精通MATLAB图像处理（第2版）目录

精通MATLAB图像处理（第2版） 目 录 第1篇 MATLAB入门篇 第1章 MATLAB概述2 1.1 MATLAB的发展历程2 1.2 MATLAB的优势与特点2 1.3 MATLAB系统的构成4 1.4 MATLAB桌面操作环境5 1.4.1 启动和退出5 1.4.2 主要功能菜单7 1.4.3 命令窗口9 1.4.4 工作空间11 1.4.5 M文件编辑/调试器13 1.4.6 Figure窗口15 1.4.7 文件管理16 1.4.8 使用帮助16 1.5 MATLAB的工具箱17 1.6 小结19 第2章 MATLAB基本运算20 2.1 MATLAB数据类型20 2.2 数组及其运算22 2.2.1 数组的创建22 2.2.2 数组的运算23 2.3 矩阵及其运算25 2.3.1 矩阵的创建25 2.3.2 矩阵的基本运算26 2.3.3 矩阵的行列式运算27 2.3.4 矩阵的求逆运算27 2.3.5 矩阵的求秩28 2.3.6 矩阵的范数和条件数运算29 2.3.7 矩阵的特征值、特征向量和 特征多项式运算29 2.3.8 矩阵的标准正交基运算30 2.3.9 矩阵的分解运算31 2.3.10 矩阵对角元素操作运算35 2.4 复数及其运算36 2.4.1 复数的示36 2.4.2 复数的绘图37 2.4.3 复数的操作函数38 2.5 符号运算38 2.5.1 符号运算概述38 2.5.2 常用的符号运算40 2.6 关系运算和逻辑运算42 2.7 小结43 第3章 MATLAB程序设计44 3.1 程序设计概述44 3.2 程序设计的基本原则45 3.3 M文件46 3.4 程序流程控制48 3.5 函数及调用51 3.5.1 函数类型51 3.5.2 函数参数传递54 3.6 函数句柄58 3.7 程序调试59 3.7.1 常见的程序错误60 3.7.2 调试方法62 3.7.3 调试工具63 3.8 程序设计技巧68 3.8.1 嵌套计算69 3.8.2 循环计算70 3.8.3 使用异常处理机制70 3.8.4 使用全局变量72 3.8.5 通过varargin传递参数74 3.9 小结75 第4章 MATLAB图形绘制76 4.1 MATLAB中绘图的基本步骤76 4.2 在工作空间直接绘图76 4.3 利用绘图函数绘图78 4.3.1 二维图形78 4.3.2 三维图形79 4.4 特殊图形绘制81 4.4.1 直方图81 4.4.2 柱状图82 4.4.3 面积图83 4.4.4 饼图84 4.4.5 火柴杆图85 4.4.6 阶梯图86 4.4.7 等高线图87 4.4.8 向量图89 4.4.9 圆柱体图91 4.4.10 球面图92 4.5 图形修饰92 4.6 小结95 第 5章 MATLAB图像处理基础96 5.1 MATLAB图像文件的96 5.2 图像类型97 5.2.1 索引图像97 5.2.2 灰度图像98 5.2.3 RGB图像99 5.2.4 二值图像101 5.2.5 图像类型转换101 5.2.6 图像数组102 5.3 MATLAB中的颜色模型103 5.3.1 颜色模型的分类103 5.3.2 颜色模型的转换104 5.4 图像处理基本函数105 5.4.1 图像读入和显示106 5.4.2 图像写回108 5.4.3 获取图像信息109 5.5 标准图像显示技术110 5.5.1 imshow函数110 5.5.2 显示灰度图像111 5.5.3 显示二值图像112 5.5.4 显示索引图像112 5.5.5 显示真彩图像113 5.5.6 显示图形文件中的图像113 5.6 特殊图像显示技术113 5.6.1 添加颜色条113 5.6.2 显示多帧图像阵列113 5.6.3 图像上的区域缩放114 5.6.4 纹理映射114 5.6.5 同时显示多幅图像114 5.7 小结115 第2篇 图像处理精通篇 第6章 图像的运算117 6.1 图像的代数运算117 6.1.1 图像的加运算117 6.1.2 图像的减运算118 6.1.3 图像的乘运算119 6.1.4 图像的除运算119 6.1.5 图像的差的绝对值运算120 6.1.6 图像的补运算121 6.1.7 图像的一般线性运算122 6.2 图像的逻辑运算123 