【现货速发】图像工程(中册):图像分析(第4版)

全套书第4版前言

这是《图像工程》第4版，全套书仍分3册，分别为《图像工程（上册）——图像处理》《图像工程（中册）——图像分析》和《图像工程（下册）——图像理解》。它们全面介绍图像工程的基础概念、基本原理、典型方法、实用技术以及国际上相关内容研究的新成果。

         《图像工程》第3版也分3册，名称相同。上、中、下册均在2012年出版，而2013年出版了《图像工程》第3版的3册合订本。第3版至今已重印13次，总计约3万多册。

         《图像工程》第2版也分3册，名称相同。上、中、下册分别在2006年、2005年和2007年出版，2007年还出版了《图像工程》第2版的3册合订本。第2版共重印18次，总计近7万册。

         《图像工程》第1版也分3册，名称分别为《图像工程（上册）——图像处理和分析》《图像工程（下册）——图像理解和计算机视觉》和《图像工程（附册）——教学参考及习题解答》。这三册分别在1999年、2000年和2002年出版。第1版共重印27次，总计约11万册。

         《图像工程》的多次重印表明作者一直倡导的，为了对各种图像技术进行综合研究、集成应用而建立的整体框架——图像工程——作为一门系统地研究各种图像理论、技术和应用的新的交叉学科得到了广泛的认可，也在教学中得到大量使用。同时，随着研究的深入和技术的发展，编写新版的工作也逐渐提到议事日程上来。

         第4版的编写开始于2016年，是年暑假静心构思了全套书的整体框架。其后，根据框架陆续收集了一些的相关书籍和文献（包括印刷版和电子版），并仔细进行了阅读和做了笔记。这为新版的编写打下了一个坚实的基础。期间，还结合以往课堂教学和学生反馈，对一些具体内容（包括习题）进行了整理和调整。第4版内容具有一定的深度和广度，希望读者通过本套书的学习，能够独立地和全面地了解该领域的基本理论、技术、应用和发展。

         第4版在编写的方针上，仍如前3版那样力求具有理论性、实用性、系统性、实时性； 在内容叙述上，力求理论概念严谨，论证简明扼要。在内容方面，第4版基本保留了第3版中有代表性的经典内容，同时考虑到图像技术的飞速发展，还认真选取了近年的一些研究成果和得到广泛使用的典型技术进行充实。这些新内容既参考了许多有关文献，也结合了作者的一些研究工作和成果以及这些年来的教学教案。除每册书均增加了一章全新内容外，还各增加了多个节和小节，特别还增加了许多例题，其中有些是介绍一些新的选学内容，有些则从其他的角度来补充解释已有的概念和方法。这些例题可根据课时安排、学生基础等选择使用，比较灵活。总体来说，第4版的内容覆盖面更广，介绍更全面细致，整体篇幅比第3版有约20%的增加。

         第4版在具体结构和章节安排方面仍然保留了上一版的特点：

         ，各册书均从第2章就开始介绍正式内容，更快进入主题。先修或预备内容分别安排在需要先修部分的同一章前部，从教学角度来说，更加实用，也突出了主线内容。

         第二，除第1章绪论外，各册书的正式内容仍都结合成4个主题相关的单元（并画在封面上），每个单元都有具体说明，帮助选择学习。全书有较强的系统性和结构性，也有利于复习考核。

         第四，各册书后均仍有主题索引（并给出了英文），这样既方便在书中查找有关内容，又方便在网上查找有关文献和解释。

第4版还增加了一项新的举措。书中的彩色图片印刷后均为黑白的，但可以通过手机扫描图片旁的二维码，调出存放在出版社网站上的对应彩色图片，获得更多的信息和更好的观察效

从1996年开始编写《图像工程》第1版以来至今已20多年。期间，作者与许多读者（包括教师、学生、自学者等）有过各种形式的讨论和交流，除了与一些同行面谈外，许多人打来电话或发来电子邮件。这些讨论和交流使作者获得了许多宝贵的意见和建议，在编写这4版中都起到了不可或缺的作用，特别是在解释和描述的详略方面都结合读者反馈意见进行了调整，从而更加容易理解和学习。值得指出的是，书中还汇集了多年来不少听课学生的贡献，许多例题和练习题是在历届学生作业和课堂讨论的基础上提炼出来的，一些图片还直接由学生帮助制作，在选材上也从学生的反馈中受到许多启发。借此机会对他们一并表示衷心的感谢。

