内容提要本书主要介绍了图象处理和分析的基本原理、典型方法和实用技术。考虑到图象技术的飞速发展和广泛应用，本书在讲解基本理论的同时还介绍了许多近年来国际上有关的最新研究成果和应用实例。本书主要包括三大部分。第一部分（包含第1，2，3章）是图象基础，论述了图象工程的定义，图象技术整体概况和分类以及有关视觉和图象模型，数字图象采集、表达和象素关系，图象的各种基本变换技术等。第二部分（包含第4，5，6章）论述了图象处理的各重要分支，如图象增强，图象恢复，由投影重建图象和图象压缩编码等基础理论、技术和方法。第三部分（包含第7，8章和附录A）介绍了图象分析的基本原理和技术，如图象分割、目标表达和描述、特征测量、形态学方法等。书中还提供了大量例题与习题。本书可作为信息和信号处理、通信与电子系统、模式识别、生物医学工程等学科大学本科和研究生专业基础课教材，也可供上述学科及信息工程、电子工程、计算机科学与技术、机器人自动化、遥感和军事侦察等领域的科技工作者和高等院校的师生参考。片断：一个基本的图象（处理和分析）系统构成可由图1.2.1表示。图中各模块都有特定的功能，分别是采集、显示、存储、通信、处理和分析。图中还列出了完成各功能所需的一些设备。图象采集可采用电荷耦合器件（chargec0upleddevices，CCD）照相机、带有视象管（vidicon）的视频摄象机和扫描仪（scanners）等。图象显示可用电视显示器（TVmonitors）、随机读取阴极射线管（cath0deraytubes，CRT）和各种打印机（printers）等。图象存储可采用磁带（magnetictape）、磁盘（magneticdisks）、光盘（opticaldisks）和磁光盘（magneto－opticaldisks）等。图象通信可借助综合业务网（ISDN）、计算机局域网（LAN），甚至普通电话网（PSTN）等。最后，图象处理和分析主要是运算，所使用的设备主要是计算机，当然必要时还可借助专用硬件。1.2.2图象采集模块为采集数字图象，需要两种装置（器件）。一种是对某个电磁能量谱波段（如X射线、紫外线、可见光、红外线等）敏感的物理器件，它能产生与所接受到的电磁能量成正比的（模拟）电信号。另一种称为数字化器，它能将上述（模拟）电信号转化为数字（离散）的形式。所有采集数字图象的设备都需要这两种装置。以常见的X光透视成象仪为例，由X光源发出的射线穿越物体到达另一端的对X光敏感的媒体。这个媒体能获得物体材料对X光不同吸收的图象。它可以是胶片，一个带有将X光转化为光子的电视摄影机，或其它能输出数字图象的离散检测器。用于可见光和红外线成象的设备主要有显微密度计（micro－densitometers）、析象管（imagedissector）、视象管和对光子敏感的固态阵（solid－statearrays）等。使用显微密度计时，需要数字化的图象应是透明底片或照片的形式。视象管和对光子敏感的固态阵除可接受以上形式的图象外，还可以将有足够光强人射检测器的自然图象数字化。在使用显微密度计时，需要将透明底片或照片放在一个平板上或卷在一个圆鼓上。当光线聚焦在图象上时，平移平板或转动圆鼓就可以完成扫描。如果是透明底片，光穿过透明底片；如果是照片，光从表面反射。在这两种情况下，光束都聚焦在光子检测器上，各个检测器根据光强度记录下对应当前位置的图象灰度值。如果灰度值和位置坐标都取整数，就得到一幅数字图象。尽管显微密度计速度比较慢，但由于机械平移过程的连续本质，它的空间精确度很高。视象管摄影机的工作原理基于光导性质。聚焦在视象管表面的图象能形成与光学图象的辉度分布相对应的光导模式。用另一个独立的电子束扫描光导管的另一面，由于中和作用，这个电子束在一个接受器上产生与输入光亮度模式对应的压差信号。如果量化这个信号并记录下对应的扫描束位置，就可得到一幅数字图象。固态阵是由称为感光基元（photosites）的离散硅成象元素构成的。