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第1章 Visual C++与数字图像处理1

1.1数字图像处理概述1

1.1.1图像与数字图像1

1.1.2数字图像处理研究的内容3

1.1.3数字图像处理的应用5

1.2 Visual C++概述7

1.2.1编程语言的奇迹7

1.2.2 Visual C++简介15

1.2.3卓越的集成开发环境18

1.3在Visual C++中处理数字图像21

1.3.1位图和调色板21

1.3.2图形设备接口22

1.3.3 OpenCV25

1.3.4 ImageMagick25

1.4本章实例：利用Visual C++实现画图程序25

1.4.1实例预览25

1.4.2开始创建项目26

1.4.3完成实例编码28

第2章 色彩系统34

2.1学习图像处理从认识色彩开始34

2.1.1什么是颜色34

2.1.2颜色的属性36

2.1.3光源能量分布图37

2.2 CIE色度图39

2.2.1 CIE色彩模型的建立39

2.2.2 CIE色度图的理解41

2.2.3 CIE色度图的后续发展42

2.3常用色彩空间43

2.3.1 RGB颜色空间43

2.3.2 CMY/CMYK颜色空间44

2.3.3 HSV/HSB颜色空间46

2.3.4 HSI/HSL颜色空间47

2.3.5 Lab颜色空间49

2.3.6 YUV/YCbCr颜色空间49

2.4色彩空间的转换方法50

2.4.1 RGB转换到HSV的方法51

2.4.2 RGB转换到HSI的方法51

2.4.3 RGB转换到YUV的方法53

2.4.4 RGB转换到YCbCr的方法54

2.5本章实例：Photoshop色彩编辑器的实现55

2.5.1需要解决的若干问题55

2.5.2开始创建项目58

2.5.3完成实例编码58

第3章 图像文件的格式与编码60

3.1图像文件概述60

3.1.1图像文件60

3.1.2图像文件的一般结构61

3.1.3图像文件的常用参数61

3.2 BMP文件格式63

3.2.1文件结构63

3.2.2文件头和信息头63

3.2.3主要参数64

3.3 GIF文件格式64

3.3.1 GIF格式简介64

3.3.2 GIF文件结构65

3.3.3 GIF文件块的结构66

3.4 PNG文件格式70

3.4.1 PNG格式简介70

3.4.2 PNG文件结构70

3.4.3 PNG中的关键数据块72

3.5离散余弦变换73

3.5.1基本概念及数学描述73

3.5.2离散余弦变换的意义75

3.5.3离散余弦变换的实现86

3.6图像的压缩编码86

3.6.1霍夫曼（Huffman）编码87

3.6.2 LZW编码96

3.6.3行程编码98

3.7 JPEG文件及其解码程序的实现99

3.7.1 JPEG文件概述99

3.7.2 JPEG的编解码原理99

3.7.3 JPEG文件的格式108

3.7.4 JPEG解码程序的实现111

第4章 使用DIB处理数字图像117

4.1设备相关位图和设备无关位图117

4.1.1设备相关位图（DDB）117

4.1.2设备无关位图（DIB）117

4.2 CBitmap类118

4.2.1创建DDB118

4.2.2 CBitmap中的成员函数120

4.2.3应用DDB显示图像121

4.2.4应用DDB显示大图像122

4.3进一步了解DIB130

4.3.1 DIB的结构131

4.3.2 DIB信息段131

4.3.3位图数据133

4.3.4与DIB有关的函数133

4.4本章实例：DIB类的封装135

4.4.1类的抽象与设计135

4.4.2编写构造函数138

4.4.3 DIB位图的显示142

4.4.4 BMP文件的存储143

第5章 使用GDI+处理数字图像145

5.1 GDI+简介145

5.1.1 GDI+概述145

5.1.2 GDI+的结构146

5.1.3 GDI+在Visual C++ 2005中的配置146

5.2 GDI+基础148

5.2.1 Graphics类148

5.2.2 GDI+的基本数据类型151

5.2.3 GDI+中的颜色152

5.3 GDI+处理图像的基本方法154

5.3.1 GDI+的图像类154

5.3.2创建图像对象155

5.3.3图像的显示和缩放157

5.3.4图像的基本处理方法162

5.4图像的剪裁170

5.4.1剪裁区域170

5.4.2 GraphicsPath类171

5.4.3 Region类175

5.5处理图像的色彩180

5.5.1 ColorMatrix结构体180

5.5.2改变图像的透明度181

5.5.3将图像转换为灰度图185

5.5.4改变图像的亮度187

5.5.5改变图像的对比度189

5.6本章实例：播放GIF动画191

5.6.1播放原理分析192

5.6.2处理过程192

5.6.3具体实现193

第6章 常见图像显示特效198

