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第一章 引论1

1．1 机器视觉1

1．2 Marr视觉计算理论2

1．2．1 三个层次2

1．2．2 视觉表示框架3

1．3 机器视觉的应用4

1．4 机器视觉的研究内容与面临的困难6

1．4．1 机器视觉的研究内容6

1．4．2 机器视觉面临的困难7

1．5 机器视觉与其它学科领域的关系9

1．6 成象几何基础10

1．6．1 透视投影10

1．6．2 正交投影11

1．6．3 视觉系统坐标系12

1．7 本书内容向导13

思考题14

2．1 人类视觉简介15

第二章 人类视觉15

2．1．1 人眼的构造16

2．1．2 视觉通路17

2．1．3 视觉信息处理过程18

2．2 感受野20

2．3 视觉信息的多层次并行处理22

2．3．1 视觉信息的多层串行处理机制22

2．3．2 视觉信息的并行处理23

2．4 视觉信息的集成和反馈24

思考题25

第三章 二值图象分析26

3．1 阈值27

3．2 几何特性28

3．2．1 尺寸和位置28

3．2．2 方向29

3．2．3 密集度和体态比30

3．3 投影31

3．4 游程长度编码32

3．5 二值图象算法33

3．5．1 定义33

3．5．2 连通成分标记36

3．5．3 欧拉数37

3．5．4 区域边界38

3．5．5 距离测量39

3．5．6 中轴39

3．5．7 细化40

3．5．8 扩展与收缩42

3．6 形态算子44

思考题47

计算机练习题47

第四章 区域分析48

4．1 区域和边缘48

4．2．1 自动阈值化法49

4．2 分割49

4．2．2 直方图方法的局限性53

4．3 区域表示53

4．3．1 阵列表示53

4．3．2 层级表示54

4．3．3 基于特征的区域表示54

4．3．4 图象分割数据结构56

4．4．1 区域合并58

4．4 分裂和合并58

4．4．2 区域分裂60

4．4．3 分裂和合并61

4．5 区域增长61

思考题63

计算机练习题64

第五章 图象预处理65

5．1 直方图修正65

5．2 图象线性运算67

5．2．1 线性系统67

5．3 线性滤波器69

5．2．2 傅里叶变换69

5．3．1 均值滤波器70

5．3．2 高斯平滑滤波器71

5．4 非线性滤波器78

5．4．1 中值滤波器78

5．4．2 边缘保持滤波器79

思考题81

计算机练习题81

第六章 边缘检测82

6．1 梯度84

6．2 边缘检测算法85

6．2．1 边缘检测算法的基本步骤85

6．2．2 Roberts 算子85

6．2．3 Sobel 算子86

6．2．4 Prewitt 算子86

6．2．5 各种算法比较86

6．3 二阶微分算子89

6．3．1 拉普拉斯算子90

6．3．2 二阶方向导数91

6．4 LoG算法92

6．5 图象逼近94

6．6 Canny 边缘检测器97

6．7 子象素级位置估计100

6．8 边缘检测器性能101

6．8．2 品质因数102

6．8．1 性能评价方法102

6．9 线条检测103

思考题103

计算机练习题104

第七章 轮廓表示105

7．1 数字曲线及其表示105

7．1．1 链码106

7．1．2 斜率表示法107

7．2 曲线拟合108

7．2．1 多直线段109

7．2．2 二次曲线112

7．3 样条曲线115

7．3．1 三次样条曲线115

7．3．2 B样条曲线117

7．4 曲线回归逼近118

7．4．1 全回归方法118

7．4．2 角点估计119

7．4．3 鲁棒回归法120

7．5 Hough变换122

7．6 傅里叶描述子126

思考题126

计算机练习题127

第八章 纹理129

8．1 概述129

8．2 纹理分析统计方法130

8．2．1 灰度级同现矩阵130

8．2．2 自相关法132

8．3 有序纹理的结构分析133

8．4 基于模型的纹理分析134

8．5 用分形理论分析纹理134

8．6 从纹理恢复形状135

思考题138

计算机练习题138

第九章 明暗分析139

9．1 图象辐射度139

9．1．1 照明140

9．1．2 反射141

9．2 表面方向143

9．3 反射图144

9．4 从图象明暗恢复形状145

9．5 光度立体146

思考题149

计算机练习题149

第十章 彩色感知150

10．1 三色原理150

10．2．1 RGB和CMY颜色模型151

10．2 颜色模型151

10．2．2 CIE－XYZ颜色模型153

10．2．3 NTSC－XIQ彩色模型154

10．3 颜色的视觉处理155

10．3．1 颜色的三个基本属性155

10．3．2 HSV颜色感知模型155

10．4 彩色不变性157