6.3 图像的块和邻域处理124 6.3.1 滑动邻域操作124 6.3.2 分离块操作125 6.3.3 使用列处理加快速度127 6.4 图像的几何运算129 6.4.1 图像的插值129 6.4.2 图像的缩放130 6.4.3 图像的旋转130 6.4.4 图像的裁剪132 6.4.5 图像的一般线性变换133 6.5 小结134 第7章 图像的变换135 7.1 傅里叶变换135 7.1.1 傅里叶变换的定义135 7.1.2 傅里叶变换的快速实现137 7.1.3 傅里叶变换的应用139 7.2 离散余弦变换（DCT）141 7.2.1 二维离散余弦变换的定义141 7.2.2 DCT变换矩阵142 7.2.3 DCT的实现和图像压缩142 7.3 Radon变换144 7.3.1 Radon变换的定义144 7.3.2 使用Radon变换检测直线146 7.3.3 逆Radon变换147 7.4 Fan-Beam变换148 7.4.1 Fan-Beam变换的用法149 7.4.2 使用Fan-Beam投影数据 重构图像149 7.5 小结151 第8章 图像的增强152 8.1 灰度变换增强152 8.1.1 图像直方图的含义152 8.1.2 直方图均衡化153 8.1.3 灰度值调整到指定范围154 8.1.4 有限对比自适应直方图 均衡化157 8.1.5 使用去相关进行色度拉伸157 8.2 线性滤波器增强159 8.2.1 卷积159 8.2.2 相关160 8.2.3 imfilter函数用于滤波161 8.2.4 使用预定义的滤波器对 图像滤波164 8.3 空间域滤波增强166 8.3.1 图像加入噪声166 8.3.2 中值滤波器167 8.3.3 自适应滤波器168 8.4 频域滤波增强169 8.4.1 频率变换方法169 8.4.2 频率抽样法170 8.4.3 窗函数法171 8.4.4 创建所需的频率响应矩阵173 8.4.5 计算滤波器的频率响应174 8.5 小结174 第9章 图像的分析175 9.1 像素值和图像统计量175 9.1.1 获取像素值175 9.1.2 创建图像强度曲线176 9.1.3 显示图像数据的等值线图178 9.1.4 图像的统计信息179 9.1.5 图像的局部属性180 9.2 图像的边界分析183 9.2.1 边缘检测183 9.2.2 边界跟踪185 9.2.3 使用hough变换检测图像 中的直线188 9.3 四叉树分解190 9.4 图像的纹理分析191 9.4.1 纹理分析的函数191 9.4.2 使用灰度共生矩阵193 9.5 小结196 第10章 图像的复原197 10.1 图像的退化197 10.1.1 图像退化的原因197 10.1.2 图像退化的数学模型197 10.1.3 图像的噪声199 10.2 图像复原的模型和方法分类200 10.2.1 图像的复原模型201 10.2.2 无约束复原方法201 10.2.3 有约束复原方法202 10.2.4 复原方法的评估202 10.3 图像的复原方法202 10.3.1 维纳滤波203 10.3.2 规则化滤波204 10.3.3 Lucy-Richardson滤波206 10.3.4 盲反卷积207 10.4 点扩散函数和光学转换函数的 互相转化208 10.5 小结209 第11章 图像的形态学操作210 11.1 膨胀和腐蚀210 11.1.1 理解膨胀和腐蚀210 11.1.2 处理图像边界的像素211 11.1.3 理解结构元素211 11.1.4 图像膨胀215 11.1.5 图像腐蚀217 11.1.6 膨胀和腐蚀组合219 11.1.7 以膨胀和腐蚀为基础的 其他操作221 11.2 数学形态学重建225 11.2.1 理解标记图像和 掩膜图像225 11.2.2 像素连通性226 11.2.3 填充操作227 11.2.4 寻找最大值和最小值229 11.3 距离变换235 11.4 对象的标记和测量238 11.4.1 连通区域的标记238 11.4.2 选择二值图像中的对象240 11.4.3 计算二值图像中前景的 面积241 11.4.4 计算二值图像的欧拉数241 11.5 二值图像的查表操作242 11.5.1 创建一个查询表242 11.5.2 使用查询表242 