数字图像处理和压缩

第1章绪论1

1.1图像处理和压缩的目的及应用1

1.1.1图像处理的目的1

1.1.2图像处理的应用领域1

1.1.3图像压缩的目的和应用4

1.2图像处理和压缩的发展及研究项目7

1.2.1图像处理和压缩的发展7

1.2.2图像处理和压缩的研究项目8

1.3图像处理和压缩技术的展望9

1.3.1未来研究重点9

1.3.2应用前景展望10

本章小结11

参考文献11

第2章数字图像基础13

2.1图像的数字化13

2.1.1图像数字化的表现形式13

2.1.2图像信号的采样15

2.1.3图像信号的量化17

2.2图像的运算19

2.2.1点运算19

2.2.2代数运算20

2.2.3几何运算20

2.3图像的统计特性23

2.3.1空间域统计特性23

2.3.2频率域统计特性25

2.4彩色图像的表示方式27

2.4.1RGB方式27

2.4.2YIQ方式28

2.5图像运算和统计的实例28

本章小结39

参考文献39

习题40

第3章图像的频谱计算41

3.1傅里叶变换41

3.1.1连续傅里叶变换41

3.1.2离散傅里叶变换52

3.1.3快速傅里叶变换55

3.1.4快速傅里叶变换的应用64

3.2图像的频谱分析74

3.2.1一维信号的频谱特性74

3.2.2图像的频谱分析76

3.3利用图像频谱进行能量分析78

3.4图像的二维快速傅里叶分析79

3.5图像的频谱计算实例81

本章小结85

参考文献85

习题86

第4章图像的数字滤波87

4.1数字滤波基础87

4.1.1线性时不变系统87

4.1.2卷积89

4.1.3z变换和传递函数91

4.2分离型滤波99

4.2.1滤波的分类99

4.2.2分离型滤波102

4.3平滑化滤波104

4.3.1低通滤波104

4.3.2中间值滤波105

4.4高通滤波105

4.4.1水平锐化和垂直锐化105

4.4.2水平垂直锐化106

4.5有限长单位脉冲响应（FIR）滤波器的设计方法108

4.5.1线性相位FIR数字滤波器的特性109

4.5.2窗口设计法（时域）117

4.5.3频率采样法127

4.5.4FIR数字滤波器的最优化设计135

4.6图像数字滤波的实例141

本章小结160

参考文献160

习题160

第5章图像的压缩162

5.1图像信息的冗余162

5.1.1为何要进行图像压缩162

5.1.2图像信息的冗余及分类163

5.2图像压缩的分类164

5.3图像的压缩编码169

5.3.1行程编码170

5.3.2Huffman编码170

5.3.3LZW编码压缩173

5.3.4算术编码压缩174

5.3.5DPCM编码175

5.3.6预测编码177

5.3.7变换编码179

5.4现代压缩技术181

5.4.1混合编码实现的可能性及有效性181

5.4.2变换编码的特点与优势182

5.4.3子带编码技术183

5.5图像压缩的标准183

5.5.1视频技术184

5.5.2运动估计和补偿184

5.5.3纹理编码185

5.5.4MPEG-4的主要技术185

5.5.5形状编码186

5.5.6伸屈性186

5.5.7差错回避186

5.5.8VLC编码187

本章小结187

参考文献187

习题187

第6章基于DCT变换的图像压缩189

6.1DCT变换189

6.1.1一维DCT变换189

6.1.2二维DCT变换190

6.1.3DCT快速变换191

6.2DCT变换的性能192

6.2.1分散分布192

6.2.2能量集中效率196

6.2.3残差相关197

6.2.4率失真与最大可约比特数200

6.2.5Wiener滤波器202

6.3DCT压缩204

6.3.1图像的DCT变换204

6.3.2图像的DCT压缩205

6.3.3图像的DCT分层压缩编码209

6.4DCT压缩的特征213

6.4.1DCT系数的能量集中213

6.4.2方块效应213

6.4.3蚊式噪声214

本章小结217

参考文献217

习题217

第7章基于小波变换的图像压缩219

7.1小波变换219

7.1.1连续小波变换219

7.1.2离散小波变换220

7.1.3快速小波变换226

7.1.4基于子带编码的快速小波变换算法229

7.2小波变换的性质232

7.3最优小波基函数理论233

7.4小波变换压缩234

7.4.1图像的二维小波变换234

7.4.2小波变换压缩237

7.5小波变换压缩的特征247

7.6小波变换压缩的实例248

7.7基于整数小波变换的图像编码算法254

7.7.1基于提升格式的整数小波变换255

7.7.2EZW编码算法及其缺陷256

7.7.3基于ISZW的编码算法257

7.7.4实验结果259

本章小结261

参考文献261

习题262

第8章基于多重小波变换的图像压缩264

8.1多重小波变换264

8.1.1多重小波变换的原理264

8.1.2多重小波逆变换的原理265

8.2多重小波变换压缩266

8.2.1图像的多重二维小波变换266

8.2.2多重小波变换压缩266

8.3多重小波变换压缩的实例266

本章小结270

参考文献270

习题271

第9章数字图像处理和压缩技术的最新进展272

9.1数字图像处理技术的最新进展272

9.1.1医学领域的图像处理技术272

9.1.2图片和印刷领域的图像处理技术273

9.2数字图像压缩技术的最新进展273

本章小结277

参考文献277

附录习题参考答案278