6.1显示特效概述198

6.1.1显示特效基础198

6.1.2显示特效过程200

6.1.3显示特效类201

6.2扫描显示特效203

6.2.1特效预览203

6.2.2基本原理和实现方法204

6.2.3编程实现205

6.3移动显示特效206

6.3.1特效预览206

6.3.2基本原理和实现方法207

6.3.3编程实现208

6.4百叶窗显示特效209

6.4.1特效预览209

6.4.2基本原理和实现方法210

6.4.3编程实现211

6.5栅条显示特效212

6.5.1特效预览213

6.5.2基本原理和实现方法213

6.5.3编程实现214

6.6马赛克显示特效216

6.6.1特效预览216

6.6.2基本原理和实现方法216

6.6.3编程实现217

6.7雨滴显示特效219

6.7.1特效预览219

6.7.2基本原理和实现方法219

6.7.3编程实现220

6.8本章实例：类似ACDSee的图像浏览工具220

6.8.1实例预览221

6.8.2概要设计221

6.8.3完成实例编码226

第7章 图像的点运算234

7.1灰度直方图234

7.1.1灰度直方图234

7.1.2基本原理236

7.1.3编程实现236

7.2灰度线性变换246

7.2.1基本原理246

7.2.2编程实现248

7.3灰度非线性变换251

7.3.1灰度对数变换251

7.3.2灰度幂次变换255

7.3.3灰度指数变换258

7.4灰度阈值变换260

7.4.1基本原理260

7.4.2编程实现261

7.5灰度拉伸263

7.5.1基本原理263

7.5.2编程实现265

7.6灰度均衡269

7.6.1基本原理270

7.6.2编程实现271

第8章 对图像进行几何变换273

8.1图像几何变换的基本理论273

8.1.1图像几何变换概述273

8.1.2图像几何变换的数学描述276

8.2图像的平移变换276

8.2.1效果预览276

8.2.2基本原理277

8.2.3编程实现278

8.3图像的镜像变换282

8.3.1效果预览282

8.3.2基本原理283

8.3.3编程实现284

8.4图像的转置287

8.4.1效果预览288

8.4.2基本原理288

8.4.3编程实现288

8.5图像的缩放290

8.5.1效果预览290

8.5.2基本原理291

8.5.3插值算法介绍292

8.5.4编程实现295

8.6图像的旋转300

8.6.1效果预览300

8.6.2基本原理300

8.6.3编程实现304

8.7使用GDI+实现图像的几何变换310

8.7.1 GDI+的变换操作311

8.7.2平移312

8.7.3缩放314

8.7.4旋转315

8.7.5变换的组合319

8.7.6利用矩阵进行其他几何变化321

第9章 图像的增强处理325

9.1图像的简单平滑325

9.1.1邻域处理的基本概念325

9.1.2图像的简单平滑原理328

9.1.3图像简单平滑的算法实现329

9.2图像的高斯平滑333

9.2.1平滑线性滤波器333

9.2.2高斯平滑的原理334

9.2.3高斯分布335

9.2.4高斯平滑的算法实现337

9.3图像的中值滤波341

9.3.1统计排序滤波器341

9.3.2图像中值滤波的原理342

9.3.3图像中值滤波的算法实现344

9.4图像的拉普拉斯锐化350

9.4.1图像的锐化350

9.4.2拉普拉斯锐化的原理351

9.4.3拉普拉斯锐化的算法实现351

9.5 Sobel边缘细化356

9.5.1 Sobel边缘细化的原理356

9.5.2 Sobel边缘细化的编程实现358

第10章 图像的边缘和轮廓365

10.1边缘检测365

10.1.1边缘检测的基本概念365

10.1.2常规边缘检测366

10.1.3带方向的边缘检测372

10.1.4拉普拉斯算子376

10.2 Hough变换383

10.2.1平面坐标系的转换383

10.2.2 Hough变换的思想385

10.2.3直线的Hough变换385

10.2.4圆的Hough变换389

10.2.5彩色图像的Hough变换390

10.3种子算法396

10.3.1算法介绍396

10.3.2编程实现399

10.4轮廓跟踪403

10.4.1区域表示方法403

10.4.2计算区域的面积和周长411

10.4.3单区域跟踪412

10.4.4多区域跟踪415

第11章 图像的形态学处理419

11.1数学形态学419

11.2一些必要的概念和符号约定419

11.3图像的腐蚀423

11.3.1腐蚀原理423

11.3.2编程实现426

11.4图像的膨胀431

11.4.1膨胀原理431

11.4.2编程实现434

11.5腐蚀和膨胀的性质及应用437

11.5.1腐蚀和膨胀的代数性质437

11.5.2腐蚀和膨胀的应用440

11.6开运算和闭运算446