11.6 小结243 第12章 彩****像处理244 12.1 减少彩****像中的色彩数244 12.1.1 使用色彩近似244 12.1.2 使用imapprox函数248 12.1.3 抖动249 12.2 色彩空间转换249 12.3 小结254 第3篇 综合实战篇 第13章 MATLAB图像重构实战256 第14章 MATLAB图像增强实战261 14.1 对比度增强技术261 14.2 纠正不均匀的照明268 14.3 对多分辨率彩****像进行增强272 14.4 小结277 第 15章 MATLAB图像配准实战278 15.1 归一化互相关图像配准278 15.2 旋转和尺度变换后的图像配准281 15.3 配准航拍照片和正射影像285 15.4 小结287 第16章 MATLAB图像去模糊实战288 第17章 MATLAB图像分割实战296 17.1 基于L*a*b*空间的色彩分割296 17.2 利用图像分割来检测细胞303 17.3 检测交通视频中的汽车目标306 17.4 在多分辨率图像中检测植被309 17.5 分水岭分割算法313 17.6 使用纹理滤波器分割图像319 17.7 小结322 第18章 MATLAB图像特征 提取实战323 18.1 计算运动中单摆的长度323 18.2 粒度测定326 18.3 确定圆形目标329 18.4 测量角度331 18.5 灰度图像的属性测量334 18.6 磁带滚动轴半径的测量337 18.7 小结340 第19章 MATLAB图像空间 变换实战341 19.1 创建变换图像的图片库341 19.2 保角变换映射349 19.3 小结357 第20章 MATLAB处理大数据 图像实战358 20.1 并行批处理图像358 20.2 分块处理图像361 20.3 计算大图像的统计信息364 20.4 小结370 附录A MATLAB图像处理工具箱函数 详解371 参考文献410 实 例 目 录 第2章 MATLAB基本运算20 例2-1 元胞数组创建与显示实例21 例2-2 数组创建实例23 例2-3 数组运算24 例2-4 矩阵创建实例25 例2-5 特殊矩阵生成函数使用实例26 例2-6 矩阵基本运算实例27 例2-7 矩阵行列式运算实例27 例2-8 矩阵的求逆运算实例27 例2-9 矩阵的秩运算实例28 例2-10 矩阵的范数和条件数运算实例29 例2-11 矩阵的特征值、特征向量和特征 多项式运算实例30 例2-12 矩阵的标准正交基运算实例30 例2-13 LU分解运算实例31 例2-14 Cholesky分解运算实例32 例2-15 QR分解运算实例33 例2-16 SVD分解（奇异值分解） 运算实例33 例2-17 Schur分解运算实例34 例2-18 对角元素操作运算实例35 例2-19 复数构造实例36 例2-20 复数矩阵构造实例37 例2-21 复数函数绘图实例37 例2-22 符号表达式创建实例39 例2-23 微积分的符号运算实例41 例2-24 常微分方程符号运算实例42 第3章 MATLAB程序设计44 例3-1 M文件创建实例47 例3-2 return语句使用实例50 例3-3 匿名函数创建实例51 例3-4 显示函数输入和输出参数的 例3-4 数目实例54 例3-5 可变数目的参数传递实例56 例3-6 函数内部的输入参数修改实例57 例3-7 函数参数传递实例57 例3-8 全局变量使用实例58 例3-9 函数句柄创建和调用实例59 例3-10 处理函数句柄的函数使用实例59 例3-11 嵌套计算与直接求值的 例3-11 比较实例69 例3-12 嵌套计算与非嵌套计算的 例3-12 比较实例69 例3-13 异常处理机制使用实例71 例3-14 nargin函数应用实例72 例3-15 全局变量使用实例73 例3-16 通过varargin传递参数的实例74 第4章 MATLAB图形绘制76 例4-1 工作空间直接作图法使用实例77 例4-2 二维图形绘制实例78 例4-3 三维曲线绘制函数使用实例79 例4-4 三维网格曲面图绘制实例80 例4-5 阴影曲面绘制函数surf使用实例80 例4-6 直方图绘制函数hist使用实例81 例4-7 玫瑰图绘制函数rose使用实例81 例4-8 柱状图绘制函数bar使用实例82 