第一篇 引 论 3
第一章模式识别与图像处理（PRIP） 3
1.1 PRIP简介 3
1.2图像处理技术 3
目 录 3
1.3模式识别方法 8
1.3.1统计识别方法 9
1.3.2句法分析方法 11
1.4图像处理系统的一般构成 13
1.4.1计算机组成与结构 13
1.4.2图像处理系统的基本部件 14
本章小结 20
2.1.1“推－拉”模型的建立 21
2.1.2专用机发展的必要性 21
2.1专用机发展的“推－拉”模型 21
第二章PRIP专用机的发展与分类 21
2.1.3专用机发展的可行性 22
2.2 PRIP专用机的分类 24
2.2.1 Danielson分类法 25
2.2.2 Yalamanchili分类法 27
2.2.3 Duff分类法 29
2.3.1 专用机结构设计的关键考虑 32
2.3 PRIP专用机发展概述 32
2.3.2结构的选择及其策略 33
2.3.3现行的PRIP专用机系统 34
本章小结 39
第二篇并行算法及其语言 43
第三章图像处理并行算法 43
3.1算法分析 43
3.1.1并行算法的必要性 43
3.1.2计算的分级 43
3.2.1点和邻域操作 44
3.2像素级并行算法 44
3.2.2变换操作 46
3.2.3几何操作 47
3.3区域级并行算法 48
3.3.1 区域表示 48
3.3.2 区域的性质与关系 49
3.4并行算法的性能评价标准 51
3.4.1运行时间TN(M) 51
3.4.2速度VN(M) 51
3.4.3加速倍数SN(M) 51
3.4.4有效性EN(M) 51
3.4.5开销率QN(M) 51
3.4.6价格PN(M) 51
本章小结 52
4.1.3特定的用途决定了采用特殊的语言 53
4.2.1 PRIP语言 53
4.2 PRIP语言的基本概念 53
4.1 PRIP语言发展的必要性 53
4.1.2新型系统结构需要相应的语言描述 53
4.1.1 通用语言不适应PRIP算法 53
第四章并行图像处理语言 53
4.2.2历史回顾 54
4.2.3发展类型 54
4.3 PRIP语言的命令级分类及其分布 56
4.3.1命令级类型 56
4.3.2命令分类举例 57
4.3.3命令级分布比较 57
4.4并行处理机的PRIP语言 58
4.4.1 MORPHAL 59
4.4.2 CAP4 59
4.4.3 C3PL 59
4.5发展趋势 60
4.4.4 DAP FORTRAN 60
本章小结 62
第三篇并行计算机结构 65
第五章SIMD阵列结构 65
5.1阵列处理机的特点与组成 65
5.1.1 SIMD计算机的特性 65
5.1.2阵列处理机的构成 65
5.1.3阵列处理机的特点 67
5.2阵列处理机的发展 68
5.2.1典型的应用系统 68
5.2.2近期推出的商用设备 69
5.2.3新发展的阵列结构 72
5.2.4发展中的几点结论 77
5.3阵列处理机的设计 77
5.3.1 处理单元PE的设计 77
5.3.2专用程序设计 78
5.3.3微处理机阵列设计 79
5.4一种典型SIMD系统——MPP 81
5.4.1 MPP系统概述 82
5.4.2在图像处理方面的几种应用 84
本章小结 86
第六章流水线结构 87
6.1 串行处理机特点与结构 87
6.1.1 串行处理的必要性 87
6.1.2 串行操作的主要问题 87
6.1.3典型的串行结构 89
6.2流水线的基本概念 91
6.2.1流水线处理的工作原理 91
6.2.2流水线处理机的主要性能 92
6.2.3流水线的分段与分类 94
6.3.1流水线处理机的发展 95
6.3.2算法实现——邻域操作 95
6.3一种流水线处理机设计 95
6.3.3 系统实现——细胞式计算机 96
6.3.4 图像处理语言——C-3PL 97
本章小结 98
第七章MIMD多处理机结构 99
7.1 MIMD多处理机结构原理与特点 99
7.1.1 MIMD多处理机基本概念 99
7.1.2 MIMD多处理机结构 101
7.1.3 多处理机结构特点 102
7.2典型的MIMD结构应用 104
7.2.1 总线结构 104
7.2.2循环结构 105
7.2.3公共存储器结构 106
7.2.4可重构结构 107
7.3.1 网络在图像处理中的应用 109
7.3.2 多处理机系统的结构特征——互联方式 109
7.3图像处理的VLSI网络 109
7.3.3常规的几种网络 110
7.3.4网络性能成本特性 114
本章小结 115
第八章VLSI处理结构 116
8.1 引言 116
8.2 VLSI结构特点 116
8.2.1 VLSI结构 116
8.2.2 VLSI算法 118
8.3某些PRIP算法的VLSI结构 119
8.3.1 DFT和图像滤波的VLSI阵列 119
8.3.2 VLSI实现的FFT处理器 122
8.3.3空域操作阵列 123
8.3.4控制结构 126
8.4基于VLSI细胞阵列处理器 126
8.4.1 图像处理的VLSI细胞阵列处理器 126
8.4.2 VLSI对图像阵列处理机的影响 129
8.4.3 VLSI对流水线图像处理机的影响 131
8.4.4 VLSI对PRIP多处理机的影响 132
8.5 VLSI结构设计举例 133
8.4.5基于VLSI的通用PRIP系统 133
8.5.1模式识别的矩阵计算 134
8.5.2分块矩阵计算 136
