第1单元 基础知识 3
第1章 图像采集 3
1-1 变焦操作与采样操作 3
1-2 图像与场景的几何信息 4
1-3 成像单元数 4
1-4 景深的计算 4
1-5 光源照射亮度的计算 5
1-6 摄像机运动与像素亮度变化 5
1-7 结构光成像的计算 6
1-8 不同立体成像的方式 8
1-9 图像与理解场景的信息 8
1-10 数字弧的判断 9
1-11 方盒量化和网格相交量化 10
1-12 网格相交量化的结果 10
第2章 像素联系 11
2-1 子集邻接和连接的判断 11
2-2 4-通路和8-通路的转换 12
2-3 用邻接矩阵表示像素之间的邻接关系 12
2-4 六边形采样坐标系 13
2-5 离散圆盘 13
2-6 像素间的距离和通路 14
2-7 马步距离满足测度性质 15
2-8 斜面距离与欧氏距离 15
2-9 通路长度的计算 16
2-10 不同邻接情况下的通路长度 16
第3章 形态变换 17
3-1 齐次坐标直线交点 17
3-2 齐次坐标的几何解释 18
3-3 单位正方形的剪切变换 18
3-4 不同坐标变换实现相同功能 19
3-5 仿射变换的作用／功能 19
3-6 仿射变换下的线段长度比 20
3-7 仿射变换矩阵的参数 21
3-8 投影变换及其特例的特点对比 21
3-9 图像平面与世界坐标系的映射 22
3-10 3-D投影几何和变换不变量 23
3-11 透视投影中的歧义 24
第4章 图像变换 26
4-1 奇偶函数 26
4-2 傅里叶变换对的平移性质 27
4-3 函数的傅里叶变换公式 27
4-4 沃尔什变换计算 27
4-5 哈达玛变换矩阵 28
4-6 斯拉特变换矩阵 28
4-7 多种变换的计算 29
4-8 哈尔变换的基函数 30
4-9 哈尔变换矩阵 31
4-10 哈尔函数计算 31
4-11 矩阵的哈尔变换计算 32
4-12 哈尔变换和哈达玛变换的计算 32
4-13 哈尔小波函数及其傅里叶变换 32
4-14 时域窗和频域窗 33
4-15 盖伯变换滤波图像 33
4-16 缩放函数和小波函数 34
4-17 小波变换和反变换 35
4-18 小波变换系数的计算 36
4-19 拉东变换的计算 37
4-20 霍特林反变换 37
4-21 霍特林变换的证明 38
4-22 霍特林变换的计算 38
4-23 用霍特林变换重建的均方误差 39
第2单元 图像处理 43
第5章 图像增强 43
5-1 图像增强方法辨析 43
5-2 位面提取函数 44
5-3 灰度映射曲线的分析 44
5-4 调整灰度映射曲线的效果 45
5-5 直方图均衡化的变型 47
5-6 用1-D模板实现2-D模板的卷积 48
5-7 小尺寸模板与大尺寸模板 48
5-8 用不同平均来消除噪声 48
5-9 增强图像中特定统计特性的区域 49
5-10 借助像素梯度进行增强 50
5-11 利用单方向灰度差的增强 51
5-12 用平滑操作实现锐化操作 52
5-13 两个平滑操作的差与锐化操作 52
5-14 用不同模板计算中值 53
5-15 中值滤波中更新中值 54
5-16 中值滤波的模板与消除噪声效果 54
5-17 不同滤波方法的特点和对比 55
5-18 用低通滤波实现高通滤波 55
5-19 用两个低通滤波器构建一个高通滤波器 56
5-20 巴特沃斯带通滤波器 57
5-21 巴特沃斯低通滤波消除虚假轮廓 57
5-22 邻域平均对应的滤波器 58
5-23 邻域差分对应的滤波器 59
5-24 滤波器分解 59
5-25 空域模板的设计 60
5-26 对椒盐噪声的线性滤波 60
第6章 图像恢复 61
6-1 几何失真的双线性校正 61
6-2 恢复转移函数的形式 62
6-3 分段换方向运动的转移函数 63
6-4 匀加速运动所造成的模糊 63
6-5 有约束最小平方恢复滤波器的转移函数 64
6-6 正弦模式干扰的消除 64
