第0章 数字视觉视频技术引论 1
0.1 视觉视频研究概述 1
目录 1
0.1.1 数字视觉的内涵与外延 2
0.1.2 视觉技术研究回顾 5
0.1.3 D.Marr与视觉计算理论 6
0.1.4 黑白与彩色图像 7
0.1.5 数字视频技术 7
0.2 视觉系统与处理技术 8
0.2.1 数字视觉系统基本组成 8
0.2.2 视觉处理及系统设计技术 8
0.2.3 视觉基础理论和工程背景 9
0.3 视觉研究应用及展望 11
0.3.1 主要应用领域 11
0.3.2 研究现状与前景 12
0.4.1 主要外文参考书 13
0.4 教学计划与阅读参考 13
0.4.2 教材章节与课堂学时安排 14
0.4.3 考评方式与内容 14
0.4.4 参考阅读范围 15
第1章 生物视觉与人工成像 17
1.1 生物视觉机理 17
1.1.1 视觉心理生理学 17
1.1.2 生物成像及预处理模型 22
1.1.3 格式塔原则 24
1.1.4 视感知的一般理论 26
1.1.5 实验视觉心理学研究途径 27
1.2 人工光学成像与基本模型 27
1.2.1 人工光学成像 28
1.2.2 几何模型 29
1.2.3 辐射与照度模型 31
1.2.4 线性系统模型 35
1.3 成像噪声 37
1.3.1 CCD成像过程 37
1.3.2 成像噪声来源 38
1.3.3 成像噪声模型 40
第2章 低层视觉图像预处理 41
2.1 引言 41
2.1.1 滤波分类 41
2.1.2 滤波操作的对象 41
2.1.3 滤波的目的 42
2.1.4 边缘检测预处理 42
2.2 图像空间域过滤 43
2.2.1 模板匹配 43
2.2.2 直方图变换 44
2.2.3 中值滤波 49
2.2.4 局域加权求和 51
2.2.5 微分锐化 53
2.3 图像空频域滤波 54
2.3.1 高通滤波 55
2.3.2 低通滤波 56
2.3.3 同态滤波 57
2.3.4 其他滤波简介 59
2.4 边缘检测与估计 60
2.4.1 边缘模型与检测准则 61
2.4.2 梯度与方向导数——空间导数法之一 63
2.4.3 拉普拉斯算子——空间导数法之二 66
2.4.4 LOG算子 66
2.4.5 DOE算子 70
2.4.6 模板匹配法 73
2.4.7 曲面拟合法 74
2.4.8 非参数统计分类法 75
2.4.9 一维边缘检测的假设检验 76
2.4.10 子像素精度边缘估计 77
第3章 图像分割与中层视觉处理 79
3.1 概述 79
3.2 基于边界的分割 81
3.2.1 Roberts边缘合成边界法 81
3.2.2 边缘—边界的松弛算法 82
3.2.3 动态规划边界生成 84
3.3 基于区域的分割 87
3.3.1 区域合并 87
3.3.2 区域分裂 88
3.3.3 分裂与合并 92
3.3.4 区域生成的松弛算法 92
3.4 哈夫变换 94
3.4.1 检测直线的参数空间聚类技术 94
3.4.2 实用型哈夫变换 95
3.4.4 哈夫变换的推广 96
3.4.3 哈夫变换的实现 96
3.4.5 哈夫变换直线检测实例 97
3.4.6 哈夫变换的利弊 98
3.5 角点检测 99
3.5.1 角点检测算法分类 99
3.5.2 SUSAN/MIC算法 100
3.5.3 筛选检测算法RSUSAN 101
3.5.4 RSUSAN中的滤波预处理 102
3.6 图像形态处理技术 104
3.6.1 集合的基本概念 105
3.6.2 腐蚀和膨胀 106
3.6.3 开启和闭合 107
3.6.4 结构元基本类型 108
3.6.5 击中击不中变换 108
3.6.6 二值形态处理应用 109
3.6.7 灰度图像的形态处理 111
4.1 引言 113
第4章 摄像机标定与几何不变量 113
4.2 坐标系与齐次坐标 114
4.2.1 笛卡尔坐标系 114
4.2.2 仿射坐标系 115
4.2.3 齐次坐标表示 115
4.3 几何变换与成像几何 117
4.3.1 射影变换、仿射变换、刚性变换 117
4.3.2 透视、仿射及正射投影模型 120
4.4 三维运动与坐标系的齐次变换 123
4.4.1 简单物体运动与坐标变换 123
4.4.2 三维运动的线性变换形式 124
4.4.3 三维坐标系变换的一般形式 127
4.4.4 运动变换与坐标变换的合成 128
4.5 摄像机标定 128
4.5.1 多种坐标系 129
4.5.2 外参数标定举例 129
4.5.3 摄像机内参数标定 131
4.6 投影变换不变量 133
4.6.1 几何不变量 133
4.6.2 共线点的交比 134
4.6.3 交比的“铅笔”形式 136
4.6.4 不变量的讨论 137
第5章 运动视觉 139
5.1 引言 139
5.1.1 运动视觉的定义 139
5.1.2 研究内容 140
5.1.3 回顾、现状与展望 141
5.2 三维运动的点对应法求解 141
5.2.1 运动表征和坐标系选取 141
5.2.2 非线性求解算法 143
5.2.3 线性算法 144
5.2.4 共面点情况 145
5.3.1 光流释义 146
5.3 光流解析 146
5.3.2 线性约束方程 147
5.3.3 光流求解之一 148
5.3.4 光流求解之二 149
5.3.5 光流求解讨论 149
5.4 基于光流的行车临近分析 151
