MATLAB圖像處理超級學習手冊

目　錄
第1章　MATLAB基礎知識　1
1．1　MATLAB簡介　1
1．1．1　什么是MATLAB　1
1．1．2　MATLAB語言特點　2
1．1．3　MATLAB系統(tǒng)　4
1．2　MATLAB的工作環(huán)境　4
1．2．1　MATLAB操作界面簡介　4
1．2．2　命令窗口　5
1．2．3　M-文件編輯/調試窗口　7
1．2．4　幫助系統(tǒng)窗口　8
1．2．5　工作空間窗口　9
1．2．6　圖形窗口　10
1．2．7　當前文件夾　10
1．3　查詢幫助命令　11
1．3．1　help命令　11
1．3．2　lookfor函數(shù)的使用　12
1．3．3　模糊尋找　12
1．4　本章小結　12
第2章　MATLAB基本運算及程序設計　13
2．1　矩陣的創(chuàng)建　13
2．1．1　直接輸入法　13
2．1．2　利用M文件建立矩陣　14
2．1．3　利用其他文本編輯器建立矩陣　14
2．1．4　利用MATLAB內置函數(shù)建立特殊矩陣　14
2．2　矩陣的拼接　16
2．2．1　基本拼接　17
2．2．2　拼接函數(shù)　17
2．3　MATLAB矩陣尋訪　18
2．3．1　下標尋訪　18
2．3．2　單元素尋訪　19
2．3．3　多元素尋訪　19
2．4　MATLAB矩陣的運算　20
2．4．1　矩陣加減運算　21
2．4．2　矩陣乘法　21
2．4．3　矩陣除法　22
2．4．4　矩陣的乘方　22
2．4．5　矩陣的行列式　23
2．4．6　矩陣的秩　23
2．4．7　矩陣的逆　23
2．4．8　矩陣的跡　24
2．4．9　矩陣的范數(shù)及其計算函數(shù)　24
2．4．10　矩陣的特征值與特征向量　24
2．5　關系運算和邏輯運算　25
2．6　MATLAB變量及表達式　26
2．6．1　數(shù)值的表示　27
2．6．2　變量的表示　28
2．7　符號運算　29
2．7．1　創(chuàng)建符號變量　29
2．7．2　數(shù)值與符號的轉換　30
2．7．3　數(shù)值矩陣轉換為符號矩陣　30
2．7．4　符號替換　30
2．7．5　常用的符號運算　31
2．8　M文件與M函數(shù)　32
2．8．1　M文件　33
2．8．2　M函數(shù)　34
2．9　MATLAB程序設計　36
2．9．1　數(shù)據(jù)的輸入和輸出　36
2．9．2　順序結構　37
2．9．3　判斷語句　37
2．9．4　分支語句　39
2．9．5　for循環(huán)語句　40
2．9．6　for語句的嵌套　40
2．9．7　while循環(huán)語句　41
2．10　本章小結　41
第3章　圖形繪制　42
3．1　二維繪圖　42
3．2　MATLAB繪圖參數(shù)控制　44
3．2．1　線型　44
3．2．2　線條寬度　44
3．2．3　顏色　44
3．2．4　標記類型(13種)　44
3．3　MATLAB圖形標注與修飾函數(shù)　45
3．3．1　title函數(shù)　46
3．3．2　xlabel、ylabel函數(shù)　46
3．3．3　grid函數(shù)　47
3．3．4　legend函數(shù)　48
3．3．5　gtext函數(shù)　48
3．3．6　text函數(shù)　49
3．3．7　zoom函數(shù)　50
3．3．8　num2str、int2str函數(shù)　50
3．4　三維繪圖　50
3．4．1　三維繪圖基本流程　50
3．4．2　三維折線及曲線的繪制　51
3．4．3　三維圖形坐標標記的命令　51
3．4．4　三維網(wǎng)格曲面的繪制　52
3．4．5　三維陰影曲面的繪制　55
3．4．6　三維圖形的修飾標注　59
3．4．7　特殊圖形的繪制實例　61
