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第1章 MATLAB基础知识1

1.1 MATLAB简介1

1.1.1什么是MATLAB1

1.1.2 MATLAB语言特点2

1.1.3 MATLAB系统4

1.2 MATLAB的工作环境4

1.2.1 MATLAB操作界面简介4

1.2.2命令窗口5

1.2.3 M-文件编辑/调试窗口7

1.2.4帮助系统窗口9

1.2.5工作空间窗口9

1.2.6图形窗口10

1.2.7当前文件夹10

1.3查询帮助命令11

1.3.1 help命令11

1.3.2 lookfor函数的使用12

1.3.3模糊寻找12

1.4本章小结12

第2章 MATLAB基本运算及程序设计13

2.1矩阵的创建13

2.1.1直接输入法13

2.1.2利用M文件建立矩阵14

2.1.3利用其他文本编辑器建立矩阵14

2.1.4利用MATLAB内置函数建立特殊矩阵14

2.2矩阵的拼接16

2.2.1基本拼接17

2.2.2拼接函数17

2.3 MATLAB矩阵寻访18

2.3.1下标寻访18

2.3.2单元素寻访19

2.3.3多元素寻访19

2.4 MATLAB矩阵的运算20

2.4.1矩阵加减运算21

2.4.2矩阵乘法21

2.4.3矩阵除法22

2.4.4矩阵的乘方22

2.4.5矩阵的行列式23

2.4.6矩阵的秩23

2.4.7矩阵的逆23

2.4.8矩阵的迹24

2.4.9矩阵的范数及其计算函数24

2.4.10矩阵的特征值与特征向量24

2.5关系运算和逻辑运算25

2.6 MATLAB变量及表达式26

2.6.1数值的表示27

2.6.2变量的表示28

2.7符号运算29

2.7.1创建符号变量29

2.7.2数值与符号的转换30

2.7.3数值矩阵转换为符号矩阵30

2.7.4符号替换30

2.7.5常用的符号运算31

2.8 M文件与M函数32

2.8.1 M文件33

2.8.2 M函数34

2.9 MATLAB程序设计36

2.9.1数据的输入和输出36

2.9.2顺序结构37

2.9.3判断语句37

2.9.4分支语句39

2.9.5 for循环语句40

2.9.6 for语句的嵌套40

2.9.7 while循环语句41

2.10本章小结41

第3章 图形绘制42

3.1二维绘图42

3.2 MATLAB绘图参数控制44

3.2.1线型44

3.2.2线条宽度44

3.2.3颜色44

3.2.4标记类型（13种）44

3.3 MATLAB图形标注与修饰函数45

3.3.1 title函数46

3.3.2 xlabel、ylabel函数46

3.3.3 grid函数47

3.3.4 legend函数48

3.3.5 gtext函数48

3.3.6 text函数49

3.3.7 zoom函数50

3.3.8 num2str、int2str函数50

3.4三维绘图50

3.4.1三维绘图基本流程50

3.4.2三维折线及曲线的绘制51

3.4.3三维图形坐标标记的命令51

3.4.4三维网格曲面的绘制52

3.4.5三维阴影曲面的绘制55

3.4.6三维图形的修饰标注59

3.4.7特殊图形的绘制实例61

3.5本章小结79

第4章 图像处理基础80

4.1 MATLAB图像文件的格式80

4.2常用图像的类型81

4.2.1二值图像81

4.2.2索引图像81

4.2.3灰度图像82

4.2.4 RGB图像83

4.3图像处理的基本函数83

4.3.1图像文件的查询84

4.3.2图像文件的读取85

4.3.3图像数据类型的转换86

4.3.4图像文件的显示86

4.3.5 imshow函数87

4.3.6图像特殊显示的函数89

4.3.7图像文件的储存92

4.4图像类型的转换93

4.4.1 dither函数93

4.4.2 gray2ind函数94

4.4.3 grayslice函数95

4.4.4 im2bw函数95

4.4.5 ind2gray函数96

4.4.6 ind2rgb函数96

4.4.7 mat2gray函数97

4.4.8 rgb2gray函数97

4.4.9 rgb2ind函数98