8.5.3 VLSI矩阵运算网络 138
8.5.4 VLSI特征析取器和模式分类器 141
8.6 VLSI信号处理应用 142
8.6.1 引言 142
8.6.2信息处理发展回顾 143
8.6.3 VLSI对信号处理的影响 144
8.6.4 VLSI信号处理系统的综合设计 146
本章小结 148
第四篇并行系统的发展 151
第九章Systolic阵列系统 151
9.1 Systolic概念 151
9.2.1 结构模块——细胞元的构造 152
9.2 Systolic阵列结构特点 152
9.2.2 Systolic结构 155
9.2.3 Systolic阵列 162
9.3 Systolic实现的PRIP算法 165
9.3.1矩阵操作 167
9.3.2图像处理算法 172
9.3.3模式识别算法 181
9.4 Systolic系统设计 185
9.4.1设计准则 185
9.4.2细胞元设计 186
9.4.3一种SIMD的Systolic阵列机设计 188
本章小结 194
第十章图像数据库综合系统 195
10.1 图像数据库的研究与开发 195
10.1.1 图像数据库的基本构成 195
10.1.2图像数据库管理 196
10.1.3图像数据库机的研制 199
10.2.1 图像分析与数据库管理综合设计概念 200
10.2图像数据库系统设计 200
10.2.2 Pumps机系统结构 201
10.2.3后端图像数据库管理系统 203
10.2.4 图像处理数据库机（DMIP） 204
10.3综合图像数据库机研究展望 206
本章小结 206
11.1.1锥体结构的特点 207
11.1.2锥体处理元 207
11.1 锥体结构的特点与组成 207
第十一章混合锥体结构 207
11.1.3通讯网络 208
11.1.4二连接与四连接锥体 209
11.2锥体计算机实现 211
11.2.6 EGPA 212
11.2.5 SPHINX 212
11.2.4 HCLM 212
11.2.3 GAM 212
11.2.2 PCLIP 212
11.2.1 PAPIA Ⅰ 212
11.2.7二维锥体计算机 213
11.2.8网格锥体 213
11.2.9 PVM 214
11.2.10基于锥体方法的优化结构 215
11.3典型混合锥体结构 215
11.4机器人视觉锥体结构研究 217
11.4.1 RVS系统 217
11.4.2设计考虑 217
11.4.3锥体结构描述 217
11.4.4系统实现 219
本章小结 219
12.2.1 ANN基本概念 220
12.2 ANN发展概述 220
12.1 引言 220
第十二章神经元网络系统 220
12.2.2 ANN发展过程 222
12.3 ANN学习算法 223
12.3.1 学习算法分类 223
12.3.2几种模式识别应用中的学习模型 224
12.4 ANN结构与实现 230
12.4.1 结构分类 230
12.4.2“激励”函数（Activation Function） 231
12.4.3系统实现 233
12.5 ANN应用实例 235
12.5.1模式分类 235
12.5.2数据压缩 236
12.6一种模糊聚类神经网络系统设计 237
12.6.1 系统设计方法 237
12.6.2模糊聚类学习算法 238
12.6.3并行系统结构 244
12.6.4 Systolic阵列实现 248
本章小结 253
第五篇基于PC的系统及应用 257
第十三章微型机图像处理系统 257
13.1 系统概述 257
13.1.1图像输入设备 257
13.1.2图像输出设备 257
13.1.3微型机配置 258
13.2图像输入接口设计 258
13.2.1设计思想 259
13.2.2硬件系统 262
13.2.3软件实现 263
13.3 图像输入／输出接口开发 264
13.3.1 SDD与SDI概述 265
13.3.2图像输入 265
13.3.3图像输出 267
13.4微型机图像预处理器 272
13.4.1预处理功能 272
13.4.2预处理算法分析 275
13.4.3预处理操作的流水线 278
本章小结 281
第十四章适于流水线处理的纹理分析方法 282
14.1纹理分析概念 282
14.1.1 纹理 282
14.1.2纹理特征 282
14.1.3纹理分析模型 283
14.2三种数字图像纹理分析方法 286
14.2.1灰度与能量共生图像纹理分析方法 287
14.2.2灰度游程长度累加统计纹理分析方法 291
14.2.3 Hadamard变换图像纹理分析方法 292
14.3.1纹理能量模板的变化性质 297
14.3纹理能量模板若干性质的研究 297
14.3.2纹理区域的变化性质 299
本章小结 301
第十五章微型机图像处理系统应用 302
15.1微型机焊接缺欠自动检测系统 302
15.1.1焊缝图像的预处理 302
15.1.2焊接缺欠的识别与分类 303
15.2微型机指纹自动识别系统 308
15.2.1指纹图像的预处理 309
15.2.2指纹的识别与分类 312
15.2.3指纹库的建立与查对 315
15.3遥感图像实时分析系统 318
15.3.1模板纹理特征的图像分类 318
15.3.2适于实时处理的串行流水线结构 320
15.3.3星上遥感图像处理系统模型机 325
本章小结 330
参考文献 331