彩色數(shù)字圖像處理

前言

　　彩色信息在數(shù)字圖像處理中正得到更大的關(guān)注。然而，由從標(biāo)量到矢量值圖像函數(shù)的過(guò)渡所控制的跨躍在大多數(shù)數(shù)字圖像處理的教材中還沒(méi)有涉及。本書的主要目的是闡述矢量值彩色圖像處理的意義并給讀者介紹新的技術(shù)。在系統(tǒng)地分解彩色數(shù)字圖像處理為基于單色的技術(shù)和新的矢量值技術(shù)的基礎(chǔ)上，本書介紹了其中若干領(lǐng)域的現(xiàn)狀，展示了矢量值彩色數(shù)字圖像的潛力和需求?！　”緯鶕?jù)彩色圖像中三維場(chǎng)景的現(xiàn)代技術(shù)來(lái)組織。從結(jié)構(gòu)上分為4部分。前4章闡明彩色圖像處理的基礎(chǔ)和需求。接下來(lái)的4章討論對(duì)彩色圖像的預(yù)處理技術(shù)。在再下來(lái)的3章中，考慮使用彩色信息的三維場(chǎng)景分析和使用PTZ攝像機(jī)基于彩色的跟蹤。最后兩章介紹多光譜成像的新領(lǐng)域和彩色圖像處理應(yīng)用的一個(gè)事例研究。對(duì)彩色數(shù)字圖像處理中一些精選的領(lǐng)域，如邊緣檢測(cè)、彩色分割、相互反射分析和立體分析，詳細(xì)討論了其中的技術(shù)以澄清算法的各自復(fù)雜性。　　第12章關(guān)于多光譜成像討論圖像處理的一個(gè)新興領(lǐng)域，目前在教材中還沒(méi)有詳細(xì)覆蓋。它還包括了用多譜成像進(jìn)行人臉識(shí)別的一節(jié)。在最后三章介紹的三個(gè)事例研究總結(jié)了作者在行李檢查、視頻監(jiān)控和生物測(cè)定學(xué)研究項(xiàng)目中的成果和經(jīng)驗(yàn)，這些項(xiàng)目是由美國(guó)國(guó)家天空安全聯(lián)盟、美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金和美國(guó)能源部多年支持的。一些算法已在地方機(jī)場(chǎng)的真實(shí)條件下進(jìn)行了測(cè)試和評(píng)價(jià)。

內(nèi)容概要

這是介紹彩色數(shù)字圖像處理的唯一書籍。　　本書對(duì)彩色數(shù)字圖像處理中不同層次的原理和技術(shù)進(jìn)行了全面和專門的介紹。本書主要內(nèi)容包括彩色視覺、彩色空間和距離、彩色圖像采集、彩色圖像增強(qiáng)、彩色邊緣檢測(cè)、彩色圖像分割、彩色恒常性。彩色靜態(tài)和動(dòng)態(tài)場(chǎng)景分析、彩色目標(biāo)跟蹤、彩色圖像融合和偽彩色技術(shù)等。本書還給出了彩色圖像技術(shù)在視頻監(jiān)控、生物測(cè)定學(xué)和安全透視檢查中具體應(yīng)用的事例和結(jié)果。　　本書可作為信號(hào)與信息處理、通信與信息系統(tǒng)、電子與通信工程，模式識(shí)別與智能系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)科學(xué)以叢視覺生理學(xué)、視覺心理學(xué)和視覺認(rèn)知學(xué)等學(xué)科大學(xué)高年級(jí)本科生或研究生專業(yè)課教材和教學(xué)參考書，還可供涉及圖像技術(shù)應(yīng)用行業(yè)(如牛物醫(yī)學(xué)，電視廣播、工業(yè)自動(dòng)化、文檔識(shí)別、機(jī)器人、電子醫(yī)療設(shè)備、遙感測(cè)繪、智能交通和軍事偵察等)的科技工作者科研參考。

作者簡(jiǎn)介

Andreas Koschan博士是田納西大學(xué)電氣和計(jì)算機(jī)工程系的研究副教授。他的研究興趣包括三維計(jì)算機(jī)視覺，特別足利用雙目視覺和使用激光距離檢測(cè)技術(shù)復(fù)原形狀。他還對(duì)在數(shù)字圖像處理中使用彩色信息感興趣。他足另外三本書的合著者。
　　Mongi Abidi博士足田納西大學(xué)電氣和計(jì)算

