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第1章 绪论3

1.1 数字图像处理的概念3

1.1.1 图像与数字图像3

1.1.2 数字图像处理6

1.2 数字图像处理与图像通信的起源和发展7

1.3 数字图像处理与图像通信的基本步骤8

1.3.1 数字图像处理的步骤8

1.3.2 图像通信的基本步骤10

1.4 图像处理与图像通信系统的基本组成11

1.4.1 图像处理系统11

1.4.2 图像通信系统13

1.5 数字图像处理与图像通信的应用14

1.5.1 数字图像处理的应用14

1.5.2 图像通信的应用14

小结15

第2章 视觉与色度学基础16

2.1 视觉成像基础16

2.1.1 人眼的构造与基本作用16

2.1.2 图像与视觉的形成17

2.1.3 人眼视觉属性18

2.2 图像的感知与获取23

2.2.1 图像传感器与二维成像原理23

2.2.2 简单的图像形成模型26

2.3 三基色原理27

2.3.1 RGB与CMY（CMYK）27

2.3.2 彩色三要素29

2.4 色彩模型30

2.4.1 RGB模型30

2.4.2 CMY模型30

2.4.3 HSI模型31

2.4.4 YUV相关色彩空间模型33

小结34

第3章 数字图像基础35

3.1 连续图像的数学描述35

3.2 图像的取样与量化36

3.2.1 取样36

3.2.2 二维取样定理37

3.2.3 取样对数字图像效果评价的影响38

3.2.4 图像的量化和编码39

3.2.5 数字图像表示42

3.2.6 像素间的一些基本关系43

3.3 数字图像的文件格式与数据结构46

3.3.1 BMP图像格式46

3.3.2 GIF图像文件格式49

3.3.3 JPEG图像文件格式51

3.3.4 TIFF图像格式52

3.3.5 PNG格式53

3.3.6 SVG格式54

3.3.7 RAW格式54

3.3.8 PSD格式54

3.4 数字成像设备55

3.4.1 数码相机55

3.4.2 扫描仪58

3.4.3 图像采集卡59

3.5 灰度直方图61

3.5.1 概念61

3.5.2 直方图的性质61

3.5.3 直方图的应用61

小结63

第4章 图像变换64

4.1 图像变换的预备知识64

4.1.1 信号的正交变换64

4.1.2 图像正交变换的意义66

4.2 傅里叶变换66

4.2.1 周期函数的傅里叶级数67

4.2.2 一般函数的傅里叶变换68

4.2.3 二维DFT及其反变换70

4.2.4 傅里叶变换的性质71

4.3 小波变换73

4.3.1 连续小波变换74

4.3.2 离散小波变换76

4.4 其他正交变换76

4.4.1 离散余弦变换77

4.4.2 离散沃尔什变换79

4.4.3 离散哈达玛变换81

4.4.4 离散K-L变换83

小结84

第5章 图像增强85

5.1 点运算及其应用85

5.1.1 直接灰度变换86

5.1.2 直方图修正法88

5.1.3 图像间运算95

5.2 空间域图像增强96

5.2.1 空间域平滑97

5.2.2 空间域锐化99

5.3 频域增强103

5.3.1 频率域平滑104

5.3.2 频率域锐化106

5.3.3 同态滤波增强108

5.4 彩色增强109

5.4.1 伪彩色增强109

5.4.2 真彩色增强112

小结113

第6章 图像恢复114

6.1 图像恢复与图像增强114

6.2 图像退化与恢复模型115

6.3 逆滤波116

6.3.1 解析法116

6.3.2 代数法117

6.3.3 相关讨论117

6.4 二维信号的恢复118

6.4.1 维纳滤波119

6.4.2 约束最小二乘方滤波器120

6.4.3 几何均值滤波121

6.5 奇异退化与坏条件系统122

6.5.1 奇异退化122

6.5.2 坏条件系统123

6.6 常见退化模型与恢复123

6.6.1 噪声模型123

6.6.2 噪声存在下的唯一空间滤波器126

6.6.3 周期噪声及频域滤波周期噪声削减133

6.6.4 几何变换136

6.7 退化函数的估计140

6.7.1 图像观察估计法141

6.7.2 试验估计法141

6.7.3 模型估计法141

小结143

第7章 二值图像与数学形态学方法144

7.1 基本概念145

7.1.1 集合论中的几个基本概念145

7.1.2 二值图像的逻辑运算146

7.1.3 结构元素147

7.2 膨胀与腐蚀147

7.2.1 膨胀148

7.2.2 腐蚀149

7.2.3 膨胀与腐蚀的对偶性149

7.3 开启与闭合150

7.3.1 开启150

7.3.2 闭合151

7.3.3 开启和闭合的对偶性151

7.4 击中与击不中变换152

7.5 二值形态学实用算法152

7.5.1 边缘提取152

7.5.2 区域填充153

7.5.3 细化153

7.5.4 骨架提取154

7.6 灰度图像扩展154

小结155

第8章 图像分割156

8.1 图像分割的意义156

8.2 边缘检测与跟踪157

8.2.1 边缘检测157

8.2.2 边缘跟踪162

8.3 区域分割与区域生长165

8.3.1 区域分割165

8.3.2 区域生长167

8.3.3 分裂合并168

小结170

第9章 图像编码与压缩171

9.1 编码基本理论与图像保真度171

9.1.1 图像数据压缩的必要性与可能性171

9.1.2 图像编码压缩技术的分类172

9.1.3 图像保真度准则173

