圖像處理和分析基礎(chǔ)

前言

本書是一本介紹圖像處理和分析的基本原理、典型方法和實(shí)用技術(shù)的教材，主要為自學(xué)讀者編寫，是與教育部新世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)課程配套的教材。編寫本書的想法始于2000年，那年作者為清華大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院遠(yuǎn)程教育的上千名研究生講授了圖像處理和分析課程。近年來，隨著電子儀器設(shè)備、計(jì)算機(jī)軟硬件和通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的發(fā)展，圖像技術(shù)得到非常廣泛的重視和應(yīng)用。參加學(xué)習(xí)的上千名學(xué)員分布在全國各地，通過衛(wèi)星分班收視學(xué)習(xí)。這些學(xué)員與在校生有很大的區(qū)別，他們專業(yè)基礎(chǔ)各不相同，從事的工作領(lǐng)域也很不一致，而且又常因工作原因不能保證聽課，再加上答疑主要通過互聯(lián)網(wǎng)，師生交流也受到一定影響。考慮到這些因素，作者決定要編一本新的教材。作者構(gòu)想的新教材應(yīng)盡可能滿足具有不同專業(yè)背景并在各種不同行業(yè)工作的讀者比較獨(dú)立地學(xué)習(xí)基本圖像技術(shù)的需要，這就是本書編寫的初衷。作者原編寫過一套“圖像工程”教材，包括《圖像工程（上冊(cè)）：圖像處理和分析》，《圖像工程（下冊(cè)）：圖像理解與計(jì)算機(jī)視覺》，《圖像工程（附冊(cè)）：教學(xué)參考及習(xí)題解答》，在本書各章參考文獻(xiàn)中均已列出.那套教材較多考慮了在學(xué)校學(xué)習(xí)的本專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)，體系比較完整（包括了圖像工程的全部3個(gè)層次），內(nèi)容比較全面（可從本科生講到研究生），講解比較精練（考慮到教師有機(jī)會(huì)根據(jù)情況詳細(xì)講授）.而本書的內(nèi)容，根據(jù)教學(xué)反饋意見并考慮到自學(xué)人員的專業(yè)背景和學(xué)習(xí)目的與要求，主要與上冊(cè)的基本內(nèi)容對(duì)應(yīng)，也包括了一點(diǎn)下冊(cè)和附冊(cè)的內(nèi)容。相比之下，有些較深、理論性較強(qiáng)的內(nèi)容沒有選取，而對(duì)某些內(nèi)容的介紹更加具體詳細(xì)。但本書還是有一定的深度和廣度的，對(duì)圖像處理和分析技術(shù)提供了比較系統(tǒng)和詳細(xì)的入門基礎(chǔ)，希望讀者通過本書的學(xué)習(xí)，能獨(dú)立和全面地了解該領(lǐng)域主要的基本理論、技術(shù)、應(yīng)用和發(fā)展。另一方面，對(duì)希望進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)的讀者，那一套“圖像工程”教材及其文中所給出的參考文獻(xiàn)應(yīng)很有幫助。

內(nèi)容概要

本書主要是為自學(xué)圖像處理和分析的基本原理、典型方法和實(shí)用技術(shù)的讀者而編寫的，且可與教育部新世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)工程中的同名網(wǎng)絡(luò)課程（圖像處理和分析基礎(chǔ)）配套使用。 　　本書對(duì)圖像技術(shù)和視覺基礎(chǔ)概況，常見的數(shù)字圖像采集方法，基本的圖像變換技術(shù)、圖像增強(qiáng)技術(shù)、圖像編碼技術(shù)、圖像分割技術(shù)、圖像中目標(biāo)表達(dá)描述和測量技術(shù)進(jìn)行了全面介紹，讀者可從中了解圖像處理和分析的基本原理和技術(shù)，并能據(jù)此解決實(shí)際圖像應(yīng)用中的具體問題。書中內(nèi)容以知識(shí)點(diǎn)為單元組織，每個(gè)單元除包括基本概念，技術(shù)分析，算法介紹等內(nèi)容外，還有例題講解，要點(diǎn)小結(jié)，自我檢測等，以幫助讀者自我學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)、深化和應(yīng)用有關(guān)內(nèi)容。 　　本書可作為遠(yuǎn)程教育或繼續(xù)教育中電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等專業(yè)本科和研究生課程教材，也可供各涉及圖像技術(shù)應(yīng)用行業(yè)（如生物醫(yī)學(xué)、電視廣播、工業(yè)自動(dòng)化、遙感和軍事偵察等）的科技工作者參考。