3．5　本章小結　79
第4章　圖像處理基礎　80
4．1　MATLAB圖像文件的格式　80
4．2　常用圖像的類型　81
4．2．1　二值圖像　81
4．2．2　索引圖像　81
4．2．3　灰度圖像　82
4．2．4　RGB圖像　83
4．3　圖像處理的基本函數(shù)　83
4．3．1　圖像文件的查詢　84
4．3．2　圖像文件的讀取　85
4．3．3　圖像數(shù)據(jù)類型的轉換　86
4．3．4　圖像文件的顯示　86
4．3．5　imshow 函數(shù)　87
4．3．6　圖像特殊顯示的函數(shù)　89
4．3．7　圖像文件的儲存　92
4．4　圖像類型的轉換　93
4．4．1　dither函數(shù)　93
4．4．2　gray2ind函數(shù)　94
4．4．3　grayslice函數(shù)　95
4．4．4　im2bw函數(shù)　95
4．4．5　ind2gray函數(shù)　96
4．4．6　ind2rgb函數(shù)　96
4．4．7　mat2gray函數(shù)　97
4．4．8　rgb2gray函數(shù)　97
4．4．9　rgb2ind函數(shù)　98
4．5　MATLAB中的顏色模型　99
4．5．1　RGB模型　99
4．5．2　HSV模型　99
4．5．3　YCbCr模型　99
4．5．4　NTSC模型　100
4．5．5　HSI顏色空間　100
4．6　MATLAB顏色模型的轉換　100
4．6．1　rgb2hsv函數(shù)　100
4．6．2　hsv2rgb函數(shù)　101
4．6．3　rgb2ntsc函數(shù)　101
4．6．4　ntsc2rgb函數(shù)　103
4．6．5　rgb2ycbcr函數(shù)　104
4．6．6　ycbcr2rgb函數(shù)　105
4．7　本章小結　105
第5章　圖像的運算　106
5．1　圖像的點運算　106
5．1．1　線性點運算　106
5．1．2　非線性點運算　108
5．2　圖像的代數(shù)運算　109
5．2．1　加法運算　110
5．2．2　減法運算　111
5．2．3　乘法運算　113
5．2．4　除法運算　114
5．2．5　線性組合運算　114
5．3　圖像的邏輯運算　116
5．4　圖像的幾何運算　117
5．4．1　圖像的插值　117
5．4．2　圖像的平移　118
5．4．3　圖像的縮放　119
5．4．4　圖像的旋轉　120
5．4．5　圖像的鏡像　121
5．4．6　圖像的裁剪　123
5．5　仿射變換　124
5．5．1　尺度變換　125
5．5．2　伸縮變換　125
5．5．3　扭曲變換　126
5．5．4　旋轉變換　127
5．6　鄰域與塊操作　128
5．6．1　滑動鄰域操作　129
5．6．2　分離鄰域操作　132
5．6．3　列處理操作　134
5．6．4　區(qū)域的選擇　135
5．6．5　區(qū)域濾波　137
5．6．6　區(qū)域填充　138
5．7　本章小結　139
第6章　圖像的變換　140
6．1　傅里葉變換　140
6．1．1　傅里葉變換的物理意義　140
6．1．2　圖像傅里葉變換的物理意義　141
6．1．3　連續(xù)傅里葉變換　142
6．1．4　傅里葉變換的快速實現(xiàn)　143
6．1．5　傅里葉變換的性質　147
6．2　離散余弦變換　154
6．2．1　一維離散余弦變換　154
6．2．2　二維離散余弦變換　154
6．2．3　二維離散余弦函數(shù)　155
6．3　Radon變換　157
6．4　Fanbeam投影變換　161
6．5　離散沃爾什-哈達瑪變換?　162
6．6　小波變換　165
6．6．1　一維連續(xù)小波變換　165
6．6．2　高維連續(xù)小波變換　166
6．6．3　連續(xù)小波變換的性質　167
