本书主要介绍了MATLAB语言在图像处理技术方面的套用，以MATLAB中的图像处理工具箱为中心，重点介绍了各种图像处理方法的理论和套用实例。书中给出了大量的MATLAB程式实例和图像处理效果，使读者可以轻鬆地理解和掌握使用MATLAB图像处理工具箱函式进行图像处理的方法。

本书共11章，内容包括图像的显示与运算、图像变换和图像滤波、图像空间变换和图像配準、图像增强与复原、图像编码与压缩、图像形态学处理、图像GUI以及小波分析在图像处理中的套用。

本书简明扼要、通俗易懂，同时兼有一定的深度和广度。本书适用于对MATLAB图像处理技术感兴趣的读者，也可作为本科生、研究生学习使用MATLAB进行图像处理的参考书以及科研与工程技术人员的工具书。

第1章 MATLAB图像处理概述 1

1.1 数字图像处理及其特点 1

1.1.1 数字图像与数字图像处理 1

1.1.2 数字图像处理的特点 2

1.2 数字图像处理的主要内容 3

1.3 数字图像处理系统 5

1.3.1 硬体系统 5

1.3.2 软体系统 7

1.4 数字图像处理的历史与发展 8

1.5 数字图像处理的套用 10

1.5.1 通信领域 11

1.5.2 宇宙探测 11

1.5.3 遥感 11

1.5.4 生物医学领域 12

1.5.5 工业生产领域 14

1.5.6 军事、公安等领域 15

1.5.7 娱乐动画广告 16

1.6 数字图像处理的发展动向 17

习题 17

第2章 MATLAB图像的显示与运算 18

2.1 数字图像 18

2.1.1 图像数位化 18

2.1.2 MATLAB中的数字图像 19

2.2 MATLAB图像档案格式 20

2.3 图像的读写 21

2.3.1 档案信息查询 21

2.3.2 图像档案读取 23

2.3.3 图像档案写入 24

2.3.4 图像档案格式转换 24

2.4 图像的显示 25

2.4.1 二值图像的显示 26

2.4.2 灰度图像的显示 27

2.4.3 索引图像的显示 28

2.4.4 真彩图像的显示 29

2.5 特殊图像显示技术 30

2.5.1 同一视窗中显示多幅图像 30

2.5.2 显示多帧图像 31

2.6 图像类型转换 32

2.6.1 dither函式 33

2.6.2 gray2ind函式 34

2.6.3 grayslice函式 34

2.6.4 im2bw函式 35

2.6.5 ind2gray函式 36

2.6.6 ind2rgb函式 36

2.6.7 rgb2gray函式 36

2.6.8 rgb2ind函式 37

2.6.9 mat2gray函式 38

2.7 图像的直方图 39

2.7.1 直方图的基本概念 39

2.7.2 直方图的性质 41

2.7.3 直方图的计算和MATLAB实现 42

2.8 图像的点运算 43

2.8.1 点运算的种类 43

2.8.2 MATLAB实现 46

2.9 图像的代数运算 47

2.9.1 代数运算定义 47

2.9.2 MATLAB实现 48

习题 51

第3章 MATLAB图像变换 52

3.1 傅立叶变换 52

3.1.1 连续傅立叶变换 52

3.1.2 离散傅立叶变换(DFT) 53

3.1.3 二维傅立叶变换的性质 54

3.1.4 快速离散傅立叶变换 57

3.1.5 MATLAB实现与举例 57

3.2 离散余弦变换(DCT) 59

3.2.1 一维离散余弦变换 59

3.2.2 二维离散余弦变换 60

3.2.3 MATLAB实现函式 61

3.3 射线投影积分变换 63

3.3.1 平行线投影变换和逆变换 64

3.3.2 扇束变换和逆变换 71

习题 73

第4章 MATLAB图像滤波 74

4.1 线性滤波器的空间域设计法 74

4.1.1 简介 74

4.1.2 卷积 74

4.1.3 相关 75

4.2 滤波器频域设计法 75

4.2.1 频率变换设计法 76

4.2.2 频域採样法 77

4.2.3 视窗法 78

4.3 图像滤波 80

4.4 典型滤波器介绍与设计 82

4.4.1 低通滤波器 82

4.4.2 高通滤波器 85

4.4.3 滤波器的MATLAB实现 87

习题 88

第5章 MATLAB图像空间变换 89

5.1 概论 89

5.1.1 空间变换描述 89

5.1.2 主要问题 89

5.1.3 空间变换的套用 90

5.2 灰度插值 91

5.2.1 最接近点 92

5.2.2 双线性插值 93

5.2.3 高次插值 94

