數字圖像採集與處理
數字圖像採集與處理
該書旨在研究光電圖像的採集與處理的理論、概念和技術。共分11 章，其中第1章至第4章主要討論了圖像的光學形成方法，即光學成像系統的概念、理論及技術方法，並且直接觸及技術層面。同時對光電圖像的採集技術及方法做了詳細介紹。第5章至第11章討論了數字圖像處理的基本概念、理論及方法，包括圖像的數字錶征、變換、增強、復原、壓縮與編碼、分割與描述以及彩色圖像處理。
第1章 圖像生成與採集基礎
1.1 緒言
1.2 圖像的生成
1.2.1 成像的概念
1.2.2 理想光學系統和共線成像
1.2.3 成像光學系統的分辨極限
1.2.4 成像光學系統質量描述
1.2.5 感光底片
1.3 視覺
1.3.1 視覺原理
1.3.2 視覺現象
1.3.3 視覺模型
習題
第2章 光度學與色度學基礎
2.1 輻射度量與光度量
2.1.1 基本輻射度量
2.1.2 人眼的光譜光視效率
2.1.3 光度量
2.2 光束傳播中光度量的變化規律
2.2.1 點光源的光通量和對微面元的照度
2.2.2 朗伯餘弦輻射體及其光通量
2.2.3 光亮度的傳遞
2.2.4 光學成像系統像面的光照度
2.3 顏色的表徵和基本色度量
2.3.1 顏色視覺
2.3.2 顏色匹配和基本色度量
2.4 CIE標準色度系統
2.4.1 CIEl931標準色度系統
2.4.2 CIEl964補充標準色度系統
2.5 色差及均勻顏色空間
2.5.1 色差的概念
2.5.2 1931CIE-XYZ顏色空間的視覺非均勻性
2.5.3 均勻顏色空間及色差公式
習題
第3章 成像系統
3.1 典型光學成像系統
3.1.1 放大鏡
3.1.2 望遠系統
3.1.3 顯微系統
3.1.4 攝影系統
3.1.5 成像物鏡
3.2 照明系統
3.2.1 照明系統設計的基本原則
3.2.2 臨界照明和柯勒照明
3.2.3 LED照明系統
3.3 數字成像系統
3.3.1 數字照相系統
3.3.2 數字顯微成像系統
3.3.3 數字望遠成像系統
3.3.4 其他數字成像方法
習題
第4章 數字圖像的採集
4.1 概述
4.2 CCD圖像感測器工作原理
4.2.1 CCD工作原理
4.2.2 CCD特性參數
4.3 CCD圖像感測器結構
4.3.1 線陣CCD圖像感測器的基本結構
4.3.2 典型線陣CCD圖像感測器
4.3.3 面陣CCD圖像感測器的基本結構
4.3.4 典型面陣CCD圖像感測器
4.4 CCD圖像數據採集與計算機介面
4.4.1 CCD圖像數據的量化
4.4.2 計算機介面
4.4.3 線陣CCD圖像數據的採集
4.4.4 面陣CCD圖像數據的採集
4.5 基於嵌入式系統的CCD圖像數據採集
4.5.1 線陣CCD圖像數據的採集
4.5.2 面陣CCD圖像數據的採集
4.6 CCD數字圖像的保存
習題
第5章 圖像的數學表徵
5.1 連續圖像的表達式
5.2 二維線性系統
5.3 連續圖像的統計表徵
5.4 抽樣與量化
5.5 抽樣理論
5.5.1 理想抽樣
5.5.2 實際的圖像抽樣系統
5.6 圖像的矩陣與向量表示
5.6.1 圖像的矩陣表示
5.6.2 圖像的向量表示
5.6.3 向量空間中的隨機圖像場
習題
第6章 圖像正交變換
6.1 正交變換概述
6.1.1 一維變換
6.1.2 二維變換
6.2 傅里葉變換
6.2.1 連續函數的傅里葉變換
6.2.2 離散傅里葉變換
6.2.3 圖像傅里葉變換的性質
6.2.4 FFT
6.3 離散餘弦變換
6.4 沃爾什變換
6.5 阿德瑪變換
6.6 哈爾變換
6.7 K-L變換
習題
第7章 數字圖像增強
7.1 直方圖處理
7.1.1 直方圖定義
7.1.2 灰度級變換
7.1.3 直方圖均衡化
7.2 圖像平滑
7.2.1 低通濾波法
7.2.2 中值濾波法
7.2.3 多圖像平均法
7.3 圖像銳化
7.3.1 微分濾波
7.3.2 高通濾波
7.4 偽彩色增強
7.4.1 基於灰度調色板的偽彩色方法
7.4.2 基於灰度變換的偽彩色方法
7.4.3 基於頻率濾波的偽彩色方法
7.4.4 基於區域分割的偽彩色方法
習題
第8章 圖像復原
8.1 退化模型
8.1.1 退化的數學模型
8.1.2 連續函數退化模型
8.1.3 離散的退化模型
8.1.4 循環矩陣對角化
8.2 經典的圖像復原方法
8.2.1 逆濾波復原
8.2.2 維納濾波復原
8.2.3 等功率譜濾波復原
8.3 常見的退化模型及其復原過程
8.3.1 常見的退化現象
8.3.2 退化系統及退化傳遞函數實例
8.3.3 消除勻速直線運動模糊
8.3.4 幾何畸變校正
8.3.5 消除顯微成像景深不足引起的圖像模糊
8.3.6 圖像復原的一些新方法
習題
第9章 圖像壓縮編碼
9.1 圖像壓縮的基本概念
9.1.1 圖像壓縮的必要性
9.1.2 圖像壓縮的基礎
9.1.3 常用的圖像壓縮方法及其分類
9.2 典型的統計編碼
9.2.1 遊程編碼
9.2.2 哈夫曼編碼
9.2.3 算術編碼
9.3 預測編碼
9.3.1 預測編碼壓縮的原理
9.3.2 無損預測編碼
9.3.3 有損預測編碼
9.3.4 圖像的預測編碼
9.4 正交變換編碼
9.4.1 正交變換編碼的基本原理
9.4.2 子圖像尺寸的選擇
9.4.3 變換的選擇
9.4.4 比特分配
9.5 基於小波變換的圖像壓縮編碼
9.5.1 小波變換
9.5.2 小波係數編碼的實質
9.5.3 小波係數的能量分佈特點
9.5.4 EZW編碼
9.5.5 SPIHT編碼
9.6 圖像壓縮國際標準簡介
9.6.1 二值圖像壓縮標準
9.6.2 靜止圖像壓縮標準
9.6.3 運動圖像壓縮標準
習題
第10章 圖像分割與描述
10.1 概述
10.2 圖像分割
10.2.1 灰度閾值分割技術
10.2.2 基於邊界的分割技術
10.2.3 基於區域的圖像分割方法
10.2.4 匹配檢測技術與分割
10.3 圖像描述
10.3.1 邊界描述
10.3.2 區域描述
10.3.3 紋理描述
習題
第11章 彩色圖像處理基礎
11.1 電視系統及數字媒體設備的顏色模型
11.1.1 電視系統的顏色模型
11.1.2 多媒體設備的顏色模型
11.2 彩色圖像的常規處理
11.3 彩色圖像的顏色平衡
11.3.1 白平衡調整
11.3.2 灰平衡處理
11.4 彩色圖像的顏色增強
11.4.1 飽和度增強
11.4.2 其他應用需求的顏色處理
11.5 彩色圖像的色彩管理
11.5.1 設備顏色的表示及傳遞
11.5.2 ICC色彩管理的基本內容
習題
參考文獻
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