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1、数字图像采集与处理数字图像采集与处理1数字图像采集与处理数字图像采集与处理 刘文耀刘文耀刘文耀刘文耀 主编主编主编主编 -电子工业出版社电子工业出版社电子工业出版社电子工业出版社普通高等教育普通高等教育普通高等教育普通高等教育11.511.5国家规划教材国家规划教材国家规划教材国家规划教材 初版日期：初版日期：初版日期：初版日期：20072007教 材2目录第第1章图像生成与采集基础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.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
2、视觉现象1.3.3视觉模型第第2章光度学与色度学基础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.
3、5.3均匀颜色空间及色差公式3第第3章成像系统章成像系统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其他数字成像方法第第4章数字图像的采集章数字图像的采集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
4、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数字图像的保存第第5章图像的数学表征章图像的数学表征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
5、.6.2图像的向量表示5.6.3向量空间中的随机图像场4第第6章图像正交变换章图像正交变换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6.2.4FFT6.3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变换第第7章数字图像增强章数字图像增强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
6、.1基于灰度调色板7.4.2基于灰度变换7.4.3基于频率滤波7.4.4基于区域分割5第第8章图像复原章图像复原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第第9章图像压缩编码章图像压缩编码9.1图像压缩的基本概念9.1.
7、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
8、像压缩标准9.6.3运动图像压缩标准6第第10章章 图像分割与描述图像分割与描述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纹理描述第第11章章 彩色图像处理基础彩色图像处理基础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1
9、1.4.2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参考文献参考文献7DIGITAL IMAGE PROCESSING-KENNETHR.CASTLEMAN清华大学出版社.PRENTICEHALL数字图像处理数字图像处理 -阮秋琦电子工业出版社参考书目参考书目8数字图像处理数字图像处理数字图像处理数字图像处理(II)(II) 冈萨雷斯冈萨雷斯冈萨雷斯冈萨雷斯-电子工业出版社电子工业出版社电子工业出版社电子工业出版社数字图数字图像处理学像处理学 Visual C+Visual C+Visual C+Visual C+实现实
10、现实现实现 郎锐郎锐郎锐郎锐-北京希望电子出版社北京希望电子出版社北京希望电子出版社北京希望电子出版社Visual C+ Visual C+ 数字图数字图像模式识别技术像模式识别技术及工程实践及工程实践 张宏林张宏林张宏林张宏林 - -人民邮电出版社人民邮电出版社人民邮电出版社人民邮电出版社参考书目参考书目9罗三定控制工程系民主楼319电话 E-mail(公务、学术)Gtalk (实时解答)1011一一 导论导论INTRODUCTION图像是什么图像是什么如何描述图像如何描述图像图像如何分类图像如何分类简单图像处理系统的构成简单图像处理系统的构成12什么是图像？什么是图像？通俗：图像就是图片！
11、照片照片 图案图案 图形图形 曲线曲线. 13什么是图像？什么是图像？主观：主观：图像是感受视觉器官对外部事物刺激的感受14什么是图像？信息学：图像是视觉信息 反映客观视觉信息反映客观视觉信息15什么是图像？抽象化：图像是场图像是数据分布场图像是数据分布场35465277364345644612345464764651048886567710011490864242140122998416什么是图像？“你好啊你好啊”学术艺术呈现：图像是数据可视化结果学术艺术呈现：图像是数据可视化结果35465277364345644612345464764651048886567710011490864242
12、14012299840，25，125，33，-22，-88，7717图像描述公式描述I=A+Bsin(x+ 0.5y+a)矩阵F=F(x,y)矢量P=a1,a2,anForx=0To100Fory=0To100v=128+100*Sin(x/4+y/2+1.2)PSet(x,y),RGB(v,v,v)NextNext18图像类型模拟图像F=F(x,y)数字图像F(i,j)=F(i*dx,j*dy)19离散图像空间上网格化像素（pixle）亮度上数字量化0-2n-120图像类型彩色图像redgreenblueF=Fr(x,y);Fg(x,y);Fb(x,y)黑白图像F=F(x,y)21图像类型二
13、值图像F=F(x,y)=灰度图像F=F(x,y)0-2n-10122立体视图像右眼图像右眼图像FR(x,y)左眼图像左眼图像FL(x,y)23立体视图像右眼图像右眼图像左眼图像左眼图像243D立体图像F=F(x,y,z)对应2D图像的像素（pixel）3D图像的像素为体素(voxel)252627动图像F=F(x,y,t)时变图像：电影movie电视television计算机动画computeranimation28频谱图像F=F(w, u)空间域到频率域变换29数字图像处理研究内容数字图像处理研究内容图像采集图像数字化图像增强图像变换图像恢复重建图像压缩图像存贮图像传输图像分析图像识别结合图
14、像处理、机器视觉典型应用实例展开讨论30数字图像处理系统数字图像处理系统31Image Processing System32VisionBasedControlSystem33Input DevicesDigitalCamerafeature resolution,digital / optical zoom.33M1.0M3.3M8.0M640x4801024x9601920x1080.memory size 2G4G32G34Input DevicesVideo Camerafeature resolution,digital / optical zoom.35M720*576(PAL)高清电视1920*1080DV(minDV)1394Capture Card35Input DevicesScannerDPIdotsperinchOptical400-600Mechanical400-600Software1200-480036Output Devices显示器/monitor打印机数字电影放映机37Software of image processingPaint38Software of image processingAdobePhotoshop39
