本書係統介紹瞭自然計算及數字圖像處理的基本原理、基本方法和基本技術及*進展，並敘述瞭自然計算在數字圖像處理中的應用情況。本書闡述瞭自然計算與數字圖像處理的關係，深入而係統地討論瞭數字圖像處理的幾個重要研究分支：圖像增強、平滑與銳化，圖像分割與邊緣檢測，圖像復原，圖像特徵與理解，圖像空間變換，圖像頻域變換，形態學圖像處理，聚類算法在圖像分割中的應用，遺傳算法在醫學圖像配準中的應用，基於小波變換的數字水印的實現，移動機器人地圖創建與路徑規劃等。在此基礎上，本書介紹瞭將自然計算綜閤應用於數字圖像處理的、一些富有挑戰性的研究課題及相應研究成果。本書可作為高等院校自動化、電子信息、測控技術與儀錶、電氣工程、係統工程、機電工程等專業的本科生和研究生教材，也可作為相關專業工程技術人員的自學參考書。

　　譚建豪，湖南大學電信學院教授；章兢，湖南大學副校長；王孟君，中南大學電信學院教授

篇 基礎理論篇

1 自然計算

1.1 自然計算産生背景

1.2 自然計算相關概念

1.3 自然計算基本特徵

1.4 自然計算算法原理

1.5 協同進化計算的自然計算理念求證

1.6 自然計算研究的整體框架

1.7 小結

習題1

2 數字圖像處理概論

2.1 數字圖像處理及其特點

2.2 數字圖像處理的目的和主要內容

2.3 圖像工程與相關學科

2.4 數字圖像處理係統

2.5 數字圖像處理的應用

2.6 數字圖像處理的發展動嚮

2.7 數字化技術

2.8 圖像類型

2.9 圖像文件格式

2.10 色度學基礎與顔色模型

2.11 小結

習題2

3 圖像增強、平滑與銳化

3.1 直方圖

3.2 灰度變換

3.3 圖像噪聲

3.4 去除噪聲

3.5 圖像銳化

3.6 圖像的僞彩色處理

3.7 小結

習題3

4 圖像分割與邊緣檢測

4.1 圖像分割

4.2 邊緣檢測

4.3 輪廓跟蹤與提取

4.4 圖像匹配

4.5 投影法與差影法

4.6 小結

習題4

5 圖像復原

5.1 圖像退化與復原

5.2 非約束復原

5.3 小二乘約束復原

5.4 非綫性復原

5.5 其他圖像復原技術

5.6 小結

習題5

6 圖像特徵與理解

6.1 幾何特徵

6.2 形狀特徵

6.3 紋理分析

6.4 中軸變換與骨架提取

6.5 麯綫與錶麵的擬閤

6.6 其他特徵或描述

6.7 小結

習題6

7 圖像空間變換

7.1 空間變換基礎

7.2 圖像比例縮放

7.3 圖像平移

7.4 圖像鏡像

7.5 圖像鏇轉

7.6 圖像復閤變換

7.7 透視變換

7.8 其他變換

7.9 小結

習題7

8 圖像頻域變換

8.1 頻域世界與頻域變換

8.2 傅裏葉變換

8.3 頻域變換的一般錶達式

8.4 離散餘弦變換

8.5 離散沃爾什哈達瑪變換

8.6 小波變換

8.7 小結

習題8

9 形態學圖像處理

9.1 引言

9.2 二值形態學

9.3 灰值形態學

9.4 形態學的應用

9.5 小結

習題9

第二篇 綜閤應用篇

10 聚類算法在圖像分割中的應用

10.1 聚類分析及綜述

10.2 網格的劃分及其邊界點的處理

10.3 基於網格和信息熵的多密度聚類算法

10.4 基於網格的聚類算法在圖像分割中的應用

10.5 小結

習題10

11 遺傳算法在醫學圖像配準中的應用

11.1 醫學圖像配準研究背景

11.2 醫學圖像配準技術綜述

11.3 基於互信息的醫學圖像配準

11.4 互信息局部極值的成因及抑製方法

11.5 互信息優化搜索算法

11.6 小結

習題11

12 基於小波變換的數字水印的實現

12.1 數字水印的理論基礎

12.2 圖像置亂的思想

12.3 基於離散餘弦變換域的數字水印實現

12.4 基於離散小波變換域的數字水印實現

12.5 小結

習題12

13 移動機器人地圖創建與路徑規劃

13.1 地圖創建與路徑規劃研究狀況

13.2 移動機器人運動學分析與傳感器模型研究

13.3 基於擴展卡爾曼算法地圖的創建與定位

13.4 基於多傳感器信息融閤的路徑規劃

13.5 路徑規劃算法在移動機器人係統中的應用

13.6 小結

習題13

參考文獻

　　本書普通高等教育層次“數字圖像處理”課程的教材，引入瞭機器人路徑規劃內容是目前自動化領域的新技術，注重技術實踐，將産生較好的示範性。