10．5 讨论158

思考题159

计算机练习题159

第十一章 深度图160

11．1 立体成象160

11．2 立体匹配162

11．2．1 基本约束163

11．2．2 边缘匹配164

11．2．3 区域相关性164

11．3 多基线立体成象166

11．2．4 讨论166

11．4 从X恢复形状的方法170

11．5 测距成象171

11．5．1 结构光测距172

11．5．2 激光测距雷达174

11．5．3 变焦测距176

11．5．4 激光阵列成象178

11．5．5 各种方法比较178

11．6 主动视觉179

思考题180

计算机练习题180

第十二章 标定181

12．1 刚体变换181

12．1．1 旋转矩阵182

12．1．2 旋转轴183

12．1．3 四元数183

12．2 绝对定位184

12．3 相对定位187

12．4 校正188

12．5 双目立体深度测量190

12．6 含有比例因子的绝对定位191

12．7 外部定位192

12．8 内部定位194

12．9 摄象机标定197

12．9．1 摄象机标定的基本方法197

12．9．2 仿射变换法200

12．9．3 非线性方法201

12．10 双目立体标定202

12．11 主动三角测距标定203

12．12 鲁棒方法204

12．13 讨论205

思考题205

计算机练习题206

第十三章 三维场景表示207

13．1 三维空间曲线207

13．1．1 三次样条曲线207

13．2．1 多边形网面208

13．1．2 三维B样条曲线208

13．2 三维空间曲面的表示208

13．2．2 曲面片211

13．2．3 张量积曲面211

13．2．4 超二次曲面212

13．3 曲面插值213

13．3．1 三角形面插值213

13．3．2 二元线性插值214

13．3．3 鲁棒插值215

13．4 曲面逼近215

13．4．1 回归样条216

13．4．2 加权样条逼近220

13．5 曲面分割221

13．5．1 初始分割221

13．5．2 曲面片增长222

13．6 曲面配准223

计算机练习题225

思考题225

14．1 图象运动特征检测226

14．1．1 差分图象226

第十四章 二维运动估计226

14．1．2 时变边缘检测230

14．1．3 运动对应性230

14．2 光流法235

14．2．1 运动场与光流235

14．2．2 光流约束方程237

14．3．1 Horn-Schunck方法238

14．3 光流计算238

14．3．2 Lucas-Kanade方法239

14．3．3 Nagel方法240

14．3．4 鲁棒计算方法242

14．4 基于块的运动分析244

14．4．1 块运动模型244

14．4．2 傅里叶方法245

14．4．3 相位相关法246

14．4．4 块匹配方法247

14．4．5 广义图象运动估计249

思考题251

计算机练习题251

第十五章 三维运动估计252

15．1 基于成象模型的对应点估计252

15．1．1 正交投影模型252

15．1．2 基于正交投影的运动估计253

15．1．3 透视投影模型254

15．1．4 外极线方程和基本矩阵255

15．1．5 从基本矩阵估计运动参数257

15．1．6 从外极线方程估计运动参数258

15．2 三维运动估计光流法260

15．2．1 速度场正交投影模型与仿射流260

15．2．2 速度场透视投影模型与二次流261

15．2．3 延伸焦点262

15．2．4 代数法264

15．2．6 几种方法比较266

15．2．5 优化法266

15．3 光流分割268

15．3．1 Hough变换分割方法268

15．3．2 贝叶斯分割方法269

思考题272

计算机练习题272

第十六章 物体识别273

16．1 识别系统的基本组成273

16．2 物体识别的复杂度275

16．3 图象矩不变量特征表示276

16．4 三维物体模型表示277

16．4．1 多视图表示278

16．4．2 结构立体几何表示278

16．4．3 体积表示279

16．4．4 扫掠表示280

16．4．5 函数表示281

16．4．6 三角形网面表示281

16．5．1 特征检测282

16．5 特征检测与识别策略282

16．5．2 特征分类284

16．5．3 特征匹配286

16．5．4 特征标记287

16．6 验证288

16．6．1 模板匹配288

16．6．2 形态方法289

16．6．3 符号290

16．6．4 类比法291

16．7 物体定位291

16．7．1 三维－三维物体定位292

16．7．2 二维－二维物体定位295

思考题295

计算机练习题296

参考文献297

英汉词汇对照表309