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第1章 光电图像处理基础1

教学导航1

1.1 图像处理的基本知识2

1.1.1 图像的分类2

1.1.2 图像处理的方法3

1.1.3 图像处理技术的发展及应用4

1.2 图像的技术参数与质量评价6

1.2.1 像素6

1.2.2 分辨率6

1.2.3 质量评价7

1.3 数字图像处理系统8

1.3.1 数字图像处理主要研究的内容8

1.3.2 数字图像处理系统的组成9

1.3.3 数字图像处理的特点及必要性11

1.4 光电图像处理的概念与系统结构11

思考与练习题113

第2章 光学与视觉基础14

教学导航14

2.1 辐射度学的基本概念15

2.2 人眼的生理构造及功能15

2.3 光度学的概念与物理量16

2.3.1 视见函数17

2.3.2 光度量的基本物理量17

2.4 色度学基础知识18

2.4.1 色度学的基本概念19

2.4.2 彩色的特性19

2.4.3 三基色原理21

2.4.4 颜色模型22

2.5 视觉的概念与功能特性25

2.5.1 视觉功能的衡量指标25

2.5.2 光觉与色觉26

2.5.3 人眼视觉的特性26

2.5.4 空间深度与立体感29

思考与练习题230

第3章 图像的数字化31

教学导航31

3.1 图像的分类与数字化设备32

3.1.1 模拟图像和数字图像32

3.1.2 常用的数字化设备34

3.2 图像信号的获取38

3.2.1 扫描图像38

3.2.2 捕捉屏幕图像38

3.3 电视成像过程39

3.3.1 摄像与显像方式39

3.3.2 扫描与同步40

3.4 图像的数字化步骤与主要参数41

3.4.1 采样41

3.4.2 量化42

3.4.3 编码43

3.4.4 空间和灰度级分辨率43

3.5 图像文件格式43

3.5.1 BMP图像文件格式43

3.5.2 GIF文件格式45

3.5.3 TIFF文件格式45

3.5.4 JPEG文件格式46

3.6 数字图像的变换46

思考与练习题347

第4章 图像增强与复原49

教学导航49

4.1 图像增强50

4.1.1 灰度变换50

4.1.2 直方图修正51

4.1.3 图像空域平滑52

4.1.4 图像锐化54

4.1.5 频域滤波增强58

4.1.6 彩色图像增强60

4.2 图像复原63

4.2.1 图像退化的原因与复原方法63

4.2.2 图像退化模型64

思考与练习题465

第5章 图像分割与描述66

教学导航66

5.1 图像分割的概念与分类67

5.2 边缘检测68

5.2.1 Sobel算子68

5.2.2 Marr算子68

5.2.3 Canny算子69

5.3 图像阈值分割70

5.3.1 双峰法71

5.3.2 最大类间方差法71

5.4 区域分割72

5.4.1 区域描述73

5.4.2 区域生长74

5.4.3 分裂-合并75

5.5 形态学分割76

5.6 图像特征描述78

5.6.1 颜色特征78

5.6.2 纹理特征79

5.6.3 形状特征79

5.6.4 物体识别80

思考与练习题580

第6章 图像的压缩与编码技术81

教学导航81

6.1 图像压缩的概念与方法82

6.1.1 图像压缩的必要性和可行性82

6.1.2 图像压缩编码评价83

6.1.3 图像压缩编码常用方法及分类84

6.2 典型的统计编码85

6.2.1 游程编码85

6.2.2 哈夫曼编码86

6.2.3 算术编码87

6.3 预测编码88

6.3.1 预测编码压缩原理88

6.3.2 无损预测编码88

6.3.3 有损预测编码89

6.4 正交变换编码91

6.4.1 正交变换编码的概念与特点92

6.4.2 子图像尺寸的选择93

6.4.3 系数的选择93

6.4.4 比特分配94

6.5 基于小波变换的图像压缩编码95

6.5.1 小波变换95

6.5.2 嵌入式零树小波编码96

6.6 图像压缩国际标准98

6.6.1 二值图像压缩标准98

6.6.2 静止图像压缩标准100

6.6.3 运动图像压缩标准102

思考与练习题6104

第7章 光电成像系统105

教学导航105

7.1 光电成像系统的构成与技术参数106

7.1.1 光电成像系统的基本构成106

7.1.2 光电成像系统的基本技术参数110

7.2 固体摄像器件111

7.2.1 电耦合摄像器件111

7.2.2 CMOS图像传感器113

7.2.3 电荷注入器件（CID）115

7.2.4 红外焦平面器件116

7.3 红外成像系统117

7.3.1 红外线的分类与特点117

7.3.2 红外热像仪原理与发展118

7.4 微光成像技术120

7.4.1 夜天辐射121

7.4.2 微光像增强器件121

7.4.3 微光夜视仪123

7.4.4 主动红外夜视仪124

7.4.5 基于红外和微光的夜视技术比较125

思考与练习题7126

第8章 光电图像处理的应用127

教学导航127

8.1 计算机层析摄影128

8.1.1 优点和危险性130

8.1.2 影像处理的相关概念130

8.1.3 三维重建131

8.1.4 图像显示132

8.1.5 螺旋CT概述132

8.2 指纹识别技术133

8.2.1 指纹识别系统分类135

8.2.2 指纹识别系统工作原理135

8.2.3 指纹特征提取和比对136

8.3 车辆牌照识别技术136

8.3.1 车辆牌照识别的步骤136

8.3.2 车辆牌照识别系统的结构137

8.3.3 预处理137

8.3.4 车牌定位138

8.3.5 字符的分割139

8.3.6 车牌字符识别140

思考与练习题8140

第9章 MATLAB软件在图像处理中的应用142

教学导航142

9.1 MATLAB的特点与编程界面143

9.2 MATLAB中的变量管理146

9.3 图像处理工具箱147

9.4 常用类型函数表示152

9.5 图像的数字阵列表示与数字化过程154

应用实例1车牌定位156

应用实例2图像增强160

应用实例3图像复原164

应用实例4图像压缩编码167

应用实例5图像分割170

思考与练习题9178

参考文献179