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第1章绪论1

1.1概述1

1.2图形图像处理的基本概念1

1.2.1图形与图像2

1.2.2计算机图形学与数字图像处理2

1.2.3图形图像处理的历史、现状与发展3

1.3图形图像处理的研究内容5

1.3.1图形图像处理的主要研究内容5

1.3.2图形图像处理与相关学科的联系与区别7

1.4图形图像处理系统的组成及其应用9

1.4.1图形图像处理系统的组成9

1.4.2典型图形图像处理应用软件10

1.4.3学科应用领域及其发展动向13

习题一18

第2章 图形图像处理基础19

2.1光度学基础知识19

2.1.1电磁波和可见光19

2.1.2相对视敏函数19

2.1.3光度学量20

2.2色度学基础知识21

2.2.1色度学基本概念21

2.2.2三色学说22

2.2.3颜色模型23

2.3视觉基础知识27

2.3.1视觉适应性27

2.3.2视觉范围27

2.3.3分辨力27

2.3.4同时对比效应27

2.3.5马赫带效应28

2.3.6视觉错觉现象28

2.4硬件基础知识29

2.4.1输入设备30

2.4.2 CRT的工作原理36

2.4.3液晶显示器的工作原理44

2.5软件基础知识46

2.5.1图形图像显示的底层原理47

2.5.2 Windows下图形图像的显示50

2.5.3常用的图像文件的格式57

习题二67

第3章 基本图形生成算法68

3.1图形生成算法的基本概念68

3.2直线生成算法68

3.2.1引言68

3.2.2生成直线的DDA算法69

3.2.3生成直线的Bresenham算法71

3.3圆生成算法74

3.3.1基础知识74

3.3.2圆Bresenhm生成算法75

3.4填充算法78

3.4.1产生实面积图形的原理78

3.4.2多边形扫描线填充算法79

3.4.3种子填充算法85

3.5曲线与曲面的表示90

3.5.1引言90

3.5.2三次自然样条曲线91

3.5.3 Bezier曲线92

3.5.4 Bezier曲面98

3.5.5 B样条曲线99

3.5.6 B样条曲面103

习题三104

第4章 图形显示技术105

4.1二维几何变换105

4.1.1基本变换105

4.1.2齐次坐标下的基本变换107

4.1.3复合变换108

4.2二维观察110

4.2.1二维观察流程110

4.2.2用户坐标到屏幕坐标的变换111

4.2.3二维图形裁剪111

4.3三维几何变换115

4.3.1三维图形基本变换矩阵115

4.3.2三维复合几何变换117

4.3.3坐标系变换119

4.4三维观察120

4.4.1三维观察流程120

4.4.2三维图形的投影变换121

4.5三维消隐127

4.5.1线消隐127

4.5.2面消隐129

4.6真实感图形的生成133

4.6.1简单光照明模型133

4.6.2局部光照明模型136

4.6.3整体光照明模型137

4.6.4纹理映射139

习题四141

第5章 交互技术与图形软件标准142

5.1交互技术142

5.1.1人机交互的概念142

5.1.2交互式软件设计的建议142

5.1.3典型的交互技术143

5.1.4图形数据输入144

5.2图形软件标准145

5.3 OpenGL及应用148

5.3.1 OpenGL介绍148

5.3.2 OpenGL应用155

习题五162

第6章 图像数字化及其数学描述163

6.1概述163

6.2采样定理163

6.2.1二维采样定理164

6.2.2由采样图像恢复原始图像168

6.2.3混叠现象产生的原因及克服方法169

6.3量化170

6.3.1量化的概念与量化误差170

6.3.2最佳量化公式171

6.3.3均匀分布下的最佳量化172

6.4数字图像的存储量与视觉效果173

6.4.1数字图像的存储量173

6.4.2采样量化参数与图像视觉质量的关系174

6.5图像的数学描述175

6.5.1图像的矩阵描述形式175

6.5.2图像的矢量描述形式176

6.5.3图像的统计描述179

习题六182

第7章 图像正交变换183

7.1概述183

7.2离散傅氏变换183

7.2.1背景知识183

7.2.2离散傅氏变换的定义184

7.2.3离散傅氏变换的主要性质186

7.3图像变换的一般形式191

7.3.1图像变换的标量表示式191

7.3.2图像变换的矢量表示式192

7.3.3图像变换的矩阵表示式192

7.3.4图像变换的实质194

7.4哈达玛变换196

7.4.1列率197

7.4.2沃尔什函数197

7.4.3沃尔什级数200

7.4.4沃尔什变换201

7.4.5哈达玛变换201

习题七204

第8章 图像增强206

8.1概述206

8.1.1图像增强的内涵和特点206

8.1.2图像质量的主观评价207

8.2对比度增强208

8.2.1线性变换增强对比度209

8.2.2非线性变换210

8.2.3其他变换211

8.3修正直方图增强对比度214

8.3.1直方图（histogram）214

8.3.2直方图均化215

8.4图像平滑219

8.4.1噪声219

8.4.2邻域平均法220

8.4.3多图平均法224

8.4.4中值滤波法224

8.4.5频域中图像平滑的方法225

8.5图像锐化229

8.5.1模糊机理及基本解决方法229

8.5.2梯度模算子231

8.5.3拉氏算子234

8.5.4频域中图像锐化的方法236

8.6同态滤波239

8.7伪彩色和假彩色240

8.7.1伪彩色（pseudocolor）技术240

8.7.2假彩色（false color）技术241

习题八242

第9章 图像恢复244

9.1概述244

9.1.1图像恢复的基本概念244

9.1.2图像质量的客观评价246

9.2图像的降质模型247

9.2.1降质模型的表示式247

9.2.2降质模型参数的估计250

9.3逆滤波恢复255

9.3.1逆滤波恢复的实现255

9.3.2关于噪声的讨论255

9.3.3改进的逆滤波恢复256

9.4等功率谱恢复257

9.4.1等功率谱恢复滤波器的传递函数257

9.4.2针对等功率谱恢复的讨论258

9.5维纳滤波恢复259

9.5.1维纳滤波器的传递函数259

9.5.2针对维纳滤波恢复的讨论260

习题九261

第10章 图像分割263

10.1概述263

10.1.1图像分割的基本概念263

10.1.2图像分割的目的与基本原则263

10.1.3图像分割的应用265

10.2基于区域的图像分割265

10.2.1利用灰度门限分割图像265

10.2.2根据直方图的灰度门限的选取267

10.3基于边界的图像分割274

10.3.1梯度模算子276

10.3.2罗伯茨（Roberts）梯度模算子277

10.3.3具有平滑作用的一阶偏导算子278

10.3.4拉氏（Laplace）算子280

10.3.5拉普拉斯—高斯算子281

习题十288

参考文献290