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第1章 MATLAB 7概述1

1.1 MATLAB 7简介1

1.1.1 MATLAB 7的新特点1

1.1.2 MATLAB 7的用户界面2

1.1.3 MATLAB 7的帮助系统4

1.1.4使用联机演示功能7

1.2 MATLAB数据类型8

1.3 MATLAB操作基础9

1.3.1命令和语句的输入9

1.3.2矩阵的输入10

1.3.3语句与变量10

1.3.4矩阵的基本操作11

1.3.5数学运算与函数13

1.4 MATLAB脚本文件和函数文件13

1.5 MATLAB程序设计基础14

1.5.1 M文件的创建与编辑14

1.5.2数据的输入／输出15

1.5.3程序流程控制15

1.5.4 MATLAB程序调试17

1.5.5 MATLAB程序剖析18

1.6提高MATLAB程序运行效率19

1.6.1数组预分配19

1.6.2循环向量化21

1.6.3简单函数内联化21

第2章 MATLAB图像处理基础23

2.1数字图像处理基础23

2.1.1物理图像的数字化23

2.1.2数字图像的表示24

2.1.3数字图像处理的主要研究内容24

2.2 MATLAB工具箱简介25

2.2.1图像处理工具箱25

2.2.2图像捕获工具箱29

2.3 MATLAB中图像的数据类型30

2.4 MATLAB中的图像类型31

2.5图像文件的读／写和显示33

2.6颜色空间35

2.6.1几种颜色模型35

2.6.2颜色空间的转换36

2.7数字图像的块处理38

2.7.1显式块操作38

2.7.2滑块邻域操作40

2.8图像质量的客观评价42

2.8.1峰值信噪比42

2.8.2测试图像和视频测试序列46

第3章 图像的运算47

3.1图像的代数运算47

3.1.1绝对值差函数imabsdiff（）47

3.1.2图像的叠加函数imadd（）48

3.1.3图像求补函数imcomplement（）49

3.1.4图像的除法运算imdivide（）49

3.1.5线性组合函数imlincomb（）50

3.2几何操作51

3.2.1图像的缩放51

3.2.2图像的旋转53

3.2.3图像的剪切54

3.2.4图像的二维空间变换55

第4章 MATLAB视频处理基础57

4.1 MATLAB图像处理工具箱中对视频处理的支持57

4.1.1常见的数字视频文件格式及其特点57

4.1.2 MATLAB 7.1图像处理工具箱中的视频操作57

4.2其他的视频文件读／写操作函数60

4.2.1 MPEG压缩的AVI文件读／写60

4.2.2 VideoIO工具箱61

4.2.3交互式MATLAB Movie播放器62

4.3从静止图像向AVI视频文件的转换63

4.3.1 BMP向AVI视频文件的转换63

4.3.2提取AVI视频文件的帧64

4.4 YUV向MATLAB Movie文件的转换65

4.4.1 YUV文件类型介绍65

4.4.2 YUV文件的转换66

4.5 VFW视频捕获67

4.5.1 Video for Windows简介67

4.5.2视频捕获实例67

第5章 图像的正交变换71

5.1傅里叶变换71

5.1.1连续函数的傅里叶变换71

5.1.2离散函数的傅里叶变换72

5.1.3傅里叶变换的物理意义74

5.1.4图像傅里叶变换的MATLAB实现74

5.1.5二维离散傅里叶变换的若干性质76

5.2离散余弦变换77

5.2.1一维离散余弦变换78

5.2.2二维离散余弦变换78

5.2.3离散余弦变换的MATLAB实现79

5.2.4 DCT的应用80

5.3离散小波变换DWT83

5.4 Hough变换85

5.4.1 Hough变换原理85

5.4.2基于Hough变换的简单形状检测86

5.5 Radon变换89

5.5.1 Radon变换原理89

5.5.2用Radon变换检测直线89

第6章 图像增强92

6.1空间域图像增强92

6.1.1直接灰度变换92

6.1.2灰度级线性变换增强94

6.1.3直方图均衡化96