这样的感光基元能产生与所接受的输入光强成正比的输出电压。固态阵可按几何组织形式分为两种：线扫描器和平面扫描器。线扫描传感器包括一行感光基元，它靠场景和检测器之间的相对运动来获得2－D图象。平面扫描传感器由排成方阵的感光基元组成，可直接得到2－D图象。固态平面传感器阵的一个显著特点是它具有非常快的快门速度（可达10－4s），所以能将许多运动定格下来。固态阵中主要元件是电荷耦合器件CCD。图1.2.2给出一个线扫描CCD传感器的示意图。这个传感器由一行感光基元，两个定时地将感光基元中的内容传给传输寄存器的传输门，以及一个定时地将传输寄存器中的内容传给放大器的输出门构成。放大器输出的电压信号与感光基元行的内容成比例。电荷耦合平面阵的工作原理与线阵相似，但这里感光基元排列成一个矩阵形式（如图1.2.3所示）。感光基元列由传输门和传输寄存器隔开。先将奇数列感光基元的内容顺序送进垂直传输寄存器，然后再送进水平传输寄存器。把水平传输寄存器的内容送进放大器就得到1帧隔行的视频信号。对偶数列感光基元重复以上过程就可得到另1帧隔行的视频信号。将2帧合起来就得到隔行扫描电视的1场（f）。NTSC制的扫描速度是30f/s，PAL制的扫描速度是25f/s。现在常用的线扫描CCD一般有512到4096个象素或更多，而4096×4096个象素的平面扫描CCD也已在使用。利用图象处理和分析的手段，还可以通过图象的拼接用较小分辨率的CCD获得较大视场的图象［章1997b］。电视摄象机一般用CCD阵组成，要得到数字图象需把摄象机的视频输出送到一个数字化器中。这常通过在计算机中插专门的硬件卡来实现。本书前言前言图象是用各种观测系统以不同形式和手段观测客观世界而获得的，可以直接或间接作用于人眼并进而产生视知觉的实体。科学研究和统计表明，人类从外界获得的信息约有75％是从图象中获得的。随着计算机的发展，数字图象技术近年来得到极大的重视和长足的进展，出现了许多有关的新理论、新方法、新算法、新手段和新设备，并已在科学研究、工业生产、医疗卫生、教育、娱乐、管理和通信等方面得到了广泛的应用，对推动社会发展改善人们生活水平都起到了重要的作用。为了对各种图象技术进行综合研究、集成应用，我们有必要建立一个整体框架——图象工程。图象工程是一门系统地研究各种图象理论、技术和应用的新的交叉学科。它的研究方法与数学、物理学、生理学、心理学、电子学、计算机科学等学科相互借鉴，它的研究范围与模式识别、计算机视觉、计算机图形学等专业互相交叉，它的研究进展与人工智能、神经网络、遗传算法、模糊逻辑等理论和技术密切相关，它的发展应用与生物医学、遥感、通信、文档处理等许多领域紧密结合。图象工程是一门综合学科。考虑到其内容多、跨度大、覆盖面广以及教学的特点，本书分为相对独立又互相联系的上下两册：《图象工程（上册）——图象处理和分析》和《图象工程（下册）——图象理解与计算机视觉》。本书在编写的方针上，力求具有理论性、实用性、系统性、实时性。考虑到图象技术的飞速发展，本书在内容上，既认真选取了有代表性的经典内容，又注意选取了90年代国际上的最新研究成果。本书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教案。本书主要介绍图象工程的基本内容，但又有一定的深度和广度，希望读者能通过本书的学习独立地和全面地了解该领域的基本理论、技术、应用和发展。本书在内容叙述上，力求理论概念严谨，论证简明扼要。考虑到图象技术的应用特点，书中列举了大量实例使原理和概念具体化，引导读者把这些概念和原理应用于实际。考虑到专业课教学的特点，本书从方便读者学习的角度出发做了两项工作：第一，在主要内容的编排上充分注意了理论的系统性和内容的结构化。全书将不同的图象技术分支均纳入图象工程大框架进行介绍，而且正文都统一按照技术分章节，互相关系清晰明确。除每册书将第1章作为该书总纲外，之后每章（包括附录）又将其第1节作为该章总纲，并以结构图表示所属内容及分类。