每門學(xué)科都有其特定的一系列概念和術(shù)語(yǔ)。圖像工程百科叢書參照近30年以來(lái)的“中國(guó)圖像工程”綜述系列所統(tǒng)計(jì)的圖像工程發(fā)展情況,分門別類地、全面地介紹圖像工程相關(guān)領(lǐng)域的名詞和術(shù)語(yǔ)。 本書介紹圖像工程中圖像處理的相關(guān)概念和術(shù)語(yǔ),共有8章和2個(gè)附錄。前兩章為緒論,其中第1章介紹圖像,第2章介紹圖像工程;后6章圍繞圖像處理六大研究方向展開,其中第3章介紹圖像采集獲取,第4章介紹圖像投影重建,第5章介紹圖像增強(qiáng)和恢復(fù),第6章介紹圖像壓縮編碼,第7章介紹圖像信息安全,第8章介紹圖像多分辨率處理;最后是兩個(gè)參考附錄,其中附錄A介紹圖像工程技術(shù)應(yīng)用,附錄B介紹相關(guān)基礎(chǔ)和工具。
1989年獲比利時(shí)列日大學(xué)應(yīng)用科學(xué)博士學(xué)位。1989 — 1993年先后在荷蘭德?tīng)柗蛱卮髮W(xué)從事博士后研究并擔(dān)任專職研究員。1993年到清華大學(xué)任教,1997年被聘為教授,1998年被聘為博士生導(dǎo)師,2014年成為教學(xué)科研系列長(zhǎng)聘教授。2003年學(xué)術(shù)休假一年,期間同時(shí)被聘為新加坡南洋理工大學(xué)訪問(wèn)教授。在清華大學(xué),先后開出并講授過(guò)10多門本科生和研究生課程,包括“圖象處理”“圖象分析”“圖象理解”“基于內(nèi)容的視覺(jué)信息檢索”等。在南洋理工大學(xué),開出并講授過(guò)研究生課程Advanced Image Analysis。已編寫出版了中英文教材30多本(共印刷30多萬(wàn)冊(cè))。已在國(guó)內(nèi)外發(fā)表了30多篇教學(xué)研究論文。主要科研領(lǐng)域?yàn)槠浞e極倡導(dǎo)的圖像工程(圖像處理、圖像分析、圖像理解及其技術(shù)應(yīng)用)和相關(guān)學(xué)科。已在國(guó)內(nèi)外發(fā)表500多篇圖像工程研究論文;出版了專著《圖象分割》《基于內(nèi)容的視覺(jué)信息檢索》《基于子空間的人臉識(shí)別》;編著了《英漢圖像工程辭典》(第1版、第2版和第3版)及《圖像工程技術(shù)選編》《圖像工程技術(shù)選編(二)》;將Computational Geometry, Topology and Physics of Digital Images with Applications (Springer-Verlag, Germany)翻譯為中文;主持編著了Advances in Image and Video Segmentation和Semantic-Based Visual Information Retrieval (IRM Press, USA),以及Advances in Face Image Analysis: Techniques and Technologies (IGI Global, USA);編著了Handbook of Image Engineering (Springer Nature, Singapore),以及A Selection of Image Processing Techniques, A Selection of Image Analysis Techniques, A Selection of Image Understanding Techniques (CRC Press, USA),F(xiàn)為中國(guó)圖象圖形學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)士和名譽(yù)監(jiān)事長(zhǎng)、國(guó)際光學(xué)工程學(xué)會(huì)(SPIE)會(huì)士(因在圖像工程方面的成就);曾任第二十四屆國(guó)際圖象處理學(xué)術(shù)會(huì)議(ICIP‘2017)程序委員會(huì)主席。
1 第1章 圖像 1
1.1 圖像基礎(chǔ) 1
1.1.1 圖像基本術(shù)語(yǔ) 1
1.1.2 像素灰度和坐標(biāo) 3
1.1.3 像素間空間關(guān)系 4
1.2 圖像顯示和圖像輸出 7
1.2.1 圖像顯示及顯示設(shè)備 7
