本书是我社畅销教材《数字图像处理及MATLAB实现（第二版）》配套的学习与实验指导书。在章节安排上与该教材相一致，各章内容主要有知识结构、知识要点、习题解答和实验指导。在实验指导中给出了实验题目、实验内容、实验原理、实验方法及程序、实验结果与分析以及思考题。

　　数字图像处理又称计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程，是集计算机科学、电子学、信息论、光学、数学、控制论、物理学、心理学和生理学等学科为一体的综合性边缘学科。早在20世纪20年代，图像处理就已应用于改善伦敦和纽约之间海底电缆发送的图片质量，但直到50年代，数字计算机发展到一定水平后，数字图像处理才真正引起人们的兴趣。此后，数字图像处理的理论和方法进一步完善，逐步形成了一门新兴的学科，应用范围更加广泛。近年来，随着计算机和其他相关技术的迅速发展，数字图像处理已从一个专门的研究领域变成了科学研究和人机界面中的一种普遍应用的工具。
　　为配合教师教学，帮助学生学习，本书按照电子工业出版社出版的《数字图像处理及MATLAB实现（第2版）》教材的内容，从基本理论和基本方法出发，深入浅出、理论联系实际，注重学生动手能力的培养。本书对教材的各个章节的知识要点进行了概括，对教材中的习题和思考题给出了参考解答，供学生练习使用。对各章的要点内容给出了实验练习题和对应的MATLAB程序，以帮助学生进行图像处理算法的实践锻炼。书中还列出了相关的思考题，引导学生对实验结果做详细分析，以便学生对所学内容能更深入地理解。
　　本书第1章由杨杰编写，第2、11章由王昱编写，第3～4章由李庆编写，第5～6章由郑林编写，第7、12章由许建霞编写，第8～10章由黄朝兵编写。全书由杨杰统稿，李庆和黄朝兵对部分章节程序进行了整理。另外，李俊鹤、韩亚荣、张瑜、孙莹莹、陈奕蕾等参加了部分文字的输入、程序调试、插图和校对工作。在编写本书过程中参考了大量的图像处理文献，作者对这些文献的作者表示真诚的感谢。本书的编写得到了武汉理工大学信息工程学院的大力支持，作者在此表示衷心感谢。
　　由于作者水平有限，书中难免存在疏漏之处，恳请读者批评指正。
　　编者

　　杨杰，武汉理工大学教授，主讲本科生数字图像处理，模式识别，专业导论等课程；主讲硕士研究生模式识别，数字图像处理与分析，信息隐藏技术课程；主讲博士生信息传输理论及计算机视觉课程。
　　近几年先后承担了国家自然科学基金面上项目，湖北省科技攻关项目，海南科技厅项目，武汉市科技攻关项目，国家留学基金项目，交通部重点项目和企业合作项目30余项；在国内外学术刊物上发表学术论文60余篇，被SCI和EI收录论文40余篇，出版教材3部。获武汉理工大学优秀硕士学位论文奖，优秀博士论文奖。