5.3 几何变换 94

5.3.1 齐次坐标 94

5.3.2 平移变换 96

5.3.3 图像旋转变换 97

5.3.4 图像缩放 98

5.3.5 图像剪下 98

5.3.6 複合变换 98

5.3.7 投影变换 100

5.3.8 高阶变换 101

5.4 空间变换的MATLAB实现 103

5.4.1 缩放变换函式imresize 103

5.4.2 旋转变换函式imrotate 105

5.4.3 tformfwd和tforminv 106

5.4.4 变换结构体构造函式maketform 107

5.4.5 逆变换结构体产生函式fliptform 109

5.4.6 二维变换函式imtransform 110

5.5 空间变换演示 113

5.5.1 MATLAB空间变换的基本步骤 113

5.5.2 图像的基本空间变换 113

5.5.3 图像的保形变换 122

习题 127

第6章 MATLAB图像配準 128

6.1 图像配準概述 128

6.1.1 图像配準定义 128

6.1.2 图像配準的分类 128

6.2 图像配準方法 129

6.2.1 基于灰度信息的图像配準方法 130

6.2.2 基于变换域的图像配準方法 132

6.2.3 基于特徵的图像配準方法 132

6.3 MATLAB图像配準工具介绍 133

6.3.1 cp2tform 133

6.3.2 cpcorr 133

6.3.3 cpselect 134

6.3.4 cpstruct2pairs 136

6.3.5 normxcorr2 136

6.4 图像配準示例 137

6.4.1 图像配準一般流程 137

6.4.2 简单的图像配準 138

6.4.3 複杂的图像配準 139

习题 144

第7章 MATLAB图像增强与复原 145

7.1 图像增强 145

7.1.1 灰度变换增强 145

7.1.2 空域滤波增强 156

7.1.3 频域增强 162

7.1.4 色彩增强 165

7.2 图像复原 167

7.2.1 模糊及噪声 167

7.2.2 MATLAB复原函式简介 169

7.2.3 维纳滤波复原 170

7.2.4 约束最小二乘方滤波复原 173

7.2.5 Lucy-Richardson复原 174

7.2.6 盲去卷积复原 176

习题 179

第8章 MATLAB图像编码与压缩 180

8.1 图像压缩和编码概述 180

8.2 无损图像压缩 181

8.2.1 行程编码 181

8.2.2 算术编码 183

8.2.3 哈夫曼编码 185

8.3 有损图像压缩 188

8.3.1 预测编码 188

8.3.2 变换编码 190

习题 199

第9章 数学形态学以及二值图像形态学处理 200

9.1 数学形态学概述 200

9.1.1 数学形态学简介 200

9.1.2 数学形态学的集合理论基础 201

9.2 数学形态学基本操作—腐蚀和膨胀 201

9.2.1 膨胀 202

9.2.2 腐蚀 205

9.2.3 膨胀和腐蚀的对偶性 205

9.3 数学形态学其它操作 205

9.3.1 开操作 206

9.3.2 闭操作 206

9.3.3 击中/击不中变换 207

9.4 二值图像的连通性 209

9.4.1 像素的连通性 209

9.4.2 二值图像的对象 209

9.5 查表操作 211

9.6 数学形态学在二值图像处理中的套用 213

9.6.1 噪声去除 213

9.6.2 图像细化和骨化 214

9.6.3 边界提取 215

9.6.4 区域填充 215

9.6.5 图像特徵提取 217

习题 219

第10章 MATLAB图像处理GUI介绍 220

10.1 图像处理GUI概述 220

10.2 图像处理GUI模组介绍 222

10.3 模组化图像处理GUI编程 225

10.3.1 位置控制 225

10.3.2 连线性回调API函式 226

10.3.3 自定义GUI模组 228

习题 232

第11章 MATLAB小波分析在图像处理中的套用 233

11.1 小波和小波变换 233

11.2 离散小波变换和Mallat算法 236

11.3 MATLAB小波分析在图像处理中的套用 240

11.3.1 小波图像分解与重构 240

11.3.2 小波图像压缩 251

11.3.3 小波图像去噪 255

11.3.4 小波图像融合 258

习题 261

附录 MATLAB图像处理相关函式命令 262

参考文献 279