第1章 引言 1 1.1 動機 1 1.2 計算機視覺為什么是困難的 2 1.3 圖像表達與圖像分析的任務 4 1.4 總結 7 1.5 習題 7 1.6 參考文獻 8 第2章 圖像及其表達與性質 9 2.1 圖像表達若干概念 9 2.2 圖像數字化 11 2.2.1 采樣 11 2.2.2 量化 12 2.3 數字圖像性質 13 2.3.1 數字圖像的度量和拓撲性質 13 2.3.2 直方圖 17 2.3.3 熵 18 2.3.4 圖像的視覺感知 18 2.3.5 圖像品質 20 2.3.6 圖像中的噪聲 21 2.4 彩色圖像 22 2.4.1 色彩物理學 22 2.4.2 人所感知的色彩 23 2.4.3 彩色空間 26 2.4.4 調色板圖像 28 2.4.5 顏色恒常性 28 2.5 攝像機概述 29 2.5.1 光敏傳感器 29 2.5.2 黑白攝像機 30 2.5.3 彩色攝像機 32 2.6 總結 32 2.7 習題 33 2.8 參考文獻 35 第3章 圖像及其數學與物理背景 37 3.1 概述 37 3.1.1 線性 37 3.1.2 狄拉克（Dirac）分布和卷積 37 3.2 積分線性變換 38 3.2.1 作為線性系統的圖像 39 3.2.2 積分線性變換引言 39 3.2.3 1D傅里葉變換 39 3.2.4 2D傅里葉變換 43 3.2.5 采樣與香農約束 45 3.2.6 離散余弦變換 47 3.2.7 小波變換 48 3.2.8 本征分析 52 3.2.9 奇異值分解 53 3.2.10 主分量分析 54 3.2.11 Radon變換 56 3.2.12 其他正交圖像變換 56 3.3 作為隨機過程的圖像 57 3.4 圖像形成物理 59 3.4.1 作為輻射測量的圖像 59 3.4.2 圖像獲取與幾何光學 60 3.4.3 鏡頭像差和徑向畸變 63 3.4.4 從輻射學角度看圖像獲取 65 3.4.5 表面反射 67 3.5 總結 69 3.6 習題 70 3.7 參考文獻 71 第4章 圖像分析的數據結構 73 4.1 圖像數據表示的層次 73 4.2 傳統圖像數據結構 74 4.2.1 矩陣 74 4.2.2 鏈 76 4.2.3 拓撲數據結構 76 4.2.4 關系結構 77 4.3 分層數據結構 78 4.3.1 金字塔 78 4.3.2 四叉樹 79 4.3.3 其他金字塔結構 80 4.4 總結 81 4.5 習題 82 4.6 參考文獻 83 第5章 圖像預處理 85 5.1 像素亮度變換 85 5.1.1 位置相關的亮度校正 85 5.1.2 灰度級變換 86 5.2 幾何變換 88 5.2.1 像素坐標變換 88 5.2.2 亮度插值 89 5.3 局部預處理 91 5.3.1 圖像平滑 91 5.3.2 邊緣檢測算子 97 5.3.3 二階導數過零點 100 5.3.4 圖像處理中的尺度 104 5.3.5 Canny邊緣提取 105 5.3.6 參數化邊緣模型 107 5.3.7 多光譜圖像中的邊緣 107 5.3.8 頻域的局部預處理 108 5.3.9 用局部預處理算子作線檢測 112 5.3.10 角點（興趣點）檢測 113 5.3.11 最大穩定極值區域檢測 116 5.4 圖像復原 117 5.4.1 容易復原的退化 118 5.4.2 逆濾波 118 5.4.3 維納濾波 118 5.5 總結 120 5.6 習題 121 5.7 參考文獻 126 第6章 分割Ⅰ 130 6.1 閾值化 130 6.1.1 閾值檢測方法 132 6.1.2 最優閾值化 133 6.1.3 多光譜閾值化 135 6.2 基于邊緣的分割 136 6.2.1 邊緣圖像閾值化 137 6.2.2 邊緣松弛法 138 6.2.3 邊界跟蹤 139 6.2.4 作為圖搜索的邊緣跟蹤 143 6.2.5 作為動態規劃的邊緣跟蹤 149 6.2.6 Hough變換 152 6.2.7 使用邊界位置信息的邊界 ???檢測 157 6.2.8 從邊界構造區域 157 6.3 基于區域的分割 159 6.3.1 區域歸并 160 6.3.2 區域分裂 161 6.3.3 分裂與歸并 162 6.3.4 分水嶺分割 165 6.3.5 區域增長后處理 167 6.4 匹配 167 6.4.1 模版匹配 168 6.4.2 模版匹配的控制策略 170 6.5 分割的評測問題 170 6.5.1 監督式評測 171 6.5.2 非監督式評測 173 6.6 總結 174 6.7 習題 176 6.8 參考文獻 178 第7章 分割Ⅱ 185 7.1 均值移位分割 185 7.2 活動輪廓模型——蛇行