数字图像采集与处理

第1章图像生成与采集基础

1.1绪言

1.2图像的生成

1.2.1成像的概念

1.2.2理想光学系统和共线成像

1.2.3成像光学系统的分辨极限

1.2.4成像光学系统质量描述

1.2.5感光底片

1.3视觉

1.3.1视觉原理

1.3.2视觉现象

1.3.3视觉模型

习题

第2章光度学与色度学基础

2.1辐射度量与光度量

2.1.1基本辐射度量

2.1.2人眼的光谱光视效率

2.1.3光度量

2.2光束传播中光度量的变化规律

2.2.1点光源的光通量和对微面元的照度

2.2.2朗伯余弦辐射体及其光通量

2.2.3光亮度的传递

2.2.4光学成像系统像面的光照度

2.3颜色的表征和基本色度量

2.3.1颜色视觉

2.3.2颜色匹配和基本色度量

2.4CIE标准色度系统

2.4.1CIEl931标准色度系统

2.4.2CIEl964补充标准色度系统

2.5色差及均匀颜色空间

2.5.1色差的概念

2.5.21931CIE-XYZ颜色空间的视觉非均匀性

2.5.3均匀颜色空间及色差公式

习题

第3章成像系统

3.1典型光学成像系统

3.1.1放大镜

3.1.2望远系统

3.1.3显微系统

3.1.4摄影系统

3.1.5成像物镜

3.2照明系统

3.2.1照明系统设计的基本原则

3.2.2临界照明和柯勒照明

3.2.3LED照明系统

3.3数字成像系统

3.3.1数字照相系统

3.3.2数字显微成像系统

3.3.3数字望远成像系统

3.3.4其他数字成像方法

习题

第4章数字图像的采集

4.1概述

4.2CCD图像传感器工作原理

4.2.1CCD工作原理

4.2.2CCD特性参数

4.3CCD图像传感器结构

4.3.1线阵CCD图像传感器的基本结构

4.3.2典型线阵CCD图像传感器

4.3.3面阵CCD图像传感器的基本结构

4.3.4典型面阵CCD图像传感器

4.4CCD图像数据采集与计算机接口

4.4.1CCD图像数据的量化

4.4.2计算机接口

4.4.3线阵CCD图像数据的采集

4.4.4面阵CCD图像数据的采集

4.5基于嵌入式系统的CCD图像数据采集

4.5.1线阵CCD图像数据的采集

4.5.2面阵CCD图像数据的采集

4.6CCD数字图像的保存

习题

第5章图像的数学表征

5.1连续图像的表达式

5.2二维线性系统

5.3连续图像的统计表征

5.4抽样与量化

5.5抽样理论

5.5.1理想抽样

5.5.2实际的图像抽样系统

5.6图像的矩阵与向量表示

5.6.1图像的矩阵表示

5.6.2图像的向量表示

5.6.3向量空间中的随机图像场

习题

第6章图像正交变换

6.1正交变换概述

6.1.1一维变换

6.1.2二维变换

6.2傅里叶变换

6.2.1连续函数的傅里叶变换

6.2.2离散傅里叶变换

6.2.3图像傅里叶变换的性质

6.2.4FFT

6.3离散余弦变换

6.4沃尔什变换

6.5阿德玛变换

6.6哈尔变换

6.7K-L变换

习题

第7章数字图像增强

7.1直方图处理

7.1.1直方图定义

7.1.2灰度级变换

7.1.3直方图均衡化

7.2图像平滑

7.2.1低通滤波法

7.2.2中值滤波法

7.2.3多图像平均法

7.3图像锐化

7.3.1微分滤波

7.3.2高通滤波

7.4伪彩色增强

7.4.1基于灰度调色板的伪彩色方法

7.4.2基于灰度变换的伪彩色方法

7.4.3基于频率滤波的伪彩色方法

7.4.4基于区域分割的伪彩色方法

习题

第8章图像复原

8.1退化模型

8.1.1退化的数学模型

8.1.2连续函数退化模型

8.1.3离散的退化模型

8.1.4循环矩阵对角化

8.2经典的图像复原方法

8.2.1逆滤波复原

8.2.2维纳滤波复原

8.2.3等功率谱滤波复原

8.3常见的退化模型及其复原过程

8.3.1常见的退化现象

8.3.2退化系统及退化传递函数实例

8.3.3消除匀速直线运动模糊

8.3.4几何畸变校正

8.3.5消除显微成像景深不足引起的图像模糊

8.3.6图像复原的一些新方法

习题

第9章图像压缩编码

9.1图像压缩的基本概念

9.1.1图像压缩的必要性

9.1.2图像压缩的基础

9.1.3常用的图像压缩方法及其分类

9.2典型的统计编码

9.2.1游程编码

9.2.2哈夫曼编码

9.2.3算术编码

9.3预测编码

9.3.1预测编码压缩的原理

9.3.2无损预测编码

9.3.3有损预测编码

9.3.4图像的预测编码

9.4正交变换编码

9.4.1正交变换编码的基本原理

9.4.2子图像尺寸的选择

9.4.3变换的选择

9.4.4比特分配

9.5基于小波变换的图像压缩编码

9.5.1小波变换

9.5.2小波系数编码的实质

9.5.3小波系数的能量分布特点

9.5.4EZW编码

9.5.5SPIHT编码

9.6图像压缩国际标准简介

9.6.1二值图像压缩标准

9.6.2静止图像压缩标准

9.6.3运动图像压缩标准

习题

第10章图像分割与描述

10.1概述

10.2图像分割

10.2.1灰度阈值分割技术

10.2.2基于边界的分割技术

10.2.3基于区域的图像分割方法

10.2.4匹配检测技术与分割

10.3图像描述

10.3.1边界描述

10.3.2区域描述

10.3.3纹理描述

习题

第11章彩色图像处理基础

11.1电视系统及数字媒体设备的颜色模型

11.1.1电视系统的颜色模型

11.1.2多媒体设备的颜色模型

11.2彩色图像的常规处理

11.3彩色图像的颜色平衡

11.3.1白平衡调整

11.3.2灰平衡处理

11.4彩色图像的颜色增强

11.4.1饱和度增强

11.4.2其他应用需求的颜色处理

11.5彩色图像的色彩管理

11.5.1设备颜色的表示及传递

11.5.2ICC色彩管理的基本内容

习题

参考文献

　　图像采集及图像处理的技术是依靠光学与电子学手段实现的。随着科学与技术的发展，微电子与光电子技术取得了极大成功，这为光电图像采集与处理以及应用带来了空前的机遇，其发展对科学研究、社会生产乃至人类生活的影响是巨大而深远的。本书深刻地揭示了图像的光学形成方法，即光学成像系统的概念、理论及技术方法，并且直接触及应用层面。同样，本书对光电图像的采集技术和方法，以及各种基本的数字图像处理概念、理论与方法做了描述。　　本书旨在研究光电图像的采集与处理的理论、概念和技术。全书共分11章，其中第1章至第4章主要讨论了图像的光学形成方法，即光学成像系统的概念、理论及技术方法，并且直接触及技术层面。同时对光电图像的采集技术及方法做了详细介绍。第5章至第11章讨论了数字图像处理的基本概念、理论及方法，包括图像的数字表征、变换、增强、复原、压缩与编码、分割与描述以及彩色图像处理。　　本书可供仪器仪表、遥感技术、生物医学、天文、通信、气象、工业自动控制和国防等行业从事信息科学和计算机相关技术的广大科技工作者以及大专院校的师生参考，也可以作为高年级大学生或研究生有关课程的教材或教学参考书。