导语

本书是21世纪高等学校仪器仪表及自动化类专业规划教材，从图像检测与处理技术的整体知识框架出发，让读者对图像检测与处理技术的基本内容、背景以及相关的基础理论有深刻的理解。其中包括图像检测的物理基础、数学基础、硬件组成，图像数字化过程、图像信号的分析、基本的数学工具、经典的算法，图像检测系统的标定和误差分析。通过这样一条主线，让读者在学习基本理论的基础上，能够了解图像检测与处理的全貌，对图像检测(图像信息的采集)、图像处理(信息的加工)以及图像的评定有一个系统的、全面的认识。本书既可作为高等学校仪器仪表、机械工程、光信息科学、信号检测与信息处理、应用数学等相关专业方向的高年级本科生或研究生的教材或参考书，也可作为工程技术人员和研究人员的应用参考用书。

内容提要

本书主要讨论智能图像处理技术，系统介绍智能图像处理技术有代表性的思想、算法与应用，以及跟踪图像处理技术的发展前沿。

全书共分为8章，着重介绍了图像检测与处理的基本理论、基本概念及图像采集的硬件组成，图像检测与处理的数学基础及其预处理，图像变换、图像增强、图像分割，图像的特征分析：图像检测系统的标定和误差分析，图像检测与处理在工程上的应用等。本书章节结构按基本概念、经典理论、结果评定以及工程应用的框架来组织，目的是让读者对图像检测与处理有一个全面的、系统的了解，为进一步深入研究打下坚实的基础。

本书在编写时对于不同的内容，力求处理方法的多样性，侧重算法的经典性，强调对于数学分析作为工具概念的理解，使读者对基础原理有透彻的理解，达到从感性上升到理性的深刻领悟。本书既可作为高等学校仪器仪表、机械工程、光信息科学、信号检测与信息处理、应用数学等相关专业方向的高年级本科生或研究生的教材或参考书，也可作为工程技术人员和研究人员的应用参考用书。

目录

第l章  概述

1.1图像检测与处理的目的、方法和应用领域

1.2图像检测与处理的物理基础

1.2.1光的电磁理论和光度学简介

1.2.2色度学简介

1.2.3人眼视觉模型与视觉心理物理学性质

1.3图像的基本概念

1.3.1图像与数字图像

1.3.2图像的采样与量化

1.3.3数字图像的数学描述

1.3.4直方图

1.4被测信息的成像方式

1.4.1可用于成像的参量

1.4.2信息载体与成像

1.4.3光的性质与成像

1.4.4扫描成像

1.4.5被测物体的速度与成像

1.4.6被测物体的大小与成像

1.5图像检测与处理的主要内容

本章  习题

第2章  图像检测系统硬件组成

2.1成像器件

2.1.1 CCD的工作原理和种类

2.1.2 CMOS的工作原理和像素结构

2.1.3 PSD半导体位置敏感检出器

2.1.4摄像管

2.1.5  自扫描光电二极管阵列

2.2图像采集系统

2.2.1系统的基本组成

2.2.2光源及照明系统

2.2.3光学系统

2.2.4.A／D转换、存储和显示

2.2.5机械扫描装置

2.2.6实际的图像输入设备

2.2.7计算机图像采集系统

2.3实时图像处理系统

2.3.1传统图像处理系统存在的问题

2.3.2图像并行处理的原理和实现方法

2.3.3基于DSP的图像处理系统

2.3.4基于计算机的图像并行处理系统

2.4序列图像的获取

2.4.1多路视频的采集与监控

2.4.2运动物体跟踪拍摄

2.4.3立体成像

2.4.4单摄像机扫描拍摄

2.5特殊成像方式

2.5.1红外或热成像

2.5.2微波成像

2.5.3 工业X射线、γ射线、CS等成像

2.5.4多光谱图像

2.5.5数据可视化技术

本章习题

第3章  图像检测与处理的数学基础

3.1卷积和相关

3.2傅里叶变换

3.2.1一维傅里叶变换

3.2.2二维傅里叶变换

3.2.3离散傅里叶变换

3.2.4快速傅里叶变换

3.3小波变换

3.3.1连续小波变换

3.3.2离散小波变换r

3.3.3小波多尺度分解与重构

3.4灰度级插值与曲线拟合

3.4.1最近邻插值

3.4.2均值插值

3.4.3双线性插值

3.4.4最小二乘法拟合

3.4.5 B样条函数

3.5图像间运算

3.6图像的空间变换

3.6.1位置变换

3.6.2形状变换

3.6.3三维图像的投影变换

本章习题

第4章  图像的预处理

4.1图像噪声的抑制

4.1.1图像平滑

4.1.2.中值滤波

4.1.3边界保持类平滑滤波

4.1.4频域滤波去噪

4.1.5小波滤波去噪

4.2图像增强

4.2.1直方图均衡化

4.2.2对比度线性展宽

4.2.3动态范围调整

4.2.4一阶微分算子

4.2.5二阶微分算子

4.2.6同态滤波图像增强

4.2.7局部增强

4.2.8彩色增强

4.2.9小波变换的增强和边缘检测

4.3校正技术

4.3.1 7校正

4.3.2灰度级校正

4.3.3几何畸变校正

4.3.4彩色校正

本章习题

第5章  图像分割

5.1基于阈值的分割

5.1.1极小值法

5.1.2p-参数法

5.1.3最大类间／类内方差比法一

5.1.4类间最大距离法

5.1.5聚类法

5.1.6局部阈值法

5.1.7最大熵法

5.1.8最佳阈值法

5.1.9迭代法

5.1.10动态阈值法

5.2基于区域的分割

5.2.1  区域生长

5.2.2分裂与合并

5.3彩色图像的分割

5.3.1彩色空间参数的选择

5.3.2多参数直方图法

本章习题

第6章  图像特征与分析

6.1  目标区域的进一步处理

6.1.1腐蚀与膨胀

6.1.2开、闭运算

6.1.3贴标签

6.1.4边界线的提取与链码

6.1.5细线化和骨骼化

6.1.6 Hough变换

6.2特征量

6.2.1计数

6.2.2周长

6.2.3面积

6.2.4质心

6.2.5圆形度

6.2.6矩形度

6.2.7扁度

6.2.8距离

6.2.9凹凸性

6.2.10斜率、曲率

6.2.11傅里叶描述子

6.3纹理统计特征

6.3.1纹理分析的概念和方法

6.3.2灰度共生矩阵法的特征参数

6.3.3灰度-梯度共生矩阵法的

特征参数

本章习题

第7章  图像检测系统的标定和

误差分析

7.1标定

7.1.1基本概念

7.1.2坐标系和数学描述

7.1.3 Tsai’s万能摄像机标定法

7.1.4 Weng’s摄像机标定法

7.1.5坐标测量中的尺寸标定

7.1.6摄像机的标定

7.2影响图像检测精度的主要因素

7.2.1成像系统的几何畸变

7.2.2成像系统的噪声

7.2.3视频图像采集的像素抖动

7.2.4图像处理算法的影响

7.2.5标定误差的影响

7.2.6拼接误差的影响

7.2.7特征量测量的误差

7.3图像检测的评价

本章习题

第8章  工程应用

8.1几何量测量

8.1.1几何尺寸测量

8.1.2粗糙度测量

8.1.3螺纹参数测量

8.1.4齿轮部分参数测量

8.1.5样板尺寸确定

8.2工业质量检测

8.3三维曲面检测

8.4 PIV技术

8.5坐标测量与图像检测的结合

8.6颗粒度参数检测和计算

8.7气象中的应用

参考文献