例4-9 三维柱状图函数使用实例82 例4-10 面积图绘制函数area使用实例83 例4-11 饼图绘制函数pie使用实例84 例4-12 绘制饼图应用实例85 例4-13 火柴杆图绘制函数stem使用实例85 例4-14 stem3函数绘图应用实例86 例4-15 阶梯图绘制函数stairs使用实例86 例4-16 等高线图绘制函数contour 例4-16 使用实例87 例4-17 三维等高线绘制应用实例88 例4-18 罗盘图绘制函数compass 例4-18 使用实例89 例4-19 羽毛图绘制函数feather 例4-19 使用实例89 例4-20 向量场图绘制函数quiver 例4-20 使用实例90 例4-21 圆柱体绘制函数cylinder 例4-21 使用实例91 例4-22 球面绘制函数sphere使用实例92 例4-23 绘图命令使用实例94 第5章 MATLAB图像处理基础96 例5-1 索引图像及颜色表说明实例98 例5-2 灰度图像显示98 例5-3 RGB图像显示100 例5-4 gray2ind函数应用实例102 例5-5 rgb2hsv函数应用实例105 例5-6 图像读入及显示应用实例107 例5-7 图像写回命令应用实例108 例5-8 图像信息查询函数应用实例一109 例5-9 图像信息查询函数应用实例二109 例5-10 显示灰度图像的函数应用实例111 例5-11 二值图像显示应用实例112 第6章 图像的运算117 例6-1 图像的加运算117 例6-2 图像的减运算118 例6-3 图像的乘运算119 例6-4 图像的除运算120 例6-5 图像的差的绝对值运算120 例6-6 图像的补运算121 例6-7 图像的一般线性运算122 例6-8 图像的逻辑运算123 例6-9 滑动邻域操作125 例6-10 分离块操作126 例6-11 列处理操作128 例6-12 图像的插值129 例6-13 图像的缩放130 例6-14 图像的旋转131 例6-15 图像的交互式裁剪132 例6-16 图像的参数式裁剪132 例6-17 图像的一般线性变换133 第7章 图像的变换135 例7-1 二维傅里叶变换函数的使用138 例7-2 高斯低通滤波器的频率响应139 例7-3 傅里叶变换应用于快速卷积140 例7-4 确定图像特征的位置140 例7-5 离散余弦变换和逆变换142 例7-6 DCT用于图像压缩示例143 例7-7 两个方向的Radon变换145 例7-8 在一幅图像中显示不同方向的 例7-8 Radon变换146 例7-9 使用Radon变换来检测直线146 例7-10 逆Radon变换重建图像148 例7-11 Fan-Beam变换重建头骨 幻影图像149 第8章 图像的增强152 例8-1 直方图的显示152 例8-2 直方图均衡化153 例8-3 调整灰度范围154 例8-4 imadjust函数用于展现 例8-4 图像的细节155 例8-5 用stretchlim函数确定映射 例8-5 的灰度155 例8-6 gamma校正156 例8-7 有限对比自适应直方图均衡化157 例8-8 简单的去相关拉伸操作158 例8-9 均值滤波161 例8-10 不同的填充选项对比163 例8-11 对真彩****像进行滤波164 例8-12 不同的滤波器对图像进行滤波165 例8-13 在图像中加入不同的噪声166 例8-14 中值滤波和均值滤波对比167 例8-15 wiener2函数自适应滤波168 例8-16 一维滤波器转化为二维滤波器169 例8-17 用频率抽样法设计二维带 例8-17 通滤波器170 例8-18 fwind1函数产生二维滤波器171 例8-19 fwind2函数产生二维滤波器172 例8-20 理想低通圆形滤波器173 例8-21 利用freqz2函数计算频率响应174 第9章 图像的分析175 例9-1 返回指定点坐标的像素值175 例9-2 交互式获取像素值176 例9-3 返回指定坐标的图像强度曲线177 例9-4 交互式获取图像像素强度曲线177 例9-5 真彩****像的像素强度曲线178 例9-6 显示等值线179 例9-7 计算图像的统计信息180 例9-8 求图像区域的质心183 例9-9 边缘检测185 例9-10 