数字视觉视频技术 - 中国高校教材图书网
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书名： |
数字视觉视频技术
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| ISBN： | 7-5606-1602-X |
条码： | |
| 作者： |
李玉山
相关图书
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装订： | 平装 |
| 印次： | 1-1 |
开本： | 16开 |
| 定价： |
￥26.00
折扣价：￥24.70
折扣：0.95
节省了1.3元
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字数： |
447千字
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| 出版社： |
西安电子科技大学出版社 |
页数： |
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| 发行编号： | 1894001 |
每包册数： |
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| 出版日期： |
2006-01-01 |
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| 内容简介： |
本书讨论了数字视觉视频处理技术，主要内容包括数字视觉低层图像预处理技术与门类多元的中层及应用层视觉技术。其中，运动视觉技术，包括运动检测与分割、运动测量与分析、运动识别与跟踪、自主导航等是本书研讨的重点。其他内容有： 成像模型，几何标定与不变量，测距与立体视觉技术，物体的二维和三维形状表征、纹理与彩色处理，建模与识别技术等。
此外，本书还介绍了数字图像压缩以及与视觉处理相通的视频处理共性技术等。本书借鉴了国内外涉及视觉和视频两个交迭领域的最新资料和相关研究成果。尽量突出物理概念，简化数学推导，导论性介绍研究思路，其目的是使研究人员尽快熟悉研究领域的前沿。
本书可以作为信息与通信工程、电子科学与技术、计算机科学与技术、控制科学与工程等学科研究生及高年级本科生学习数字视觉视频技术的教材，也可作为工程技术人员的参考书。
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| 作者简介： |
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| 章节目录： |
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
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 教学计划与阅读参考 13
0.4.1 主要外文参考书 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
3.4.3 哈夫变换的实现 96
3.4.4 哈夫变换的推广 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
第 4 章 摄像机标定与几何不变量 113
4.1 引言 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 光流解析 146
5.3.1 光流释义 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
5.5.5 求解过程总结 157
5.6 平面运动的测量与跟踪 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
6.1.2 距离图像处理 172
6.2 双目视觉 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 彩色研究与处理 196
7.3.1 彩色成像及不变性 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 基于标准接口的视频视觉系统 276
10.3.1 商用视频系统 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 视觉视频教材述评 285
10.5.1 数字图像处理 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
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| 精彩片段： |
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| 书 评： |
数字视觉视频技术是机器处理视频信息的主要方面，是一个一直处于动态变化中的学科领域。这一学科的内涵和外延尚未定型，技术走向也在形成和逐渐明朗之中。但是，它的应用前景非常诱人。专门从事高科技市场咨询的美国Frost & Sullivan公司部门经理S.Ramachandran预测，工业界机器视觉的市场将从2005年起迅速成长，其规模将会从2002年的12亿美元猛增到2009年的26.2亿美元。此外，还有多种从不同角度对这一领域市场变化的预测。显然，在充满活力和日趋明朗的发展势头中，北美、西欧和日本等发达国家则占有较大的先机。编写本书的意图是尽量阐明数字视觉视频的技术范围和要点，希望这对国内从事本学科的科学研究和技术开发人员都能有所裨益。作为一本教材，本书的定位是面向工科研究生和科研人员的技术基础性导论读本，编写难度和压力都比较大。作者在努力理清视觉技术脉络的前提下，更关注内容的基础性、深度、广度和时效性。作为前沿性的学科研究，理所当然地应该涵盖在知识创新方面的最新进展。但是，最难处理的问题在于内容的取舍。面对浩瀚的新文献，必须区分哪些将会是具有划时代意义的基础性技术节点，哪些是应用型的技术分支。为了凸现研究成果的实际工程物理含义，书中把许多理论推导和公式演都加以淡化处理。笔者恪守抛砖引玉之旨，诚存取长补短之心，冀收切磋砥砺之效，此外并无太高的奢望。我们力争本书出版后能有较长的生命周期，其中包括适时进行必要的修订更新工作。毫无疑问，创新是推动学科发展的原动力。课堂讲授的目的应以培养本领域的创新思维为主。本书在讲述技术上比较成熟的内容时，尽量突出介绍研究人员最初的原创性精华和探索思路。同时，为后面预留了一定的讲座研讨题才，便于开放式地交流数字视觉和数字视频技术两个相互交迭领域的新成果，以期本课程成为一个“百家争鸣，启蒙启迪”的学术前沿舞台，吸纳不断推陈出新的研究动态新思想。
本书在原西安电子科技大学研究生教材的基础上进行了充实和删减。以西电的研究生教学实践为例，安排的课程总时数为46学时，包括最后一章较长的课堂研讨时段。学时的分配情况如下(供参考)： 数字视觉视频技术引论（4学时）；第1章 生物视觉与人工成像（4学时）；第2章 低层视觉图像预处理（6学时）；第3章 图像分割与中层视觉处理（4学时）；第4章 摄像机标定与几何不变量（2学时）；第5章 运动视觉（6学时）；第6章 测距与立体视觉（2学时）；第7章 纹理与彩色处理（2学时）；第8章 形状分析与模型描述（4学时）；第9章 数字视频处理与编码（4学时）；第10章 数字视觉视频技术进展（8学时）。
本书的出版获得了国家自然科学基金(No.60172004)和教育部博士点基金(No.20020701003、 20050701002)及西安电子科技大学研究生精品教材系列项目的资助，也得到了西安电子科技大学出版社、教务处、研究生院、中国科学院西安光学精密机械研究所研究生部的大力协助。参加本书编写以及为写作提供帮助的教师和博士生有初秀琴、杨莉、刘洋、张大朴、李春明、张弘、侯彦宾、占志海、邱家涛、董巧玲等。此外，美国IEEE Fellow杨再元(T.Y.Young)教授、刘文泰(Wentai Liu)教授和英国Teesside大学的许东来(Donglai Xu)教授对本书的写作也给予了热情的指导，在此一并表示真诚的感谢！ 书中难免有不妥之处，殷切希望得到国内外同行和读者的批评指正。
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