Гонсалес Р., Вудс Р., Эддинс С. Цифровая обработка изображений в среде Matlab (2006)

ци~>рокой обработки Р. ГОНСАЛЕС, Р. ВУДС С.ЭДДИНС Цифровая обработка изображений в среде ИАП АВ Перевод с английского В.В. Чепыжова ТЕХНОСФЕРА Москва 2006 Гонсалес Р., Вудс Р., Эддинс С. Цифровая обработка изображений в среде МАТЕАВ Москва: Техносфера, 2006. — 616с. 1БВ!х! 5-94836-092-Х Монография предназначена для тех, кто хочет в короткие сроки освоить методы обработки изображений с использованием пакета МАТЕАВ. Книга разбита на 12 глав, охватывающих самые важные области обработки изображений: градационные преобразования, линейную и нелинейную пространственную фильтрацию, вейвлеты, фильтрацию в частотной области, восстановление, регистрацию, сжатие, морфологическую обработку, сегментацию, представление и описание областей и границ изображений, а также распознавание объектов и обработку цветных изображений.

Книга будет полезна всем, кто хочет овладеть практическими навыками работы с изображениями, особенно специалистам по дистанционному зондированию, цифровому телевидению, компьютерной микроскопии, системам безопасности, программистам и дизайнерам. © 2004 Р!0!га! 1пгаяе ргосезз!па цянь МАТ1.АВ,1-е Ей!1оп, Ьу %0005, й!СНАй12 Е., рцЫЬЬеб Ьу Реагаоп Ебцсаг!оп, !пс, рцЫЬЫпа аз Ргеп!1се На!!. Ф 2006, ЗАО «РИЦ «Техносфера» перевод на русский язык, оригинал-макет, оформление. 1ЯВХ 5-94836092-Х 1БВХ 0-13-008519-7 (англ.) Содержание Пролог Благодарности . Об авторах.

Ь0 12 13 Глава 1 Введение . 16 28 1.1. Некоторые основания .. 1,2. Что такое цифровая обработка изображений? ....,....... 1.3. Система МАТЬАВ и пакет 1|пабе Ргосеесбпб Тоо1Ьох ... 1.4. Задачи по обработке изображений. 1.5. О вебсайте этой книги. 1.6. Обозначения 1.7. Рабочая среда системы МАТ1 АВ 1.7.1. Рабочий стол МАТ1 АВ .. 1.7.2. Создание М-файлов в редакторе МАТ1.АВ ..........

1.7.3. Вызов справки. 1.7.4. Сохранение и загрузка рабочего пространства...... 1.8. Как организованы ссылки Выводы . Глава 2 Цифровые изображения в МАТ1 АВ.. Введение 2.1. Представление цифровых изображений ...,. 2.1.1. Координатное соглашение . 2.1.2. Изображение как матрица. 2.2. Загрузка изображений . 2.3. Вывод изображения на дисплей.

2.4. Сохранение изображений .. 2.5. Классы данных. 2.6. Типы изображений . 2.6.1. Полутоновые изображения . 2.6.2. Двоичные изображения. 2.6,3. Еще раз о терминологии.. 2.7. Конвертирование классов данных и типов изображений ... 2.7.1. Конвертирование классов данных. 2.7.2. Конвертирование классов и типов изображений........, 2.8. Индексирование массивов 2.8.1. Индексирование векторов. 2.8.2. Индексирование матриц .. 2.8.3. О размерности массивов..

2.9. Некоторые важные стандартные массивы . 16 17 19 20 22 22 23 23 24 25 26 27 27 28 28 29 30 31 32 34 39 40 41 41 41 42 42 42 46 46 48 52 52 ~~~4 Содержание 79 79 80 80 82 ния контрастности. 3.2.3. Некоторые утилитные М-функции преобразования яркости ........ 84 3.3. Обработка гистограмм и построение графиков функций .........,.........

90 90 95 98 3.4. Пространственная фильтрация,. 103 ... 103 ... 111 ... 114 ... 114 ... 118 121 122 136 141 141 2.10. Введение в программирование М-функций.. 2.10.1. М-файлы 2.10.2. Операторы . 2.10.3. Управление вычислительными потоками .....,.............. 2.10.4. Кодовая оптимизация программ. 2.10.5. Интерактивный ввод,1вывод 2.10.6. Краткое введение в смешанные массивы и структуры ..

Выводы . Глава 3 Преобразования яркости изображений и пространствен- ная фильтрация . Введение. 3.1. Некоторые основы 3.2. Преобразования яркости изображений 3,2.1. Функция 1ша<Цпвт. 3.2.2. Логарифмические преобразования и преобразования растяже- 3.3.1. Нахождение и построение гистограмм ..

3.3.2, Эквализация гистограммы.. 3.3.3. Гистограммная подгонка (спецификация) ... 3.4.1. Линейная пространственная фильтрация.................. 3.4.2. Нелинейная пространственная фильтрация............... 3.5. Стандартные пространственные фильтры из пакета 1РТ... 3.5.1. Линейные пространственные фильтры,...........,........ 3.5.2.