6-7 正弦模式干扰与匀速直线运动模糊的对比 65
6-8 图像修复和图像补全的对比 65
6-9 大写英文字母的投影 66
6-10 特殊图像的投影重建 67
6-11 傅里叶变换投影定理的证明 67
6-12 扇束投影实验结果 68
6-13 代数重建技术的迭代计算 69
6-14 最大似然-最大期望重建算法的迭代计算 69
第7章 图像编码 71
7-1 符号与符号串的概率 71
7-2 一阶和二阶编码 72
7-3 编码图信噪比的计算 73
7-4 二值码和灰度码 74
7-5 二值分解和灰度码分解 74
7-6 1-D游程和WBS编码方法 75
7-7 对英文字母的哈夫曼编码 75
7-8 哈夫曼编码和平移哈夫曼编码 76
7-9 哈夫曼编码和截断哈夫曼编码 78
7-10 算术编码过程 80
7-11 算术编码可编序列长度 80
7-12 LZW编码 81
7-13 分区模板编码 81
7-14 阈值编码 83
7-15 霍特林变换与编码 84
第8章 拓展技术 85
8-1 平均绝对差和归一化互相关 86
8-2 水印失真测度 86
8-3 亚采样和剪切的比较 87
8-4 彩色光的亮度 87
8-5 RGB彩色立方体上给定亮度值的点 87
8-6 RGB彩色立方体上给定饱和度值的点 88
8-7 RGB彩色立方体与HSI颜色实体 88
8-8 相加光的HSI坐标 88
8-9 彩色光的配色与混合 89
8-10 饱和度增强与色调增强的结果 90
8-11 分段运动轨迹 90
8-12 累积差图像的计算 92
8-13 图像金字塔表达 94
8-14 高斯和拉普拉斯金字塔的构建 94
8-15 检测和消除边缘时的小波特性 95
第3单元 图像分析 100
第9章 图像分割 100
9-1 体素的积分密度 100
9-2 不同微分算子的效果比较 101
9-3 拉普拉斯值的计算 102
9-4 最小核同值区和索贝尔算子 102
9-5 灰度-梯度散射图 103
9-6 基于过渡区的阈值分割 104
9-7 克服分水岭算法过分割的方法 105
9-8 使用遗传算法分割 105
9-9 哈夫变换仿真 107
9-10 从2-D哈夫变换推广到3-D哈夫变换 108
9-11 矩保持法和一阶微分期望值法 109
9-12 分割中的先验信息 109
9-13 分割目标的形状测度 110
9-14 误差概率与绝对最终测量精度 111
9-15 分割评价实验 112
第10章 目标表达描述 114
10-1 基于聚合和基于分裂的最小均方误差线段逼近法 114
10-2 正五角形的外接盒和最小包围长方形 115
10-3 方和圆的标记及形状描述符 116
10-4 长方形和椭圆的形状描述符 116
10-5 傅里叶描述符 118
10-6 阶为10的所有形状及它们的形状数 118
10-7 欧拉数计算 119
10-8 不变矩的形状区分能力 119
10-9 描述符的形状区分能力 120
10-10 随机点分布的泊松概率和高斯概率 121
10-11 组合有向线段 122
10-12 3-D图像中的连通悖论 122
10-13 直线长度的计算 123
10-14 离散距离d5,7的最大相对误差 123
第11章 特性分析 125
11-1 灰度共生矩阵与纹理参数 126
11-2 形状因子与边界的连通性 127
11-3 曲线曲率的计算 128
11-4 形状的判断 130
11-5 形状定义和表达 130
11-6 分形维数的计算 130
11-7 移动目标的成像 131
11-8 转动目标的成像 131
11-9 中值维护背景的背景建模方法 132
11-10 高斯混合模型 132
11-11 辐射状模糊程度 133
11-12 视频中目标的运动 134
11-13 光流方程 134
11-14 基本运动和光流场 135
11-15 运动场和光流的不一致 136
11-16 卡尔曼滤波和粒子滤波 136