5.4.1 光流图解 151
5.4.2 基于散焦点预测前行擦撞 151
5.4.3 临近物体的及时坐标分析 152
5.5 基于光流的刚性运动求解 153
5.5.1 引理——刚体的距离守恒性 153
5.5.2 刚性运动定理 154
5.5.3 刚体上点间的运动方程 155
5.5.4 刚性全局运动速度 156
5.6 平面运动的测量与跟踪 157
5.5.5 求解过程总结 157
5.6.1 算法分析说明 158
5.6.2 跟踪的实现 160
5.7 Snake模型和Greedy算法 161
5.7.1 Snake模型的概念 161
5.7.2 能量函数的定义 161
5.7.3 动态规划及Greedy算法 162
5.8 运动物体外轮廓紧贴逼近 164
5.8.1 引言 164
5.8.2 运动区域和初始轮廓生成 164
5.8.3 多运动物体动态轮廓逼近 166
5.9 非刚性运动分析 167
第6章 测距与立体视觉 169
6.1 测距及距离图像 169
6.1.1 测距 169
6.2 双目视觉 172
6.1.2 距离图像处理 172
6.2.1 立体图像几何 174
6.2.2 对极线方程与本征矩阵 178
6.2.3 特征匹配 179
6.2.4 相关问题 181
第7章 纹理与彩色处理 183
7.1 纹理分析与处理 183
7.1.1 引言 183
7.1.2 空间灰度级相依矩阵 185
7.1.3 空间灰度线段长矩阵 188
7.1.4 纹理度量中的其他测度 189
7.1.5 纹理分割 191
7.2 彩色知觉与彩色基 191
7.2.1 彩色知觉与物理三基色 192
7.2.2 计算三基色及色度图 193
7.2.3 彩色基及其转换 194
7.3.1 彩色成像及不变性 196
7.3 彩色研究与处理 196
7.3.2 彩色直方图及其变换 197
7.3.3 彩色图像的低层和中层处理 197
7.3.4 假彩色与伪彩色 200
第8章 形状分析与模型描述 201
8.1 三维形状方向求解 201
8.1.1 由图像影调求解方向 202
8.1.2 由场景几何约束求解方向 206
8.2 线画标记与斜度定理 208
8.2.1 标记线画 208
8.2.2 斜度定理及应用 213
8.3 形状结构建模 216
8.3.1 形状结构与拓扑结构 216
8.3.2 形状模型 217
8.4 二维形状设计与描述 218
8.4.1 B-样条曲线绘制与拟合 218
8.4.2 傅立叶描述子 222
8.4.3 二维全局性描述 223
8.5 三维形状设计与建模 226
8.5.1 三维曲线 226
8.5.2 三维曲面 227
8.5.3 广义圆柱体 229
8.5.4 三维全局性描述 230
第9章 数字视频处理与编码 232
9.1 视频概述 232
9.1.1 视频技术 232
9.1.2 压缩标准列表 233
9.2 图像压缩编码技术 235
9.2.1 图像压缩编码系统的组成 235
9.2.2 编码中信息的度量——熵 236
9.2.3 符号编码 237
9.2.4 量化技术与有损编码 239
9.2.5 基于DCT的编码技术 242
9.2.6 预测映射与编码 244
9.3 静止图像压缩编码 245
9.3.1 图像帧格式 245
9.3.2 静止图像压缩标准（JPEG） 246
9.3.3 静止图像编码标准（JPEG2000） 248
9.3.4 JPEG ASIC硬件实现 250
9.4 运动图像压缩编码 251
9.4.1 帧间压缩 251
9.4.2 视频编码中的运动补偿 252
9.4.3 H.261 253
9.4.4 MPEG-1 254
9.4.5 MPEG-2(H.262) 255
9.4.6 MPEG-4(H.264) 256
9.4.7 MPEG-7及MPEG-21 258
9.5 基于内容的图像检索 259
9.5.1 CBIR研究提要 259
9.5.2 整幅图的外观表征 260
9.5.3 图像的局部语义 261
第10章 数字视觉视频技术进展 262
10.1 视觉原理再探索 262
10.1.1 视觉研究的着力点 262
10.1.2 视觉处理的技术目标 263
10.1.3 场景恢复／描述的研究回顾 264
10.1.4 主动视觉和针对性视觉 266
10.1.5 小结与展望 268
10.2 成像芯片与并行处理技术 268
10.2.1 数字视频成像芯片 268
10.2.2 并行处理技术 270
10.2.3 SIMD/Systolic架构 272
10.2.4 数据通路 274
10.2.5 视觉视频处理ASIC/SOC设计 275
10.3.1 商用视频系统 276
10.3 基于标准接日的视频视觉系统 276
10.3.2 基于PCI的视频视觉系统 277
10.3.3 基于USB标准的视频视觉系统 278
10.3.4 基于IEEE 1394标准的视频视觉系统 280
10.4 视觉处理的实用化和实时性 283
10.4.1 实用化研究平台 283
10.4.2 实现实时性的难点与途径 284
10.5.1 数字图像处理 285
10.5 视觉视频教材述评 285
10.5.2 计算机视觉 286
10.5.3 机器视觉 287
10.5.4 数字视频处理 288
参考文献 290
一、中文专著 290
二、中文相关论文 291
三、英文专著 292
四、英文相关论文 294