6．6．4　離散小波變換　167
6．7　本章小結　170
第7章　圖像的增強　171
7．1　灰度變換增強　171
7．1．1　圖像直方圖的含義　171
7．1．2　圖像直方圖的均衡化　172
7．1．3　灰度的調整　173
7．1．4　直方圖規(guī)定化　180
7．2　空域濾波增強　182
7．2．1　按干擾源分類　182
7．2．2　按噪聲與信號的關系分類　182
7．2．3　按概率密度函數(shù)分類　183
7．2．4　imnoise函數(shù)　183
7．2．5　平滑濾波器　185
7．2．6　中值濾波器　186
7．2．7　自適應濾波器　189
7．2．8　空域銳化濾波器　190
7．3　頻域濾波增強　192
7．3．1　低通濾波器　192
7．3．2　高通濾波器　195
7．3．3　同態(tài)濾波器　199
7．4　彩色增強　201
7．4．1　真彩色增強　201
7．4．2　偽彩色增強　202
7．4．3　假彩色增強　205
7．5　小波變換在圖像增強方面的應用　206
7．5．1　圖像增強處理　206
7．5．2　圖像鈍化與銳化　207
7．5．3　小波圖像去噪處理　209
7．6　本章小結　212
第8章　圖像壓縮編碼技術　213
8．1　圖像壓縮概述　213
8．1．1　圖像壓縮的可能　213
8．1．2　圖像信息量的度量　214
8．2　圖像壓縮編碼評價標準　215
8．2．1　客觀標準　215
8．2．2　主觀標準　215
8．2．3　壓縮率　216
8．2．4　冗余度　216
8．3　DCT變換編碼　217
8．4　圖像的無損編碼和有損編碼　220
8．4．1　無損編碼　220
8．4．2　有損編碼　220
8．5　JPEG標準　241
8．6　小波圖像壓縮編碼　242
8．7　基于小波變換的圖像水印技術　247
8．8　本章小結　250
第9章　圖像的復原　251
9．1　圖像復原的概述　251
9．1．1　圖像退化模型　252
9．1．2　噪聲的特征　254
9．1．3　圖像質量的客觀評價　254
9．2　估計退化函數(shù)　255
9．2．1　圖像觀測估計法　255
9．2．2　試驗估計法　255
9．2．3　模型估計法　255
9．3　逆濾波復原　257
9．4　維納濾波復原　258
9．5　約束的最小二乘方濾波復原　261
9．6　Lucy-Richardson濾波復原　263
9．7　盲去卷積濾波復原　265
9．8　本章小結　267
第10章　圖像分割技術　268
10．1　圖像分割技術的基本概念　268
10．2　邊緣檢測　269
10．2．1　邊緣檢測算法　271
10．2．2　梯度算子　271
10．2．3　Roberts算子　272
10．2．4　Sobel算子　272
10．2．5　Prewitt 算子　273
10．2．6　拉普拉斯(Laplacian)算子　274
10．2．7　LOG(Laplacian-Gauss)算子　275
10．2．8　坎尼(Canny)算子　276
10．2．9　利用霍夫(Hough)變換檢測圖像邊緣的算法　279
10．3　閾值分割　281
10．3．1　直方圖雙峰法　281
10．3．2　最大類間方差法　282
10．3．3　迭代法　284
10．4　區(qū)域分割　286
10．4．1　區(qū)域生長法　286
10．4．2　區(qū)域分裂合并　290
10．5　分水嶺分割法　292
10．6　本章小結　296
第11章　數(shù)學形態(tài)學的應用　297
11．1　基本符號和定義　297
11．2　數(shù)學形態(tài)學的基本運算　299
11．2．1　結構元素　299
11．2．2　膨脹處理　303
11．2．3　腐蝕處理　305
11．2．4　膨脹和腐蝕的組合　306
11．2．5　擊中或擊不中處理　310