Нелинейные пространственные фильтры .. Выводы Глава 4 Обработка в частотной области. Введение. 4.1. Двумерное дискретное преобразование Фурье 4.2. Вычисление и визуализация двумерного РРТ в МАТЮКАВ............ 4.3. Фильтрация в частотной области.. 4.3.1. Базовые концепции. 4.3.2.

Основные шаги фильтрации в частотной области ................. 4.3.3. М-функция для фильтрации в частотной области................. 4.4. Построение фильтров в частотной области по пространственным фильтрам. 4.5. Прямое построение фильтров в частотной области ...................... 4.5.1. Построение сеточных массивов для использования в фильтрах частотной области. 53 54 56 64 70 74 77 78 122 122 126 129 129 134 136 Содержание 4.5.2.

Низкочастотные фильтры.. 4.5.3. Построение графиков каркасных контуров и 4.6. Повышение резкости при частотной фильтрации .. 4.6.1. Основы высокочастотной фильтрации........... 4.6.2. Фильтрация с усилением высоких частот....... Выводы . 142 поверхностей.......... 145 Глава 5 Восстановление изображений . . 154 .154 Введение.

5.1. Моделирование процесса искажения/восстановления изображения ..... 154 5.2. Модели шума.. 5.2.1. Добавление шума функцией 1пшо1ве . 156 . 156 5.2.2. Генерация случайного пространственного шума с заданным рас- пределением 5.2.3. Периодический шум 5.2.4. Оценивание параметров шума. 5.3. Восстановление в присутствии одного шума фильтрация 5.3.1. Фильтры для пространственного шума..... 5.3.2. Адаптивные пространственные фильтры .. пространственная 5.4.

Подавление периодического шума с помощью фильтрации в частотной области Моделирование искажающих функций . Инверсная фильтрация . Винеровская фильтрация Сглаживающая фильтрация методом наименьших квадратов со связью187 Алгоритм Люси-Ричардсона итерационного нелинейного восстанов- . 189 .192 пения. 5.10. Слепая деконволюция ..

5.11. Геометрические преобразования и регистрация изображений............. 195 5.11.1. Пространственные преобразования .. . 195 5.11.2. Применение пространственных преобразований к изображениям . 200 5.11.3. Регистрация изображений Выводы . 203 . 205 Глава 6 Обработка цветных изображений . 206 Введение 6.1, Представление цветных изображений в МАТ1,АВ ................. 6.1.1. КСВ изображения 6.1.2.

Индексированные изображения .. 6.1.3. Функции 1РТ для обращения с КСВ и индексированными ражениями 6.2, Преобразования в другие цветовые пространства.................. изоб 5.5. 5.6. 5.7. 5.8. 5.9. .. 149 .. 149 .. 151 . 153 . 157 . 165 .. 168 . 172 ... 172 ... 177 179 180 183 183 206 ... 206 206 208 211 ... 214 (6 Содерэкание с помощью 246 ..... 250 253 Глава 7 Вейвлеты.. 254 254 254 257 7.2.1. Преобразования Е%Т в пакете %аче!ет Тоо1Ьох........................

258 7.2.2. Преобразования Р1т'Т без использования Чаче!е1 Тоо1Ьох .......... 264 7.3. Работа со структурами вейвлетной декомпозиции ............................ 272 7.3.1. Редактирование вейвлетных коэффициентов вне пакета %аче1еФ То!1Ьох . 7.3.2. Отображение коэффициентов декомпозиции .......................... 7.4. Быстрое обратное вейвлетное преобразование .............................. 7.5.

Вейвлеты при обработке изображений Выводы 274 279 283 289 294 Глава 8 Сжатие изображений . 295 6.2.1. Цветовое пространство МТЕРС ................................. 6.2.2. Цветовое пространство УСЪСг 6.2.3. Цветовое пространство НЯУ. 6.2.4. Цветовые пространства СМУ и СМУК..................... 6.2.5. Цветовое пространство НЯ1.. 6.3.

Основы обработки цветных изображений .................. 6.4. Цветовые преобразования. 6.5. Пространственная фильтрация цветных изображений ...... 6.5.1. Сглаживание цветных изображений. 6.5.2. Повышение резкости цветных изображений .............

6.6. Обработка в векторном пространстве НОВ напрямую ...... 6.6.1. Обнаружение контуров на цветных изображениях градиента .. 6.6.2. Сегментация в векторном пространстве В.СВ ........... Выводы . Введение. 7.1. Некоторые основы 7.2. Быстрое вейвлетное преобразование..

Введение. 8.1. Некоторые основы .. 8.2. Кодовая избыточность. 8.2,1. Коды Хаффмана, 8.2.2. Кодирование Хаффмана. 8.2.3. Декодирование Хаффмана.. 8.3. Межпиксельная избыточность. 8.4. Визуальная избыточность.......... 8.5. Стандарты сжатия ЗРЕС 8.5.1. ЗРЕО. 8.5.2. ПРЕС 2000. Выводы ..... 214 215 .....

216 ..... 216 217 ... 223 236 ..... 243 243 ..... 245 ..... 246 295 . 296 . 299 . 302 . 309 . 316 . 324 ,... 330 . 333 . 334 . 341 . 349 Содерлсаьие ,. 351 , 351 . 352 352 операции......... 354 396 396 397 397 399 ........ 401 ........ 410 ........