4.5 MATLAB中的颜色模型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颜色空间100

4.6 MATLAB颜色模型的转换100

4.6.1 rgb2hsv函数100

4.6.2 hsv2rgb函数101

4.6.3 rgb2ntsc函数101

4.6.4 ntsc2rgb函数103

4.6.5 rgb2ycbcr函数104

4.6.6 ycbcr2rgb函数105

4.7本章小结105

第5章 图像的运算106

5.1图像的点运算106

5.1.1线性点运算106

5.1.2非线性点运算108

5.2图像的代数运算109

5.2.1加法运算110

5.2.2减法运算111

5.2.3乘法运算113

5.2.4除法运算114

5.2.5线性组合运算114

5.3图像的逻辑运算116

5.4图像的几何运算117

5.4.1图像的插值117

5.4.2图像的平移118

5.4.3图像的缩放119

5.4.4图像的旋转120

5.4.5图像的镜像121

5.4.6图像的裁剪123

5.5仿射变换124

5.5.1尺度变换125

5.5.2伸缩变换125

5.5.3扭曲变换126

5.5.4旋转变换127

5.6邻域与块操作128

5.6.1滑动邻域操作129

5.6.2分离邻域操作132

5.6.3列处理操作134

5.6.4区域的选择135

5.6.5区域滤波137

5.6.6区域填充138

5.7本章小结139

第6章 图像的变换140

6.1傅里叶变换140

6.1.1傅里叶变换的物理意义140

6.1.2图像傅里叶变换的物理意义141

6.1.3连续傅里叶变换142

6.1.4傅里叶变换的快速实现143

6.1.5傅里叶变换的性质147

6.2离散余弦变换154

6.2.1一维离散余弦变换154

6.2.2二维离散余弦变换154

6.2.3二维离散余弦函数155

6.3 Radon变换157

6.4 Fanbeam投影变换161

6.5离散沃尔什-哈达玛变换162

6.6小波变换165

6.6.1一维连续小波变换165

6.6.2高维连续小波变换166

6.6.3连续小波变换的性质167

6.6.4离散小波变换167

6.7本章小结170

第7章 图像的增强171

7.1灰度变换增强171

7.1.1图像直方图的含义171

7.1.2图像直方图的均衡化172

7.1.3灰度的调整173

7.1.4直方图规定化180

7.2空域滤波增强182

7.2.1按干扰源分类182

7.2.2按噪声与信号的关系分类182

7.2.3按概率密度函数分类183

7.2.4 imnoise函数183

7.2.5平滑滤波器185

7.2.6中值滤波器186

7.2.7自适应滤波器189

7.2.8空域锐化滤波器190

7.3频域滤波增强192

7.3.1低通滤波器192

7.3.2高通滤波器195

7.3.3同态滤波器199

7.4彩色增强201

7.4.1真彩色增强201

7.4.2伪彩色增强202

7.4.3假彩色增强205

7.5小波变换在图像增强方面的应用206

7.5.1图像增强处理206

7.5.2图像钝化与锐化207

7.5.3小波图像去噪处理209

7.6本章小结212

第8章 图像压缩编码技术213

8.1图像压缩概述213

8.1.1图像压缩的可能213

8.1.2图像信息量的度量214

8.2图像压缩编码评价标准215

8.2.1客观标准215

8.2.2主观标准215

8.2.3压缩率216

8.2.4冗余度216

8.3 DCT变换编码217

8.4图像的无损编码和有损编码220

8.4.1无损编码220

8.4.2有损编码220

8.5 JPEG标准241

8.6小波图像压缩编码242

8.7基于小波变换的图像水印技术247

8.8本章小结250

第9章 图像的复原251

9.1图像复原的概述251

9.1.1图像退化模型252

9.1.2噪声的特征254

9.1.3图像质量的客观评价254

9.2估计退化函数255

9.2.1图像观测估计法255

9.2.2试验估计法255

9.2.3模型估计法255

9.3逆滤波复原257

9.4维纳滤波复原258

9.5约束的最小二乘方滤波复原261