6.1.4直方图规定化97

6.2空域滤波增强99

6.2.1空域滤波原理及分类99

6.2.2平滑滤波器99

6.2.3锐化滤波器103

6.3频域增强105

6.3.1低通滤波105

6.3.2高通滤波108

6.3.3同态滤波112

6.4彩色增强113

第7章 图像的压缩编码118

7.1概述118

7.2 JPEG静止图像压缩的基本原理118

7.3 JPEG编码的关键技术120

7.3.1变换编码120

7.3.2量化124

7.3.3熵编码125

7.3.4 JPEG压缩133

7.4 JPEG 2000134

7.5基于DCT的图像水印实例134

第8章 形态学图像处理137

8.1集合论中的基本概念137

8.2数学形态学基本运算138

8.2.1膨胀138

8.2.2腐蚀139

8.2.3开操作141

8.2.4闭操作141

8.3击中／击不中变换142

8.4形态学图像处理应用143

8.4.1边缘提取143

8.4.2区域填充145

8.4.3细化与骨架提取147

8.5灰度图像形态学147

8.5.1膨胀和腐蚀148

8.5.2开运算和闭运算149

8.5.3基于多尺度形态学梯度的边缘检测149

8.6数学形态学的应用实例151

第9章 图像分割153

9.1图像分割概述153

9.2阈值分割法153

9.2.1全局阈值法154

9.2.2局部阈值法155

9.3区域分割法156

9.3.1区域生长法157

9.3.2分裂合并法159

9.4分水岭分割法162

第10章 图像的特征提取与分析168

10.1概述168

10.2纹理特征提取168

10.2.1直方图统计特征169

10.2.2图像的自相关函数170

10.2.3灰度共生矩阵171

10.3颜色特征提取173

10.4形状特征提取174

10.4.1区域内部的统计特征175

10.4.2基于边界的形状特征178

10.5结构特征提取182

第11章 光流场计算与基于块的运动估计185

11.1光流场基础185

11.1.1光流和光流场的概念185

11.1.2光流场计算基本原理185

11.2光流场计算186

11.2.1 Horn-Schunck算法186

11.2.2 Horn-Schunck算法的MATLAB实现的基础函数介绍187

11.2.3 Lucas-Kanade算法191

11.2.4 Lucas-Kanade算法编程实现192

11.3基于块的运动估计基础198

11.3.1块运动估计原理198

11.3.2块运动估计技术指标198

11.3.3块运动估计基础函数介绍200

11.4几种常见的基于块运动估计算法202

11.4.1全搜索算法202

11.4.2三步搜索算法205

11.4.3四步搜索算法208

11.4.4菱形搜索算法212

11.4.5不同块运动估计算法的比较及分析222

11.5光流场计算与基于块的运动估计比较228

第12章 视频压缩编码229

12.1视频编码标准基础229

12.1.1 MPEG系列标准229

12.1.2 H.26x系列标准230

12.2 MPEG-2编码器的原理230

12.2.1 MPEG-2编码模型230

12.2.2 MPEG-2视频压缩层码流结构231

12.3基于MATLAB的MPEG-2编／解码器实现233

12.3.1基础函数实现233

12.3.2 MPEG-2编码器实现238

12.3.3 MPEG-2解码器实现246

12.3.4结果显示等辅助函数实现248

12.4压缩域视频信号处理253

12.4.1运动矢量致密化和准确化253

12.4.2 DC系数获得及重建257

第13章 数字视频水印实例262

13.1视频水印技术基础262

13.1.1视频水印的分类262

13.1.2视频水印主要应用领域262

13.1.3视频水印的特殊要求263

13.2视频水印的嵌入264

13.2.1水印算法原理框图264

13.2.2水印嵌入过程264

13.3视频水印的提取270

13.3.1水印提取过程270

13.3.2几种常见攻击下的水印性能测试结果272

参考文献274