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第1章 绪论1

1.1 概述1

1.1.1 数字图像处理发展史1

1.1.2 数字图像处理的基本特点3

1.1.3 数字图像处理的优点4

1.1.4 数字图像处理的发展动向4

1.2 数字图像的形成5

1.2.1 抽样6

1.2.2 图像抽样方法6

1.2.3 量化9

1.2.4 图像量化方法10

1.3 数字图像处理的主要研究内容及应用12

1.3.1 数字图像处理的主要研究内容12

1.3.2 数字图像处理的应用14

1.4 数字图像处理系统的基本组成17

1.5 医学数字图像处理系统的构成24

1.5.1 医学图像的概念及特点24

1.5.2 医学图像处理设备26

1.6 医学数字图像的数据源28

1.6.1 医学X线成像28

1.6.2 显微医学成像28

1.6.3 核医学图像29

1.6.4 体表医学图像29

1.6.5 超声医学图像30

1.6.6 医学断层图像31

1.6.7 磁共振成像31

1.6.8 PET成像32

1.6.9 医用LCD液晶显示器33

1.7 医学数字图像的主要研究内容34

第2章 图像与视觉39

2.1 概述39

2.1.1 图像质量评价与视觉的心理40

2.1.2 画面组成和视觉心理40

2.1.3 视觉的时空频率分析40

2.1.4 视觉生理和模型的研究40

2.2 光辐射41

2.2.1 可见光41

2.2.2 相对视敏度42

2.2.3 光源的辐射功率波谱42

2.2.4 可见光的度量42

2.2.5 黑体辐射与色源45

2.2.6 标准光源46

2.2.7 辐射谱分解及反射率47

2.3 视觉系统48

2.3.1 视觉现象48

2.3.2 视觉系统的基本构造49

2.4 光度学50

2.5 彩色视觉51

2.5.1 物体的颜色51

2.5.2 三基色原理和混色方法51

2.5.3 彩色视觉53

2.5.4 彩色量54

2.6 人眼成像原理54

第3章 数字图像的数据结构及基本统计特征56

3.1 数字图像的基本数学模型56

3.2 数字图像的数据结构及格式文件57

3.2.1 图像的数据结构57

3.2.2 图像的格式文件60

3.3 数字图像的统计特征75

3.3.1 图像的基本统计量75

3.3.2 概率分布及直方图76

第4章 数字图像的运算与变换78

4.1 数字图像的点运算78

4.1.1 数字图像的点运算概述78

4.1.2 数字图像的代数运算79

4.2 数字图像的几何运算80

4.2.1 概述80

4.2.2 几何变换基础——齐次坐标81

4.2.3 图像的位置变换82

4.2.4 图像的形状变换84

4.3 数字图像的傅里叶变换85

4.3.1 1-D连续函数的傅里叶变换85

4.3.2 1-D离散傅里叶变换86

4.3.3 2-D连续函数的傅里叶变换87

4.3.4 2-D离散傅里叶变换87

4.3.5 2-D傅里叶变换的性质88

4.3.6 快速傅里叶变换91

4.4 数字图像的沃尔什变换95

4.4.1 正交函数的概念95

4.4.2 拉格尔函数96

4.4.3 沃尔什函数97

4.4.4 沃尔什变换99

4.5 数字图像的哈达玛变换100

4.5.1 1-D离散哈达玛变换100

4.5.2 2-D离散哈达玛变换103

4.6 数字图像的离散余弦变换104

4.6.1 1-D离散余弦变换104

4.6.2 2-D离散余弦变换104

4.7 数字图像的霍特林变换105

4.8 数字图像的小波变换107

4.8.1 离散小波变换107

4.8.2 2-D小波109

4.8.3 小波包112

4.8.4 Mallat算法115

第5章 数字图像的增强及应用116

5.1 图像的直方图增强116

5.1.1 对比度扩展116

5.1.2 非线性变换118

5.1.3 直方图调整119

5.2 图像的平滑处理127

5.2.1 局部平均法127

5.2.2 阈值法127

5.2.3 空间域低通滤波128