9.2 图像的统计特性174

9.2.1 图像的自相关函数174

9.2.2 图像差值信号的统计特性175

9.2.3 频率域上的统计特性176

9.3 统计编码方法176

9.3.1 与统计编码相关的几个重要概念176

9.3.2 图像的信息熵177

9.3.3 图像冗余度和编码效率178

9.3.4 霍夫曼编码178

9.3.5 费诺—香农编码180

9.3.6 算术编码181

9.3.7 行程编码182

9.4 预测编码183

9.4.1 线性预测编码183

9.4.2 非线性预测编码184

9.5 正交变换编码185

9.5.1 变换编码原理185

9.5.2 正交变换的性质185

9.5.3 变换编码的数学分析186

9.5.4 最佳变换与准最佳变换187

9.6 量化189

9.6.1 标量量化190

9.6.2 矢量量化194

9.6.3 量化压缩机理196

9.7 静止图像与运动图像编码197

9.7.1 静止图像编码197

9.7.2 运动图像编码199

9.8 图像编码标准204

9.8.1 静止图像压缩标准简介204

9.8.2 运动图像压缩编码标准简介205

9.8.3 H.263标准206

9.8.4 H.264标准210

小结212

第10章 图像通信系统213

10.1 图像通信对通信网的要求213

10.1.1 图像通信的特点213

10.1.2 图像通信对通信网的要求214

10.2 图像通信系统组成216

10.2.1 图像通信系统模型216

10.2.2 图像通信系统架构217

10.2.3 服务端系统218

10.2.4 传输网络218

10.2.5 图像通信系统终端220

小结225

第11章 流媒体技术226

11.1 流媒体定义226

11.1.1 流媒体概念及其主要特征226

11.1.2 流媒体技术的优点227

11.2 流媒体系统文件228

11.2.1 压缩媒体文件228

11.2.2 流媒体文件229

11.2.3 媒体文件发布格式237

11.3 流媒体通信原理238

11.3.1 流式传输基础238

11.3.2 流媒体技术原理239

11.3.3 流媒体播放方式241

11.4 流媒体系统的构成242

小结244

第12章 多媒体实时通信协议245

12.1 实时传输／实时传输控制协议245

12.1.1 实时传输协议245

12.1.2 实时传输控制协议248

12.2 实时流协议254

12.2.1 简介254

12.2.2 协议参数256

12.2.3 RTSP消息257

12.2.4 连接258

12.2.5 RTSP状态机258

12.2.6 RTSP与RTP的交互259

12.3 资源预订协议260

12.3.1 RSVP协议基础260

12.3.2 数据流261

12.3.3 预留模型262

12.3.4 RSVP消息262

12.3.5 合并流规范263

12.3.6 软状态263

12.3.7 RSVP隧道264

12.3.8 RSVP小结264

12.4 RTP/RTCP、RTSP和RSVP的联系265

小结266

第13章 图像通信系统的应用267

13.1 视频会议系统267

13.1.1 概述267

13.1.2 视频会议系统的功能269

13.1.3 视频会议系统的设计270

13.2 视频点播系统276

13.2.1 概述276

13.2.2 视频点播系统的组成及功能276

13.2.3 视频点播系统分类277

13.2.4 视频点播系统结构277

13.3 数字视频监控系统278

13.3.1 概述278

13.3.2 数字视频监控系统的组成及功能279

13.3.3 数字视频监控系统的网络设计285

小结287

附录A 数字图像处理基本算法的C＃程序实现288

A1 C＃简要介绍288

A2 利用C＃建立数字图像处理的基本框架289

A3 图像文件的读入与保存290

A3.1 读入图像文件到图片框290

A3.2 图像的保存291

A4 图像的基本处理291

A4.1 图像的灰度化291

A4.2 图像的亮度调节292

A4.3 对比度调节293

A4.4 色调、饱和度和强度调节295

A4.5 图像的二值化298

A4.6 在图像中添加随机噪声301

A4.7 图像缩小302

A4.8 灰度线性变换302

A4.9 显示彩色图像的单个颜色通道图像303

A5 图像的平滑304

A5.1 四邻域平均304

A5.2 八邻域平均305

A5.3 最大值滤波306

A5.4 最小值滤波307

A5.5 中值滤波308

A5.6 修正平均滤波309

A6 图像锐化310

A6.1 水平垂直差分法310

A6.2 soble算子311

A6.3 robert算子312

A6.4 prewitt算子313

A6.5 拉普拉斯算子315

A6.6 robinson算子316

A6.7 kirsch算子317

A7 图像的数学形态学处理318

A7.1 膨胀函数319

A7.2 腐蚀函数319

A7.3 二值图像的膨胀320

A7.4 二值图像的腐蚀320

A7.5 二值图像的开启320

A7.6 二值图像的闭合321

A7.7 二值图像的边缘提取321

A7.8 灰度图像的膨胀322

A7.9 灰度图像的腐蚀323

A8 图像的其他处理324

A8.1 负像变换324

A8.2 霓虹变换325

A8.3 浮雕变换——阴刻326

A8.4 雕刻变换——阳刻326

A8.5 伪彩色处理327

A8.6 马赛克处理328

参考文献331