11.6.1开运算446

11.6.2闭运算447

11.6.3编程实现449

11.6.4开运算和闭运算的代数性质450

11.7图像形态学的其他运算452

11.7.1击中／不击中运算452

11.7.2细化处理455

11.8基于形态学分水岭的图像分割459

11.8.1基本概念459

11.8.2分水岭算法459

11.8.3编程实现分水岭分割462

第12章 数字图像的加密与隐藏471

12.1混沌理论概述471

12.1.1混沌理论的发展471

12.1.2混沌的基本概念473

12.1.3混沌的度量与判定475

12.2几种典型的混沌系统举例478

12.2.1 Logistic映射478

12.2.2 Henon映射481

12.2.3 Chebychev映射481

12.3数字图像的混沌加密简介482

12.3.1密码学与混沌密码学482

12.3.2图像混沌加密算法的分类483

12.4基于置乱的图像加密技术484

12.4.1数字图像与排列变换484

12.4.2利用Hilbert曲线置乱图像485

12.4.3利用Arnold变换置乱图像492

12.4.4数字图像置乱算法的评价497

12.5混沌在图像加密中的应用497

12.5.1以排序法为基础的混沌置乱498

12.5.2基于起始地址法的混沌置乱508

12.5.3基于灰度值变换的混沌加密509

12.5.4对图像进行混沌加密的评价512

12.6数字图像的隐藏技术516

12.6.1图像融合技术简介516

12.6.2基于混沌的图像隐藏算法518

12.6.3图形用户界面设计519

12.6.4编码实现520

第13章 使用OpenCV处理数字图像528

13.1 OpenCV简介528

13.1.1 OpenCV的前世今生528

13.1.2 OpenCV的诸多优点529

13.1.3 OpenCV的命名规则529

13.1.4 OpenCV的相关资源530

13.1.5 OpenCV的安装与配置530

13.2 OpenCV的结构533

13.2.1 OpenCV的体系结构534

13.2.2 OpenCV的函数结构534

13.2.3 OpenCV的功能结构535

13.2.4 OpenCV的数据结构536

13.3利用OpenCV显示图像537

13.3.1图像文件的载入与显示538

13.3.2图像文件的创建、保存和复制539

13.4应用OpenCV进行图像平滑543

13.4.1功能函数描述543

13.4.2交互界面设计544

13.4.3编码实现544

13.5应用OpenCV进行边缘检测548

13.5.1 Canny准则548

13.5.2 Canny算法简介548

13.5.3在OpenCV中使用Canny算法549

13.6应用OpenCV进行形态学处理555

13.6.1功能函数描述555

13.6.2交互界面设计556

13.6.3编码实现556

13.7在OpenCV中应用Hough变换560

13.7.1功能函数描述560

13.7.2交互界面设计562

13.7.3编码实现562

13.8静态人脸检测程序的实现567

13.8.1人脸检测概述567

13.8.2算法分析568

13.8.3编程实现571

第14章 使用ImageMagick处理图像577

14.1 ImageMagick简介577

14.1.1处理数字图像的利器——ImageMagick577

14.1.2 ImageMagick的特性和功能578

14.1.3 Magick++578

14.2 ImageMagick的使用配置579

14.2.1下载ImageMagick579

14.2.2编译ImageMagick579

14.2.3配置ImageMagick环境580

14.3 Magick++基础583

14.3.1第一个Magick++程序583

14.3.2 Magick++的核心——Image对象584

14.3.3 Color对象587

14.3.4 Geometry对象589

14.4初探Magick++591

14.4.1图像的缩放591

14.4.2图像的旋转595

14.4.3剪裁图像595

14.4.4矩阵变换598

14.4.5图像的镜像和滚动599

14.5使用Magick++对图像进行增强处理601

14.5.1调整图像的基本属性601

14.5.2高斯平滑604

14.5.3锐化605

14.5.4去除图像的噪点606

14.6使用Magick++实现图像特效609

14.6.1运动模糊特效609

14.6.2黑洞特效610

14.6.3浮雕效果612

14.6.4油画效果613

14.6.5阴影效果614

14.6.6旋涡效果616

14.7其他Magick++用法618

14.7.1种子填充619

14.7.2批量处理621

14.7.3真彩色转256色624

14.7.4图像合成626

14.7.5 ImageMagick的C语言接口628

参考文献634