5.2.4 频域低通滤波法128

5.2.5 多帧平均法130

5.3 图像的锐化处理130

5.3.1 空间域图像锐化130

5.3.2 频率域高通滤波136

5.4 图像的彩色增强137

5.4.1 伪彩色处理137

5.4.2 假彩色处理140

5.5 图像彩色变换141

5.5.1 颜色模型141

5.5.2 彩色变换143

5.5.3 图像的彩色变换145

5.6 二值图像处理146

5.6.1 图像的二值化146

5.6.2 二值化图像处理147

5.7 图像的同态增强148

5.8 图像的非线性滤波150

5.8.1 图像的中值滤波150

5.8.2 选择平均法154

5.8.3 加权平均法155

第6章 数字图像的恢复及几何校正157

6.1 图像退化的数学模型157

6.1.1 一维离散退化模型157

6.1.2 2-D离散退化模型159

6.2 图像退化的参数估计161

6.2.1 点扩散函数的估计161

6.2.2 噪声功率谱的估计162

6.3 图像的非约束恢复163

6.3.1 逆滤波163

6.3.2 消除匀速直线运动模糊165

6.4 图像的约束恢复166

6.4.1 最小二乘方滤波器和Wiener滤波器166

6.4.2 最小二乘方恢复167

6.5 图像的同态滤波复原169

6.6 图像的几何校正171

6.6.1 空间几何坐标变换171

6.6.2 像元值的内插174

6.6.3 控制点的确定176

第7章 数字图像的编码178

7.1 数字图像的编码的分类178

7.2 图像的PCM编码179

7.2.1 PCM编码的基本原理179

7.2.2 PCM编码的量化噪声180

7.2.3 编码器181

7.2.4 非线性PCM编码181

7.2.5 亚奈奎斯特采样PCM编码183

7.3 图像的预测编码184

7.3.1 无损预测编码184

7.3.2 有损预测编码185

7.4 图像的熵编码190

7.4.1 概述190

7.4.2 哈夫曼编码方法192

7.4.3 香农编码法193

7.5 图像的变换编码194

7.5.1 变换编码的策略195

7.5.2 变换编码的方法195

7.6 图像的分形编码198

7.6.1 分形编码方法与步骤199

7.6.2 自动分形图像编码201

7.7 图像的小波变换编码205

7.7.1 小波变换编码一般方法205

7.7.2 利用正交小波变换实现图像编码206

7.7.3 图像编码的KL变换及小波包快速算法209

第8章 数字图像分析211

8.1 图像分割方法212

8.1.1 阈值法212

8.1.2 边缘检测214

8.2 图像的纹理分析216

8.2.1 直方图特征216

8.2.2 傅里叶特征217

8.2.3 灰度共生矩阵特征217

8.2.4 纹理边缘的检测219

8.2.5 纹理区域分割219

8.3 形状分析的细化219

8.4 图像特征的描绘方法221

8.4.1 区域描绘221

8.4.2 关系描绘225

8.4.3 相似性描绘227

第9章 图像测量与医学图像重建229

9.1 图像的几何测量230

9.1.1 长度测量230

9.1.2 面积和周长测量230

9.1.3 角度测量232

9.2 形状分析232

9.2.1 圆形度232

9.2.2 矩形度233

9.2.3 中心矩234

9.2.4 主轴234

9.2.5 链码及形状分析234

9.3 图像的特征值提取236

9.3.1 图像的特征236

9.3.2 图像的特征值提取概述240

9.4 医学图像重建243

9.5 医学图像重建方法243

9.5.1 方程联立法244

9.5.2 迭代法245

9.5.3 二维傅里叶变换法245

9.5.4 反投影法247

9.6 图像三维可视化248

9.6.1 面绘制248

9.6.2 体绘制249

9.6.3 体数据二维重建250

附录A 常用数字图像处理英文词条252

附录B 常用医学数字图像处理Visual Basic程序254

附录C 医学图像的实际处理效果图264