本書以MATLAB R2020a版本的功能敘述為主，由淺入深地全面講解MATLAB軟件在圖像處理方面應(yīng)用的知識，是一本不可多得的MATLAB圖像處理的學(xué)習(xí)參考書。
本書涉及面廣，涵蓋一般用戶需要使用的各種功能，并詳細(xì)介紹MATLAB在圖像處理方面的使用。本書共分為12章，主要包括圖形繪制、圖像處理基礎(chǔ)、圖像運(yùn)算、圖像變換、圖像增強(qiáng)、圖像壓縮、圖像復(fù)原、圖像分割、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的應(yīng)用、MATLAB圖像處理在實(shí)際中的應(yīng)用等內(nèi)容。本書強(qiáng)調(diào)了圖像處理的理論和應(yīng)用相結(jié)合的方法，并給出了大量數(shù)字圖像處理技術(shù)的MATLAB實(shí)現(xiàn)程序。
本書按邏輯編排，自始至終采用實(shí)例描述，內(nèi)容完整且每章相對獨(dú)立，既適合作為理工科高等院校研究生、本科生的教學(xué)用書，也可作為從事圖像處理工作的廣大科研工程技術(shù)人員的參考用書。
圖像是人類獲取信息的重要來源，圖像處理技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)對圖像進(jìn)行變換、增強(qiáng)、復(fù)原、分割、壓縮、分析等，是現(xiàn)代信息處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。數(shù)字圖像處理技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。
隨著業(yè)界對圖像處理和分析的要求不斷提高，原有的圖像軟件由于成本、功能的限制已經(jīng)不能完全滿足專業(yè)人士的需要，MATLAB等專業(yè)軟件的廣泛應(yīng)用為圖像處理和分析技術(shù)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的支持。
MATLAB是國際公認(rèn)的優(yōu)秀應(yīng)用軟件，是專業(yè)人士的圖像處理軟件之一。MATLAB具有編程簡單、數(shù)據(jù)可視化功能強(qiáng)、可操作性強(qiáng)的特點(diǎn)，并且它的圖像處理工具箱功能強(qiáng)大、專業(yè)函數(shù)豐富。
目前，MATLAB已廣泛應(yīng)用于信號處理、通信原理、自動控制等專業(yè)，并作為重要的基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)平臺。對于學(xué)生而言，有效的學(xué)習(xí)途徑就是結(jié)合某一專業(yè)課程的學(xué)習(xí)來掌握該軟件的使用。本書將通過大量的算例全面、系統(tǒng)地介紹使用MATLAB進(jìn)行圖像處理的方法。
本書特點(diǎn)
* 以MATLAB軟件為主線，先讓讀者對各項(xiàng)功能有一個大致了解，然后進(jìn)一步詳細(xì)地講解MATLAB在圖像處理方面的應(yīng)用。
* 結(jié)合編者多年MATLAB使用經(jīng)驗(yàn)與圖像處理實(shí)踐，詳細(xì)地講解MATLAB軟件的使用方法與技巧，以便讀者快速掌握書中所講內(nèi)容。
* 以掌握概念、強(qiáng)化應(yīng)用為重點(diǎn)，不僅詳盡地講解基礎(chǔ)知識，還提供了豐富的應(yīng)用案例，讀者可以邊學(xué)邊練，并將所學(xué)知識運(yùn)用于工作之中。
本書內(nèi)容
本書基于MATLAB R2020a版本講解MATLAB在圖像處理方面的基礎(chǔ)知識和核心內(nèi)容。全書共分為12章，具體安排如下：
第1章 初識MATLAB
第2章 基本運(yùn)算及程序設(shè)計(jì)
第3章 圖形繪制
第4章 圖像處理基礎(chǔ)
第5章 圖像運(yùn)算
第6章 圖像變換
第7章 圖像增強(qiáng)
第8章 圖像壓縮
第9章 圖像復(fù)原
第10章 圖像分割
第11章 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的應(yīng)用
第12章 MATLAB圖像處理應(yīng)用
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本書主要由劉冰編著，張櫻枝、張君慧等也參與了本書的編寫工作。
MATLAB本身是一個浩瀚資源庫與知識庫，由于編者水平有限，書中疏漏在所難免，敬請廣大讀者批評指正，也歡迎廣大同行共同交流、探討。
編 者
2021年9月
前言
第1章 初識MATLAB1
1.1 MATLAB簡介1
1.2 MATLAB R2020a的工作環(huán)境3
1.2.1 MATLAB R2020a操作界面簡介3
1.2.2 命令行窗口3
1.2.3 命令歷史記錄窗口7
1.2.4 輸入變量8
1.2.5 當(dāng)前文件夾窗口和路徑管理9