9.6 Lucy-Richardson滤波复原263

9.7盲去卷积滤波复原265

9.8本章小结267

第10章 图像分割技术268

10.1图像分割技术的基本概念268

10.2边缘检测269

10.2.1边缘检测算法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）变换检测图像边缘的算法279

10.3阈值分割281

10.3.1直方图双峰法281

10.3.2最大类间方差法282

10.3.3迭代法284

10.4区域分割286

10.4.1区域生长法286

10.4.2区域分裂合并290

10.5分水岭分割法292

10.6本章小结296

第11章 数学形态学的应用297

11.1基本符号和定义297

11.2数学形态学的基本运算299

11.2.1结构元素299

11.2.2膨胀处理303

11.2.3腐蚀处理305

11.2.4膨胀和腐蚀的组合306

11.2.5击中或击不中处理310

11.3基于膨胀和腐蚀的数学形态学应用311

11.3.1骨架化311

11.3.2边界提取314

11.3.3图像区域填充315

11.3.4移除小对象316

11.3.5 距离变换317

11.4基于膨胀和腐蚀的数学形态学重建319

11.4.1极大值和极小值320

11.4.2极值的抑制321

11.4.3极小值的突显323

11.5对象的特性度量324

11.5.1连通区域的标识324

11.5.2二值图像的对象选择326

11.5.3图像面积的计算327

11.6查找表操作327

11.6.1查找表的创建327

11.6.2查找表的使用328

11.7本章小结329

第12章 MATLAB图像处理在实际中的应用330

12.1图像处理技术在医学处理方面的应用330

12.1.1图像旋转在医学处理方面的应用330

12.1.2图像剪切在医学处理方面的应用331

12.1.3图像负片效果在医学处理方面的应用332

12.1.4灰度变换在医学处理方面的应用332

12.1.5直方图均衡化在医学处理方面的应用333

12.1.6锐化效果在医学处理方面的应用334

12.1.7边缘检测效果在医学处理方面的应用335

12.2 MATLAB识别与统计的应用336

12.3 MATLAB图像处理在车牌识别系统上的应用339

12.3.1车牌识别研究内容339

12.3.2车牌识别系统设计原理概述339

12.3.3图像读取及车牌区域提取340

12.3.4牌照区域的分割345

12.3.5车牌进一步处理347

12.3.6字符分割与归一化348

12.3.7字符的识别350

12.3.8程序源代码352

12.4本章小结359

第13章 MATLAB图形用户界面360

13.1图形用户界面简介360

13.1.1命令方式360

13.1.2菜单方式360

13.1.3 GUI模板360

13.1.4图形用户界面设计窗口361

13.2图形用户界面开发环境362

13.2.1布局编辑器362

13.2.2位置调整工具364

13.2.3用属性查看器设置控件属性365

13.2.4菜单编辑器366

13.2.5对象浏览器367

13.2.6 Tab顺序编辑器367

13.3控件对象及属性368

13.3.1控件对象的描述368

13.3.2控件对象的属性369

13.3.3控件对象的建立370

13.4菜单设计373

13.4.1建立用户菜单373

13.4.2菜单对象常用属性373

13.4.3快捷菜单375

13.5对话框设计376

13.5.1 Windows公共对话框377

13.5.2 MATLAB专用对话框379

13.6 GUI程序设计382

13.7本章小结395

第14章 GUI在图像处理中的应用396

14.1图形用户界面控件的设置396

14.2图像处理操作397

14.2.1“文件操作”菜单项397

14.2.2“图像编辑”菜单项399

14.2.3“图像分析”菜单项403

14.2.4“图像调整”菜单项407

14.2.5“图像平滑”菜单项411

14.2.6“图像锐化”菜单项415

14.2.7“图像高级处理”菜单项421

14.2.8“小波变换””菜单项423

14.3本章小结426

附录 图像处理工具箱函数汇总427

参考文献436