1.2.2 圖像打印及技術(shù) 10
1.3 圖像存儲(chǔ)和圖像傳輸 12
1.3.1 圖像存儲(chǔ) 12
1.3.2 圖像傳輸 13
1.3.3 圖像文件和格式 14
1.4 圖像分類 16
1.4.1 各種類別的圖像 16
1.4.2 各種來(lái)源的圖像 18
1.4.3 各種波長(zhǎng)的圖像 20
1.4.4 各種屬性的圖像 22
1.4.5 各種功能的圖像 25
1.5 視頻和視頻技術(shù) 27
1.5.1 視頻基礎(chǔ) 27
1.5.2 模擬視頻和數(shù)字視頻 29
1.5.3 視頻格式和類型 30
1.5.4 掃描和顯示 32
1.5.5 視頻處理技術(shù) 34
2 第2章 圖像工程 36
2.1 圖像工程學(xué)科 36
2.1.1 圖像工程 36
2.1.2 圖像處理 36
2.1.3 圖像分析 37
2.1.4 圖像理解 38
2.1.5 圖像工程文獻(xiàn) 38
2.2 相近學(xué)科 43
2.2.1 計(jì)算機(jī)視覺(jué) 43
2.2.2 機(jī)器視覺(jué) 45
2.2.3 計(jì)算機(jī)圖形學(xué) 45
2.2.4 基于圖像的繪制 46
2.2.5 體視學(xué) 48
2.3 相關(guān)學(xué)科 49
2.3.1 信息論 49
2.3.2 心理物理學(xué) 49
2.3.3 虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) 51
2.3.4 測(cè)繪與制圖 51
2.3.5 地形學(xué) 52
2.3.6 分形學(xué) 53
2.3.7 拓?fù)鋵W(xué) 54
2.3.8 逆向工程 55
3 第3章 圖像采集獲取 57
3.1 傳感器 57
3.1.1 傳感器特性 57
3.1.2 傳感器功能 58
3.1.3 傳感器類型 59
3.1.4 傳感器模型 62
3.2 攝像機(jī) 63
3.2.1 攝像機(jī)基礎(chǔ) 63
3.2.2 攝像機(jī)種類 65
3.2.3 各種功能的攝像機(jī) 67
3.2.4 相機(jī)快門 68
3.2.5 攝像機(jī)參數(shù) 69
3.2.6 攝像機(jī)運(yùn)動(dòng) 71
3.3 攝像機(jī)標(biāo)定 73
3.3.1 攝像機(jī)標(biāo)定原理 73
3.3.2 攝像機(jī)標(biāo)定方法 75
3.4 鏡頭 77
3.4.1 鏡頭特性 77
3.4.2 焦距和聚焦 79
3.4.3 光圈和孔徑 80
3.4.4 鏡頭類別 82
3.4.5 鏡頭失真和像差 86
3.5 其他成像設(shè)備和器件 90
3.5.1 掃描儀 90
3.5.2 攝像管 91
3.5.3 顯微鏡 91
3.5.4 雷達(dá) 93
3.5.5 濾光器和濾色器 94
3.5.6 更多器件 96
3.6 圖像數(shù)字化 97
3.6.1 數(shù)字圖像 97
3.6.2 采樣 99
3.6.3 采樣定理 101
3.6.4 數(shù)字化方案 103
4 第4章 圖像投影重建 107
4.1 投影成像 107
4.1.1 計(jì)算機(jī)層析成像 107
4.1.2 透射層析成像 107
4.1.3 發(fā)射層析成像 110
4.1.4 反射層析成像 111
4.1.5 光學(xué)計(jì)算層析成像 111
4.1.6 電阻抗層析成像 112
4.1.7 磁共振成像 112
4.2 投影重建 113
4.2.1 投影重建原理 113
4.2.2 傅里葉反變換重建 113
4.2.3 反投影重建 115
4.2.4 級(jí)數(shù)展開重建 116
4.2.5 綜合重建 118
5 第5章 圖像增強(qiáng)和恢復(fù) 120
5.1 圖像變換 120
5.1.1 圖像變換概況 120
5.1.2 沃爾什和哈達(dá)瑪變換 122
5.1.3 傅里葉變換 124
5.1.4 傅里葉變換特性和定理 126
5.1.5 離散余弦變換和離散正弦變換 131
5.1.6 小波變換 133
5.1.7 坐標(biāo)變換 138
5.2 圖像增強(qiáng) 146
5.2.1 圖像增強(qiáng)概況 147
5.2.2 空域?yàn)V波增強(qiáng) 150
5.2.3 線性濾波 153