第1 章 概述 1
1．1 知识结构 ． 1
1．2 知识要点 ． 1
1．3 习题解答 ． 2
1．4 MATLAB 与数字图像处理 3
1．4．1 MATLAB 简介 ． 3
1．4．2 数字图像的表示和类别 4
1．4．3 数据类和图像类型间的转化 5
1．4．4 MATLAB7．0 图像处理工具箱 6
1．4．5 与图像处理相关的MATLAB 函数的使用 6
第2 章 数字图像处理的基础 ． 24
2．1 知识结构 ． 24
2．2 知识要点 ． 24
2．3 习题解答 ． 27
2．4 实验指导 ． 28
2．4．1 像素的4 连通和8 连通 28
2．4．2 图像采样 29
2．4．3 图像类型 31
第3 章 图像基本运算 33
3．1 知识结构 ． 33
3．2 知识要点 ． 33
3．3 补充内容 ． 37
3．4 习题解答 ． 38
3．5 实验指导 ． 40
3．5．1 图像的点运算 40
3．5．2 图像的代数运算 42
3．5．3 图像的缩放 45
3．5．4 图像的旋转 46
数字图像处理及MATLAB 实现――学习与实验指导（第2 版）
VI
第4 章 图像变换 ． 48
4．1 知识结构 ． 48
4．2 知识要点 ． 48
4．3 补充内容 ． 52
4．4 习题解答 ． 56
4．5 实验指导 ． 59
4．5．1 图像的傅里叶变换一（平移性质） 59
4．5．2 图像的傅里叶变换二（旋转性质） 62
4．5．3 图像的离散余弦变换一 64
4．5．4 图像的离散余弦变换二 65
4．5．5 图像的哈达玛变换 67
第5 章 图像增强 ． 70
5．1 知识结构 ． 70
5．2 知识要点 ． 70
5．3 补充内容 ． 71
5．3．1 基于模糊逻辑和直方图增强算法 71
5．3．2 基于模糊逻辑的自适应增强 74
5．4 习题解答 ． 78
5．5 实验指导 ． 82
5．5．1 基于幂次变换的图像增强 82
5．5．2 直方图规定化处理 83
5．5．3 灰度图像常用平滑、锐化滤波 85
第6 章 图像复原 ． 88
6．1 知识结构 ． 88
6．2 知识要点 ． 88
6．3 习题解答 ． 90
6．4 实验指导 ． 92
6．4．1 根据运动模型生成运动模糊图像 92
6．4．2 采用顺序统计滤波器对图像进行滤波 95
6．4．3 对已知噪声频率的含噪图像进行频域陷波滤波 96
VI I
第7 章 图像压缩编码 99
7．1 知识结构 ． 99
7．2 知识要点 ． 99
7．3 习题解答 ． 101
7．4 实验指导 ． 106
7．4．1 哈夫曼编码 106
7．4．2 算术编码 108
第8 章 图像分割 111
8．1 知识结构 ． 111
8．2 知识要点 ． 111
8．3 补充内容 ． 114
8．3．1 Canny 算子 ． 114
8．3．2 阈值分割的其他方法 116
8．3．3 分割算法评价及分类 117
8．4 习题解答 ． 117
8．5 实验指导 ． 123
8．5．1 用MATLAB 生成LOG 算子的图像 123
8．5．2 用分水岭算法分割图像 124
8．5．3 用区域生长法分割图像 126
8．5．4 用区域分裂合并法分割图像 128
第9 章 彩色基础 131
9．1 知识结构 ． 131
9．2 知识要点 ． 131
9．3 补充内容 ． 133
9．3．1 颜色科学发展简史 133
9．3．2 颜色的特性 134
9．3．3 颜色模型的分类 135
9．3．4 常用的颜色模型 135
9．3．5 色彩平衡 137
9．4 习题解答 ． 141
9．5 实验指导 ． 146
9．5．1 灰度级到彩色转换 146
数字图像处理及MATLAB 实现――学习与实验指导（第2 版）
VII I
9．5．2 彩色图像的两种平滑滤波 148
9．5．3 彩色图像的两种锐化滤波 150
9．5．4 彩色图像的边缘检测 152
第10 章 图像表示与描述 ． 154
10．1 知识结构 ． 154
10．2 知识要点 ． 154
10．3 补充内容 ． 156
10．3．1 颜色累加直方图 156
10．3．2 颜色主色特征 157
10．3．3 颜色―空间描述 157
10．3．4 灰度―梯度共生矩阵纹理描述 158
10．3．5 纹理谱 159
10．4 习题解答 ． 160
10．5 实验指导 ． 163
10．5．1 彩色图像颜色值的3 个中心矩计算 163
10．5．2 纹理的统计特征计算 165
10．5．3 图像边界的傅里叶描述子 167
10．5．4 图像区域基本特征计算 169
第11 章 小波变换 ． 172
11．1 知识结构 ． 172
11．2 知识要点 ． 172
11．3 补充内容 ． 173
11．4 习题解答 ． 178
11．5 实验指导 ． 181
11．5．1 图像压缩 181
11．5．2 图像滤噪 183
11．5．3 图像增强 185
第12 章 图像通信 ． 187
12．1 知识结构 ． 187
12．2 知识要点 ． 187
12．3 习题解答 ． 188
参考文献 191