11．3　基于膨脹和腐蝕的數(shù)學形態(tài)學應用　311
11．3．1　骨架化　311
11．3．2　邊界提取　314
11．3．3　圖像區(qū)域填充　315
11．3．4　移除小對象　316
11．3．5　距離變換　317
11．4　基于膨脹和腐蝕的數(shù)學形態(tài)學重建　319
11．4．1　極大值和極小值　320
11．4．2　極值的抑制　321
11．4．3　極小值的突顯　323
11．5　對象的特性度量　324
11．5．1　連通區(qū)域的標識　324
11．5．2　二值圖像的對象選擇　326
11．5．3　圖像面積的計算　327
11．6　查找表操作　327
11．6．1　查找表的創(chuàng)建　327
11．6．2　查找表的使用　328
11．7　本章小結　329
第12章　MATLAB圖像處理在實際中的應用　330
12．1　圖像處理技術在醫(yī)學處理方面的應用　330
12．1．1　圖像旋轉在醫(yī)學處理方面的應用　330
12．1．2　圖像剪切在醫(yī)學處理方面的應用　331
12．1．3　圖像負片效果在醫(yī)學處理方面的應用　332
12．1．4　灰度變換在醫(yī)學處理方面的應用　332
12．1．5　直方圖均衡化在醫(yī)學處理方面的應用　333
12．1．6　銳化效果在醫(yī)學處理方面的應用　334
12．1．7　邊緣檢測效果在醫(yī)學處理方面的應用　335
12．2　MATLAB識別與統(tǒng)計的應用　336
12．3　MATLAB圖像處理在車牌識別系統(tǒng)上的應用　339
12．3．1　車牌識別研究內容　339
12．3．2　車牌識別系統(tǒng)設計原理概述　339
12．3．3　圖像讀取及車牌區(qū)域提取　340
12．3．4　牌照區(qū)域的分割　345
12．3．5　車牌進一步處理　347
12．3．6　字符分割與歸一化　348
12．3．7　字符的識別　350
12．3．8　程序源代碼　352
12．4　本章小結　359
第13章　MATLAB圖形用戶界面　360
13．1　圖形用戶界面簡介　360
13．1．1　命令方式　360
13．1．2　菜單方式　360
13．1．3　GUI模板　360
13．1．4　圖形用戶界面設計窗口　361
13．2　圖形用戶界面開發(fā)環(huán)境　362
13．2．1　布局編輯器　362
13．2．2　位置調整工具　364
13．2．3　用屬性查看器設置控件屬性　365
13．2．4　菜單編輯器　366
13．2．5　對象瀏覽器　367
13．2．6　Tab順序編輯器　367
13．3　控件對象及屬性　368
13．3．1　控件對象的描述　368
13．3．2　控件對象的屬性　369
13．3．3　控件對象的建立　370
13．4　菜單設計　373
13．4．1　建立用戶菜單　373
13．4．2　菜單對象常用屬性　373
13．4．3　快捷菜單　375
13．5　對話框設計　376
13．5．1　Windows公共對話框　377
13．5．2　MATLAB專用對話框　379
13．6　GUI程序設計　382
13．7　本章小結　395
第14章　GUI在圖像處理中的應用　396
14．1　圖形用戶界面控件的設置　396
14．2　圖像處理操作　397
14．2．1　“文件操作”菜單項　397
14．2．2　“圖像編輯”菜單項　399
14．2．3　“圖像分析”菜單項　403
14．2．4　“圖像調整”菜單項　407
14．2．5　“圖像平滑”菜單項　411
14．2．6　“圖像銳化”菜單項　415
14．2．7　“圖像高級處理”菜單項　421
14．2．8　“小波變換”菜單項　423
14．3　本章小結　426
附錄　圖像處理工具箱函數(shù)匯總　427
參考文獻　436