書籍目錄

1 引言   1.1 本書目標(biāo)和內(nèi)容   1.2 彩色圖像處理術(shù)語(yǔ)   　1.2.1 什么是彩色數(shù)字圖像 　　1.2.2 彩色圖像的導(dǎo)數(shù) 　　1.2.3 彩色邊緣 　　1.2.4 彩色恒常性 　　1.2.5 彩色圖像的對(duì)比度 　　1.2.6 彩色圖像中的噪聲 　　1.2.7 亮度、照度和明度 　1.3 實(shí)際應(yīng)用中的彩色圖像分析 　　1.3.1 醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的彩色圖像處理 　　1.3.2 食品科學(xué)和農(nóng)業(yè)中的彩色圖像處理 　　1.3.3 工業(yè)制造和無(wú)損材料測(cè)試中的彩色圖像處理 　　1.3.4 彩色圖像處理的其他應(yīng)用 　　1.3.5 數(shù)字視頻和圖像數(shù)據(jù)庫(kù) 　1.4 進(jìn)一步閱讀 　1.5 參考文獻(xiàn) 2 眼睛和彩色 　2.1 彩色視覺生理學(xué) 　2.2 感知彩色信息 　2.3 后感知彩色信息 　　2.3.1 視網(wǎng)膜中神經(jīng)中樞細(xì)胞的神經(jīng)生理學(xué) 　　2.3.2 視網(wǎng)膜中神經(jīng)中樞細(xì)胞對(duì)彩色光刺激的反應(yīng) 　2.4 大腦皮層彩色信息 　2.5 彩色常性感知和Retinex理論 　2.6 參考文獻(xiàn) 3 彩色空間和彩色距離 　3.1 標(biāo)準(zhǔn)彩色系統(tǒng) 　　3.1.1 CIE彩色匹配函數(shù) 　　3.1.2 標(biāo)準(zhǔn)彩色值 　　3.1.3 色度圖 　　3.1.4 Macadam橢圓 　3.2 基于物理學(xué)和工藝的彩色空間 　　3.2.1 RGB彩色空間 　　3.2.2 CMY(K)彩色空間 　　3.2.3 YIQ彩色空間 　　3.2.4 YUV彩色空間 　　3.2.5 YCBCR彩色空間 　　3.2.6 KodakPhotoCD和YClC2彩色空間 　　3.2.7 I1I2I3彩色空間 　3.3 均勻彩色空間 　　3.3.1 CIELAB彩色空間 　　3.3.2 CIELUV彩色空間 　3.4 基于感知的彩色空間 　　3.4.1 HSI彩色空間 　　3.4.2 HSV彩色空間 　　3.4.3 對(duì)立彩色空間 　　　3.5 彩色差公式 　　3.5.1 RGB彩色空間中的彩色差公式 　　3.5.2 HSI彩色空間中的彩色差公式 　　3.5.3 CIELAB和CIELUV彩色空間中的彩色差公式 　　　3.6 彩色排序系統(tǒng) 　　3.6.1 孟塞爾彩色系統(tǒng) 　　3.6.2 Macbeth—彩色檢驗(yàn)器 　　3.6.3 DIN彩色圖 　3.7 進(jìn)一步閱讀 　3.8 參考文獻(xiàn) 4 彩色成像 5 彩色圖像增強(qiáng) 6 彩色圖像中的邊緣檢測(cè) 7 彩色圖像分割 8 高光、相互反射和彩色恒常性 9 彩色圖像的靜態(tài)立體分析 10 彩色圖像的動(dòng)態(tài)和光度立體分析 11 利用PTZ攝像機(jī)基于彩色的跟蹤12 用于生物測(cè)定學(xué)的多光譜成像 13 單能量X—光圖像的偽彩色化 索引

章節(jié)摘錄

　　全幀傳輸傳感器幾乎總用在時(shí)間關(guān)鍵的應(yīng)用中，且用在高分辨率相機(jī)中（如4000x4000像素）。下面，介紹獲得彩色圖像的各種相機(jī)概念?！　?.1.2 利用彩色濾光器的黑白相機(jī)多光譜成像　　產(chǎn)生彩色圖像的一種可能性是將彩色濾光器（color filter）（見4.2.1小節(jié)）放在黑白相機(jī)的前面。光譜傳輸根據(jù)時(shí)間順序獲得。這里首先需要場(chǎng)景是靜止的，因?yàn)閳D像的各通道是一個(gè)接一個(gè)采集的。圖像的局部分解不受影響。簡(jiǎn)單和可控的彩色映射是其優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)闉V光器的數(shù)量和種類（因而光譜傳輸因子）可以自由選擇。因此在需要時(shí)，也可產(chǎn)生多于三個(gè)彩色通道的彩色圖像，這有時(shí)可用以改進(jìn)彩色圖像分割（見第7章）。Perez[Per95]為此提出使用具有6個(gè)光譜傳輸?shù)?通道的圖像。一個(gè)液晶可調(diào)的濾光器（LCTF）可用來(lái)減少由于更換濾光器造成的機(jī)械振動(dòng)[Miy eta1.02]。對(duì)多光譜成像和其在人臉識(shí)別中可能應(yīng)用的介紹見第12章?！　≡谏扇ǖ啦噬珗D像時(shí)，該方法的優(yōu)點(diǎn)是所使用濾光器的光譜傳輸因子對(duì)每個(gè)通道是已知的（對(duì)應(yīng)濾光器制造商的數(shù)據(jù)）。這個(gè)數(shù)據(jù)一般對(duì)彩色相機(jī)是不知道的。另外，可以產(chǎn)生沒(méi)有重疊光譜敏感度的彩色圖像，這在使用商用彩色相機(jī)（不用彩色濾光器）時(shí)是不可能的。　　使用這個(gè)方法時(shí)，白平衡和彩色色差需引起特別關(guān)注。彩色色差可由于鏡頭的色度色差而產(chǎn)生。鏡頭的色度色差是較長(zhǎng)的波相比較短的波聚焦在更遠(yuǎn)距離的原因，這會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生放大的圖像（見4.3.2小節(jié)）。當(dāng)在圖像采集時(shí)使用彩色濾光器時(shí)必須要考慮這個(gè)物理效果。另外，當(dāng)使用具有不同譜帶的彩色濾光器時(shí)，相機(jī)具有不同的敏感度。這里需要執(zhí)行一次配準(zhǔn)（見4.2.1小節(jié)）。

編輯推薦

　　《彩色數(shù)字圖像處理》特色：　　是覆蓋整個(gè)彩色數(shù)字圖像處理主題的唯一書籍?！　≈饕榻B了四個(gè)方面的內(nèi)容；從矢量值的視角對(duì)彩色圖像進(jìn)行處理所需要的基礎(chǔ)與要求，彩色圖像預(yù)處理所需要的技術(shù)，利用彩色信息的三維場(chǎng)景分析，以及多光譜圖像處理中的新興領(lǐng)域　　通過(guò)對(duì)兩個(gè)事例研究的考察來(lái)介紹彩色圖像處理的應(yīng)用。

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