         书中有相当内容基于作者和他人共同研究的成果，特别是历年研究室的学生（按姓名拼音排）：卜莎莎、边辉、蔡伟、陈权崎、陈挺、陈伟、陈正华、崔崟、程正东、戴声扬、段菲、方慕园、冯上平、傅卓、高永英、葛菁华、侯乐天、胡浩基、黄英、黄翔宇、黄小明、贾波、贾超、贾慧星、姜帆、李佳童、李娟、李乐、李品一、李勍、李睿、李硕、李闻天、李相贤（LEE Sang Hyun）、李小鹏、李雪、梁含悦、刘宝弟、刘晨阳、刘峰、刘锴、刘青棣、刘惟锦、刘晓旻、刘忠伟、陆海斌、陆志云、罗惠韬、罗沄、朴寅奎（PARK In Kyu）、钱宇飞、秦暄、秦垠峰、阮孟贵（NGUYEN Manh Quy）、赛义（Saeid BAGHERI）、沈斌、谭华春、汤达、王树徽、王宇雄、王志国、王志明、王钟绪、温宇豪、文熙安（Tristan VINCENT）、吴高洪、吴纬、夏尔雷（Charley PAULUS）、向振、徐丹、徐枫、徐洁、徐培、徐寅、许翔宇、薛菲、薛景浩、严严、杨劲波、杨翔英、杨忠良、姚玉荣、游钱皓喆、鱼荣珍（EO Young Jin）、俞天利、于信男、袁静、贠亮、张宁、赵雪梅、郑胤、周丹、朱施展、朱小青、朱云峰，博士后高立志、王怀颖以及进修教师崔京守（CHOI Jeong Swu）、郭红伟、石俊生、杨卫平、曾萍萍、张贵仓等。第1版、第2版、第3版和第4版采用的图表除作者本人制作的外，也包括他们在研究工作中收集和实验得到的。该书应该说是多人合作成果的体现。

         后，感谢妻子何芸、女儿章荷铭在各方面的理解和支持！

 章毓晋

2018年元旦于书房

目录

 第1章绪论

1.1图像和图像工程

1.1.1图像基础

1.1.2图像工程

1.2图像分析概论

1.2.1图像分析定义和研究内容

1.2.2图像分析系统

1.3图像分析中的数字化

1.3.1离散距离

1.3.2连通组元

1.3.3数字化模型

1.3.4数字弧和弦

1.4距离变换

1.4.1定义和性质

1.4.2局部距离的计算

1.4.3距离变换的实现

1.5内容框架和特点

总结和复习

第1单元图
像 分 割

第2章图像分割基础

2.1图像分割定义和技术分类

2.2并行边界技术

2.2.1边缘及检测原理

2.2.2正交梯度算子

2.2.3方向微分算子

2.2.4二阶导数算子

2.2.5边界闭合

2.3串行边界技术

2.3.1主动轮廓模型

2.3.2能量函数

2.4并行区域技术

2.4.1原理和分类

2.4.2依赖像素的阈值选取

2.4.3依赖区域的阈值选取

2.4.4依赖坐标的阈值选取

2.4.5空间聚类

2.5串行区域技术

2.5.1区域生长

2.5.2分裂合并

总结和复习

第3章典型分割算法

3.1兴趣点检测

3.1.1二阶导数检测角点

3.1.2小核同值区算子

3.1.3哈里斯兴趣点算子

3.2图割方法

3.3特色的阈值化和聚类技术

3.3.1多分辨率阈值选取

3.3.2借助过渡区选择阈值

3.3.3借助均移确定聚类

3.4分水岭分割算法

3.4.1基本原理和步骤

3.4.2算法改进和扩展

总结和复习

第4章分割技术扩展

4.1从像素单元到目标单元

4.1.1像素和目标之间的单元

4.1.2椭圆目标检测

4.2从哈夫变换到广义哈夫变换

4.2.1哈夫变换

4.2.2广义哈夫变换原理

4.2.3完整广义哈夫变换

4.3从像素精度到亚像素精度

4.3.1基于矩保持的技术

4.3.2利用一阶微分期望值的技术

4.3.3借助切线信息的技术

4.4从2D图像到3D图像

4.4.13D边缘检测

4.4.23D图像阈值化

4.5从灰度图像到彩色图像

4.5.1彩色空间的选择

4.5.2彩色图像分割策略

总结和复习

第5章分割评价比较

5.1分割评价研究分类

5.2分割算法评价框架

5.3分割评价的准则

5.3.1分析法准则

5.3.2优度试验法准则

5.3.3差异试验法准则

5.4分割算法评价示例

5.4.1实验算法和图像

5.4.2实验结果和讨论

5.5评价方法和准则比较

5.5.1方法讨论和对比

5.5.2准则的分析比较

5.5.3准则的实验比较

5.6基于评价的算法优选系统

5.6.1算法优选思想和策略

5.6.2优选系统的实现和效果

总结和复习

第2单元表
达 描 述

第6章目标表达

6.1基于边界的表达

6.1.1技术分类

6.1.2链码

6.1.3边界段

6.1.4边界标志

6.1.5多边形

6.1.6地标点

6.2基于区域的表达

6.2.1技术分类

6.2.2空间占有数组

6.2.3四叉树

6.2.4金字塔

6.2.5围绕区域

6.2.6骨架

6.3基于变换的表达

6.3.1技术分类

6.3.2傅里叶变换表达

总结和复习

第7章目标描述

7.1基于边界的描述

7.1.1简单边界描述符

7.1.2形状数

7.1.3边界矩

7.2基于区域的描述

7.2.1简单区域描述符

7.2.2拓扑描述符

7.2.3区域不变矩

7.3对目标关系的描述

7.3.1目标标记和计数

7.3.2点目标的分布

7.3.3字符串描述

7.3.4树结构描述

总结和复习

第8章测量和误差分析

8.1直接测度和间接测度

8.2需区别的术语

8.2.1准确性和精确性

8.2.2模型假设和实际观察

8.2.34连通和8连通

8.3影响测量误差的因素

8.3.1误差来源

8.3.2光学镜头分辨率

8.3.3采样密度

8.3.4分割算法

8.3.5特征计算公式

8.3.6综合影响

8.3.7随机样本共识

8.4误差分析

总结和复习

第3单