11-17 不同跟踪方法的优缺点 137
第4单元 图像理解 142
第12章 三维表达 142
12-1 接续曲线的高斯图 142
12-2 曲面上的主方向 143
12-3 鞍脊和鞍谷表面的方向导数 144
12-4 鞍脊表面的曲率 144
12-5 椭圆球的高斯球和扩展高斯图 145
12-6 曲率与挠率的几何意义 146
12-7 曲率和挠率的计算 146
12-8 行进立方体算法重构等值面 146
12-9 覆盖算法效果示例 147
12-10 覆盖算法重构等值面 147
第13章 立体视觉 149
13-1 采集器移动与视差变化 149
13-2 近视校正 150
13-3 双目成像模式的比较 150
13-4 顺序性约束 151
13-5 极线与极点 151
13-6 极线与投影点 152
13-7 本质矩阵的推导 152
13-8 景物表面倾斜的问题 153
13-9 相对深度误差 153
13-10 水平四目的期望值曲线 154
13-11 单方向多目立体视觉 155
第14章 景物重构 156
14-1 镜面反射强度计算 156
14-2 理想散射表面的反射强度 157
14-3 朗伯表面夹角与亮度 157
14-4 理想散射表面性质 158
14-5 摄像机运动参数 158
14-6 镜头的焦距和景深 159
14-7 摄像机倾斜成像的变形 160
14-8 从影调恢复形状与双目立体视觉 160
14-9 影调与结构光的对比 161
14-10 纹理平面的朝向 161
14-11 圆变形后的椭圆长短轴 162
第15章 知识和匹配 163
15-1 逻辑等价关系 163
15-2 目标分类知识的不同表达 164
15-3 模板匹配与哈夫变换 165
15-4 形状数之间的相似距离 165
15-5 关系匹配计算 165
15-6 关系匹配中的计算量 166
15-7 有色图的同构 167
15-8 有共同顶点的子图 167
15-9 计算各种子图 168
15-10 图同构和子图同构 169
15-11 距离比较 171
第5单元 相关参考 175
第16章 数学形态学 175
16-1 膨胀的计算 175
16-2 灰度膨胀的组合性 176
16-3 腐蚀的组合性 176
16-4 位移不变性验证 177
16-5 结构元素的尺寸和取值 178
16-6 结构元素分解 179
16-7 开启、闭合、高帽运算 180
16-8 形态学基本操作 181
16-9 击中—击不中计算 182
16-10 不同距离圆盘的细化 183
16-11 圆盘细化实例 184
16-12 细化步骤和过程 184
16-13 粗化步骤和过程 185
16-14 利用粗化进行细化 186
16-15 噪声滤除 187
16-16 形态学梯度 188
16-17 形态学梯度边缘增强算子 188
16-18 8-连接转m-连接 189
16-19 顶面和阴影 190
第17章 高层研究应用 192
17-1 贝叶斯分类器的边界函数 193
17-2 贝叶斯融合 194
17-3 图像配准 194
17-4 图像拼接 195
17-5 粗糙集分类 196
17-6 中心矩法 197
17-7 词袋模型与费舍尔矢量比较 197
17-8 灰度图和彩色图检索 198
17-9 自拍图的检索 199
17-10 活动剖析 200
17-11 路径学习方法 200
第18章 视感觉和视知觉 202
18-1 锥细胞的排列与视网膜上的分辨率 202
18-2 视敏度 202
18-3 人类视觉系统感知彩色 203
18-4 图形的良好性 203
18-5 眼肌运动 204
18-6 单目深度线索 204
18-7 恒常性程度 204
18-8 远距离时的大小知觉恒常性 205
18-9 透视缩放和透视缩短 206
18-10 视野随运动速度的变化 206
18-11 视觉感知的方法 207
索引 209