5.2.4 非線性濾波 156
5.2.5 特殊濾波器 161
5.2.6 頻域?yàn)V波增強(qiáng) 164
5.2.7 圖像間運(yùn)算 172
5.2.8 圖像灰度映射 176
5.2.9 直方圖變換 179
5.2.10 模板操作和算子 184
5.3 彩色圖像增強(qiáng) 189
5.3.1 彩色增強(qiáng)處理 189
5.3.2 偽彩色增強(qiáng) 192
5.3.3 真彩色增強(qiáng) 195
5.4 圖像恢復(fù) 199
5.4.1 圖像恢復(fù)模型 199
5.4.2 圖像退化和失真 204
5.4.3 圖像噪聲 207
5.4.4 圖像去噪 214
5.4.5 圖像濾波恢復(fù) 215
5.4.6 幾何失真及校正 218
5.4.7 霧霾消除 221
5.4.8 圖像修補(bǔ) 224
5.5 視頻增強(qiáng)和恢復(fù) 226
6 第6章 圖像壓縮編碼 229
6.1 圖像編解碼基礎(chǔ) 229
6.1.1 圖像編解碼 229
6.1.2 圖像編解碼原理 231
6.1.3 圖像編解碼方法 233
6.2 編碼定理和特性 235
6.2.1 編碼定理 235
6.2.2 編碼分類和特性 236
6.3 熵編碼/變長(zhǎng)編碼 237
6.3.1 熵編碼原理 237
6.3.2 變長(zhǎng)編碼 237
6.4 預(yù)測(cè)編碼 239
6.4.1 無(wú)損預(yù)測(cè)編碼 240
6.4.2 有損預(yù)測(cè)編碼 241
6.5 變換編碼及系統(tǒng) 243
6.6 更多編碼方法 245
6.6.1 位面編碼 245
6.6.2 考慮波形的編碼 246
6.6.3 考慮內(nèi)容的編碼 249
6.7 視頻編碼 251
6.7.1 視頻編碼器 251
6.7.2 運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè) 251
6.8 圖像質(zhì)量及其指標(biāo) 256
6.8.1 圖像質(zhì)量 256
6.8.2 質(zhì)量指標(biāo) 257
6.9 編碼國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 258
6.9.1 圖像編碼國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 258
6.9.2 視頻編碼國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 260
7 第7章 圖像信息安全 264
7.1 圖像認(rèn)證和取證 264
7.2 水印基礎(chǔ) 265
7.2.1 水印 265
7.2.2 水印嵌入和檢測(cè) 266
7.2.3 水印特性 268
7.3 數(shù)字水印技術(shù) 270
7.4 水印安全 273
7.4.1 水印安全性 273
7.4.2 水印攻擊 274
7.5 圖像隱藏 275
8 第8章 圖像多分辨率處理 279
8.1 多分辨率 279
8.2 多尺度空間 280
8.3 圖像金字塔 283
8.4 超分辨率 286
A 附錄A 圖像工程技術(shù)應(yīng)用 288
A.1 電視、視頻及傳輸 288
A.1.1 電視 288
A.1.2 視頻及傳輸 290
A.2 文檔和文本 292
A.3 生物和醫(yī)學(xué) 293
A.4 遙感和測(cè)繪 295
A.5 其他應(yīng)用領(lǐng)域 296
A.5.1 視頻監(jiān)控 296
A.5.2 其他多種應(yīng)用 298
B 附錄B 相關(guān)基礎(chǔ)和工具 301
B.1 隨機(jī)場(chǎng) 301
B.1.1 隨機(jī)過(guò)程 301
B.1.2 隨機(jī)場(chǎng)模型 304
B.2 貝葉斯統(tǒng)計(jì)學(xué) 308
B.3 圖論 313
B.4 壓縮感知 317
B.5 人工智能和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 319
B.6 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué) 323
B.7 雜項(xiàng) 327
B 詞頭索引 335