1.2.6 搜索路徑10
1.2.7 工作區(qū)窗口和數(shù)組編輯器11
1.2.8 變量的編輯命令13
1.2.9 存取數(shù)據(jù)文件14
1.3 MATLAB R2020a的幫助系統(tǒng)14
1.3.1 純文本幫助15
1.3.2 幫助導(dǎo)航15
1.3.3 示例幫助16
1.4 本章小結(jié)17
第2章 基本運(yùn)算及程序設(shè)計(jì)18
2.1 矩陣的創(chuàng)建18
2.1.1 直接輸入法18
2.1.2 利用M文件創(chuàng)建矩陣19
2.1.3 利用其他文本編輯器創(chuàng)建矩陣19
2.1.4 利用MATLAB內(nèi)置函數(shù)創(chuàng)建矩陣20
2.2 矩陣的拼接21
2.2.1 基本拼接22
2.2.2 拼接函數(shù)22
2.3 矩陣的尋訪23
2.3.1 下標(biāo)尋訪23
2.3.2 單元素尋訪24
2.3.3 多元素尋訪24
2.4 矩陣的運(yùn)算25
2.4.1 矩陣的加減法25
2.4.2 矩陣的乘法26
2.4.3 矩陣的除法27
2.4.4 矩陣的乘方28
2.4.5 矩陣的行列式28
2.4.6 矩陣的秩29
2.4.7 矩陣的逆29
2.4.8 矩陣的跡29
2.4.9 矩陣的范數(shù)及其計(jì)算函數(shù)30
2.4.10 矩陣的特征值與特征向量30
2.5 關(guān)系運(yùn)算和邏輯運(yùn)算31
2.6 變量及表達(dá)式33
2.6.1 數(shù)值的表示33
2.6.2 變量的表示34
2.7 符號運(yùn)算35
2.7.1 創(chuàng)建符號變量35
2.7.2 數(shù)值矩陣轉(zhuǎn)換為符號矩陣36
2.7.3 符號替換36
2.7.4 常用的符號運(yùn)算37
2.8 M文件與M函數(shù)38
2.8.1 M文件39
2.8.2 M函數(shù)41
2.9 MATLAB程序設(shè)計(jì)42
2.9.1 數(shù)據(jù)的輸入與輸出43
2.9.2 順序結(jié)構(gòu)43
2.9.3 判斷語句44
2.9.4 分支語句45
2.9.5 循環(huán)語句46
2.10 本章小結(jié)47
第3章 圖形繪制48
3.1 二維繪圖48
3.2 MATLAB繪圖參數(shù)50
3.2.1 線型50
3.2.2 線條寬度50
3.2.3 顏色51
3.2.4 標(biāo)記類型51
3.3 MATLAB圖形標(biāo)注與修飾函數(shù)52
3.3.1 title函數(shù)52
3.3.2 xlabel、ylabel函數(shù)52
3.3.3 grid函數(shù)53
3.3.4 legend函數(shù)54
3.3.5 gtext函數(shù)54
3.3.6 text函數(shù)55
3.3.7 zoom函數(shù)56
3.3.8 num2str、int2str函數(shù)56
3.4 三維繪圖56
3.4.1 三維繪圖的基本流程56
3.4.2 三維折線及曲線的繪制56
3.4.3 三維圖形坐標(biāo)標(biāo)記的命令57
3.4.4 三維網(wǎng)格曲面的繪制58
3.4.5 三維陰影曲面的繪制61
3.4.6 三維圖形的修飾標(biāo)注64
3.4.7 特殊圖形的繪制67
3.5 本章小結(jié)81
第4章 圖像處理基礎(chǔ)82
4.1 MATLAB圖像文件的格式82
4.2 常用圖像的類型83
4.2.1 二值圖像83
4.2.2 索引圖像83
4.2.3 灰度圖像84
4.2.4 RGB圖像85
4.3 圖像處理的基本函數(shù)85
4.3.1 圖像文件的查詢85
4.3.2 圖像文件的讀取87
4.3.3 圖像數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換87
4.3.4 圖像文件的顯示88
4.3.5 imshow函數(shù)89
4.3.6 用于圖像特殊顯示的函數(shù)90
4.3.7 圖像文件的存儲94
4.4 圖像類型的轉(zhuǎn)換95
4.4.1 dither函數(shù)95
4.4.2 gray2ind函數(shù)96
4.4.3 grayslice函數(shù)96
4.4.4 im2bw函數(shù)97
4.4.5 ind2gray函數(shù)97
4.4.6 ind2rgb函數(shù)98
4.4.7 mat2gray函數(shù)98
4.4.8 rgb2gray函數(shù)99
4.4.9 rgb2ind函數(shù)100
4.5 MATLAB中的顏色模型100
4.5.1 RGB模型101
4.5.2 HSV模型101
4.5.3 YCbCr模型101
4.5.4 NTSC模型101
4.5.5 HSI顏色空間101
4.6 MATLAB顏色模型的轉(zhuǎn)換102
4.6.1 rgb2hsv函數(shù)10
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