利用bwtraceboundary函数 例9-10 跟踪边界186 例9-11 利用bwboundaries函数跟踪 例9-11 外部边界187 例9-12 利用bwboundaries函数检测外部 例9-12 边界和内部边界187 例9-13 利用hough变换检测图像 例9-13 中的直线188 例9-14 矩阵四叉树分解190 例9-15 图像的四叉树分解191 例9-16 计算图像的局部最大差值192 例9-17 计算图像的局部标准差193 例9-18 计算图像的局部熵193 例9-19 计算矩阵的灰度共生矩阵194 例9-20 计算灰度共生矩阵的统计量195 第10章 图像的复原197 例10-1 图像的模糊198 例10-2 维纳滤波复原图像203 例10-3 规则化复原图像205 例10-4 Lucy-Richardson方法复原图像206 例10-5 盲反卷积恢复图像208 例10-6 点扩散函数和光学转换函数的 例10-6 互相转化209 第11章 图像的形态学操作210 例11-1 二值图像的膨胀216 例11-2 灰度图像的膨胀216 例11-3 灰度图像的膨胀（图像先取 例11-3 反后膨胀）217 例11-4 二值图像的腐蚀218 例11-5 灰度图像的腐蚀218 例11-6 二值图像的开运算219 例11-7 利用imopen函数进行开运算220 例11-8 二值图像的关运算220 例11-9 图像的骨架提取221 例11-10 图像的边缘检测222 例11-11 击中击不中操作222 例11-12 对图像进行top-hat滤波223 例11-13 使用top-hat和bottom-hat 例11-13 滤波对图像进行增强224 例11-14 对图像进行孔洞填充229 例11-15 确定图像的局部极小值231 例11-16 计算简单图像的欧氏距离236 例11-17 二维情况下使用不同的距离 例11-17 函数求距离236 例11-18 三维情况下使用不同的距离 例11-18 函数求距离237 例11-19 二值图像中对象的选择240 例11-20 计算前景面积增加的比例241 例11-21 计算二值图像的欧拉数242 例11-22 使用查询表操作243 第12章 彩****像处理244 例12-1 颜色查找表映射248 例12-2 使用imapprox函数减少 例12-2 色彩数248 例12-3 使用抖动创建图像249 例12-4 从NTSC空间转换到 例12-4 RGB空间251 例12-5 RGB空间和YCbCr空间之间 例12-5 的相互转化252 例12-6 makecform函数的使用方法254 第13章 MATLAB图像重构实战256 例13-1 图像的重构256 第14章 MATLAB图像增强实战261 例14-1 利用最大熵原理进行图像 例14-1 对比度增强262 例14-2 对比度增强的主程序263 例14-3 纠正不均匀的照明268 例14-4 对多分辨率彩****像进行增强272 第15章 MATLAB图像配准实战278 例15-1 归一化互相关图像配准278 例15-2 旋转和尺度变换后的图像配准282 例15-3 配准航拍照片和正射影像285 第16章 MATLAB图像去模糊实战288 例16-1 图像去模糊288 第17章 MATLAB图像分割实战296 例17-1 基于L*a*b*空间的色彩分割296 例17-2 K均值用于图像分割300 例17-3 图像分割用于检测细胞303 例17-4 检测运动的汽车306 例17-5 在多分辨率图像中检测植被310 例17-6 标记分水岭分割算法314 例17-7 利用纹理滤波器进行 例17-7 图像分割319 第18章 MATLAB图像特征 第18章 提取实战323 例18-1 计算运动中的摆长323 例18-2 粒度测定326 例18-3 确定圆形目标329 例18-4 测量两条直线之间的夹角331 例18-5 灰度图像的属性计算335 例18-6 计算磁带滚动轴的半径337 第19章 MATLAB图像空间 变换实战341 例19-1 创建变换图像的图片库341 例19-2 保角变换映射350 第20章 MATLAB处理大数据 图像实战358 例20-1 并行处理图像358 例20-2 分块处理图像361 例20-3 计算大图像的统计信息364