書籍目錄

第一章　圖像技術(shù)基礎(chǔ)　1.1　圖像和像素　1.2　圖像技術(shù)及分類　1.3　圖像表示　1.4　圖像顯示　1.5　圖像存儲(chǔ)與格式　1.6　視覺基礎(chǔ)　1.7　顏色視覺和色度學(xué)　本章要點(diǎn)　參考文獻(xiàn)　自我檢測題　自我檢測題參考答案第二章　圖像采集技術(shù)　2.1　采集裝置和性能指標(biāo)　2.2　成像變換和坐標(biāo)變換　2.3　攝像機(jī)校準(zhǔn)　2.4　立體圖采集　2.5　深度圖采集　2.6　采樣和量化　本章要點(diǎn)　參考文獻(xiàn)　自我檢測題　自我檢測題參考答案第三章　圖像變換技術(shù)　3.1　傅里葉變換　3.2　傅里葉變換的性質(zhì)　3.3　快速傅里葉變換　　3.4　沃爾什變換　3.5　哈達(dá)瑪變換　3.6　離散余弦變換　3.7　小波變換　3.8　霍特林變換　本章要點(diǎn)　參考文獻(xiàn)　自我檢測題　自我檢測題參考答案第四章　圖像增強(qiáng)技術(shù)　4.1　圖像灰度映射　4.2　直方圖均衡化　4.3　直方圖規(guī)定化　4.4　圖像間算術(shù)和邏輯運(yùn)算　4.5　空域?yàn)V波　4.6　頻域低通濾波　4.7　頻域高通濾波　4.8　頻域帶通和帶阻濾波　4.9　彩色圖像增強(qiáng)　本章要點(diǎn)　參考文獻(xiàn)　自我檢測題　自我檢測題參考答案第五章　圖像編碼技術(shù)　5.1　數(shù)據(jù)冗余和壓縮　5.2　圖像保真度　5.3　無失真編碼定理　5.4　哈夫編碼　5.5　算術(shù)編碼　5.6　位平面編碼　5.7　無損預(yù)測編碼　……第六章　圖像分割技術(shù)第七章　目標(biāo)表達(dá)和描述技術(shù)第八章　特征測量技術(shù)

章節(jié)摘錄

插圖：對(duì)圖像的利用由來已久，用計(jì)算機(jī)處理和分析數(shù)字圖像也已有幾十年的歷史，發(fā)展出許多技術(shù)。圖像技術(shù)在廣義上是各種與圖像有關(guān)的技術(shù)的總稱。目前人們主要研究的是數(shù)字圖像，主要應(yīng)用的是計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)。這包括利用計(jì)算機(jī)和其他電子設(shè)備進(jìn)行和完成的一系列工作，例如圖像的采集、獲取、（壓縮）編碼、存儲(chǔ)和傳輸，圖像的合成、繪制和生成，圖像的顯示和輸出，圖像的變換、增強(qiáng)、恢復(fù)（復(fù)原）和重建，圖像的分割，圖像中目標(biāo)的檢測、表達(dá)和描述，特征的提取和測量，多幅圖像或序列圖像的校正、配準(zhǔn)，3.D景物的重建復(fù)原，圖像數(shù)據(jù)庫的建立、索引和抽取，圖像的分類、表示和識(shí)別，圖像模型的建立和匹配，圖像和場景的解釋和理解，以及基于它們的判斷決策和行為規(guī)劃等。另外，圖像技術(shù)還可包括為完成上述功能而進(jìn)行的硬件設(shè)計(jì)及制作等方面的技術(shù)。上述這些技術(shù)可根據(jù)其特點(diǎn)分為3個(gè)既有聯(lián)系又有區(qū)別的層次（如圖1.2.1所示）：圖像處理、圖像分析和圖像理解。這三者的有機(jī)結(jié)合稱為圖像工程，是一門內(nèi)容非常豐富的學(xué)科。換句話說，圖像工程是既有聯(lián)系又有區(qū)別的圖像處理、圖像分析及圖像理解三者的有機(jī)結(jié)合，另外還包括對(duì)它們的工程應(yīng)用。圖像處理著重強(qiáng)調(diào)在圖像之間進(jìn)行的變換。雖然人們常用圖像處理泛指各種圖像技術(shù)，但比較狹義的圖像處理主要滿足對(duì)圖像進(jìn)行各種加工以改善圖像的視覺效果并為自動(dòng)識(shí)別打基礎(chǔ)，或?qū)D像進(jìn)行壓縮編碼以減少所需存儲(chǔ)空間或傳輸時(shí)間，滿足給定傳輸通路的要求。

編輯推薦

《圖像處理和分析基礎(chǔ)》由高等教育出版社出版。

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