120
第7章 圖像的變換 122
例7-1 二維傅立葉變換函式的使用。 125
例7-2 高斯低通濾波器的頻率回響。 126
例7-3 傅立葉變換套用於快速卷積。 127
例7-4 確定圖像特徵的位置。 127
例7-5 離散餘弦變換和逆變換。 129
例7-6 DCT用於圖像壓縮示例。 130
例7-7 兩個方向的Radon變換。 132
例7-8 在一幅圖像中顯示不同方向的
例7-8 Radon變換。 133
例7-9 使用Radon變換來檢測直線。 133
例7-10 逆Radon變換重建圖像。 135
第8章 圖像的增強 136
例8-1 直方圖的顯示。 136
例8-2 直方圖均衡化。 137
例8-3 調整灰度範圍。 138
例8-4 imadjust函式用於展現
例8-4 圖像的細節。 139
例8-5 用stretchlim函式確定映射
例8-5 的灰度。 139
例8-6 gamma校正。 140
例8-7 有限對比自適應直方圖均衡化。 141
例8-8 簡單的去相關拉伸操作。 141
例8-9 均值濾波。 145
例8-10 不同的填充選項對比。 147
例8-11 對真彩色圖像濾波。 147
例8-12 不同的濾波器對圖像進行濾波。 148
例8-13 在圖像中加入不同的噪聲。 150
例8-14 中值濾波和均值濾波對比。 151
例8-15 wiener2函式自適應濾波。 152
例8-16 一維濾波器轉化為二維濾波器。 153
例8-17 用頻率抽樣法設計二維帶
例8-17 通濾波器。 153
例8-18 fwind1函式產生二維濾波器。 154
例8-19 fwind2函式產生二維濾波器。 155
例8-20 理想低通圓形濾波器。 156
例8-21 利用freqz2函式計算頻率回響。 157
第9章 圖像的分析 158
例9-1 返回指定點坐標的像素值。 158
例9-2 互動式獲取像素值。 159
例9-3 返回指定坐標的圖像強度曲線。 160
例9-4 互動式獲取圖像像素強度曲線。 160
例9-5 真彩色圖像的像素強度曲線。 161
例9-6 顯示等值線。 162
例9-7 計算圖像的統計信息。 163
例9-8 求圖像區域的質心。 165
例9-9 邊緣檢測。 168
例9-10 利用bwtraceboundary函式
例9-10 跟蹤邊界。 169
例9-11 利用bwboundaries函式跟蹤
例9-11 外部邊界。 170
例9-12 利用bwboundaries函式檢測外部
例9-12 邊界和內部邊界。 170
例9-13 利用hough變換檢測圖像
例9-13 中的直線。 171
例9-14 矩陣四叉樹分解。 173
例9-15 圖像的四叉樹分解。 173
例9-16 計算圖像的局部最大差值。 175
例9-17 計算圖像的局部標準差。 175
例9-18 計算圖像的局部熵。 176
例9-20 計算灰度共生矩陣的統計量。 178
第10章 圖像的復原 179
例10-1 圖像的模糊。 180
例10-2 維納濾波復原圖像。 185
例10-3 規則化復原圖像。 187
例10-4 Lucy-Richardson方法復原圖像。 188
例10-5 盲反卷積恢復圖像。 190
例10-6 點擴散函式和光學轉換函式的
例10-6 互相轉化。 191
第11章 圖像的形態學操作 192
例11-1 二值圖像的膨脹。 198
例11-2 灰度圖像的膨脹。 198
例11-3 灰度圖像的膨脹（圖像先取
例11-3 反後膨脹）。 199
例11-4 二值圖像的腐蝕。 200
例11-5 灰度圖像的腐蝕。 200
例11-6 二值圖像的開運算。 201
例11-7 利用imopen函式進行開運算。 202
例11-8 二值圖像的關運算。 202
例11-9 圖像的骨架提取。 203
例11-10 圖像的邊緣檢測。 204
例11-11 擊中擊不中操作。 205
例11-12 對圖像進行top-hat濾波。 206
例11-13 使用top-hat和bottom-hat
例11-13 濾波對圖像進行增強。 206
例11-14 對圖像進行孔洞填充。 211
例11-15 確定圖像的局部極小值。 214
例11-16 計算簡單圖像的歐氏距離。 218
例11-17 二維情況下使用不同的距離
例11-17 變換函式求取距離 219
例11-18 三維情況下使用不同的距離
例11-18 變換函式求距離。 220
例11-19 對象的選擇。 223
例11-20 計算前景面積增加的比例。 223
例11-21 計算二值圖像的歐拉數。 224
例11-22 使用查詢表操作。 225
第12章 彩色圖像處理 226
例12-1 顏色查找表映射。 230
例12-2 使用imapprox函式減少
例12-2 色彩數。 230
例12-3 使用抖動創建圖像。 231
例12-4 從NTSC空間轉換到
例12-4 RGB空間。 233
例12-5 RGB空間和YCbCr空間之間
例12-5 的相互轉化。 234
例12-6 makecform函式使用方法。 236
第13章 MATLAB圖像重構實戰 238
例13-1 圖像的重構。 238
第14章 MATLAB圖像增強實戰 243
例14-1 利用最大熵原理進行圖像
例14-1 對比度增強。 244
例14-2 對比度增強的主程式。 245
例14-3 糾正不均勻的照明。 250
例14-4 對多解析度彩色圖像進行增強。 254
第15章 MATLAB圖像配準實戰 260
例15-1 圖像配準。 260
第16章 MATLAB圖像去模糊實戰 264
例16-1 圖像去模糊。 264
第17章 MATLAB圖像分割實戰 272
例17-1 基於L*a*b*空間的色彩分割。 272
例17-2 K均值用於圖像分割。 276
例17-3 圖像分割用於檢測細胞。 279
例17-4 檢測運動的汽車。 282
例17-5 在多解析度圖像中檢測植被。 286
例17-6 標記分水嶺分割算法。 290
例17-7 利用紋理濾波器進行
例17-7 圖像分割。 295
第18章 MATLAB圖像特徵
第18章 提取實戰 299
例18-1 計算運動中的擺長。 299
例18-2 粒度測定。 302
例18-3 確定圓形目標。 305
例18-4 測量兩條直線的夾角。 307
例18-5 灰度圖像的屬性計算。 311
例18-6 計算磁帶滾動軸的半徑。 313