希望这些能使读者在学习中既有一个总体概念又可时刻把握当前学习内容在整体结构中的位置。第二，增加了两方面的内容。其一是为方便读者进一步查阅（尤其是联网查阅）英文原文资料增加了英文目录，这也相当于提供了英文关键词。其二是本书不仅列举了书中直接引用的具体文献，还增加了一些重要专著、期刊和国际会议的名称。这不仅对阅读本书有益，为进一步深入学习提供了线索，而且对将来从事科研工作也会有帮助。本册书为上册，主要介绍了图象处理和分析的基本概念、基本原理、典型方法、实用技术以及国际上有关研究的新成果。读者能借此建立一个比较完整的图象处理和分析理论体系并了解和掌握常用的图象处理和分析技术。这样一方面可帮助读者进一步学习和研究图象工程高层技术，另一方面使读者能据此解决实际图象应用中的具体问题。本册书主要包括三大部分。第一部分（包含第1，2，3章）是图象和图象工程基础，论述了图象技术整体概况和分类以及有关视觉和图象模型，数字图象采集、表达和象素关系，对图象的各种基本变换技术等。第二部分（包含第4，5，6章）论述了图象处理的各重要分支，如图象增强，图象恢复，由投影重建图象和图象压缩编码等基础理论，技术和方法。第三部分（包含第7，8章和附录A）介绍了图象分析的基本原理和技术，如图象分割、目标表达描述、特征测量、形态学方法等。本册书共有8章正文和2个附录，在10个一级标题下有62个二级标题（节），再之下还有121个三级标题（小节），从内容上大体覆盖了图象处理的各个重要分支和图象分析的基本技术。全册书共有文字（也包括图象、绘图、表格、公式等）约46万字。本册书共有编了号的图244个、表格34个、公式645个。为便于教学，本册书共给出各类例题97个。为便于检查教学效果，各章后均有练习题，本册书共有练习题143个。另外书末列出了提供参考和直接引用的100多篇文献的目录。本册书的编写始于1996年，1997年开始作为课程教材陆续在多个学校不同年级试用。这次在此基础上，主要结合教学实践和反馈意见进行了修改，增加了许多例题、229幅图片，并在每章后都加入了练习题。徐寅、李勍、黄英、杨劲波、罗沄、吴玮、葛菁华等多名学生先后参与了可与本册书配合使用的计算机辅助教学软件IP

本书第一章主要叙述了电脑绘画的特点及与一般绘画的区别，并概括分析了电脑绘画的优越性。第二章讲述了“鼠标代笔”画法的特点，介绍了基本的操作方法，强调了艺术性在电脑绘画中的重要意义，以利克服当前在某些呆板、机械与缺乏微型机的弊端。第三章为作品鉴赏，通过实例的介绍与欣赏，增强电脑绘画工作者与]]爱好者的交流。本书适于建筑设计人员、病态工作者及电脑爱好者阅读。

本书系统而全面地介绍了Fractal Design绘图软件Painter 5绘图功能，全书内容详尽，语言通俗易懂，通过一系列实例，全面介绍了基本的绘图操作和高级创作技巧，无论对Painter 5新用户，还是专业人员，都是一本学习Painter 5难得的工具书。

本书分成三个部分。首先介绍基本的操作，使读者对Freehand有个初步认识，然后介绍复杂的图形设计和绘制。本书共分三篇。第一篇是“智慧快餐”，共分为十章，基本按照由简难的顺序，依次介绍了Freehand中各项绘图工具和一些常用的功能。具体在第一章，针对第一个绘图操作或者功能，以一两个图例的形式来解说它的功能，每个例子占一到两页。阅读完本篇内容，对Freehand会有一个基本认识，会使用Freehand提供的各项绘图功能画简单图形。第二篇是“经典实例”，本篇演示了九个精典的例子，包含有插图的绘制、简单三维图形的绘制、位图处理、GIF动画制作和Web页面绘制。在每个例子中，都使用了第一篇讲述的各项绘图操作，并把它们综合的运用在一起，组合成一个完整的画面。对于一些在文档绘制可能遇到的问题，给予了必要的提示和解说。通过本篇几个例子的学习，可以了解到制作一个完整文件的过程，并学会随画面的具体要求面运用各种绘图技巧。第三篇是“请您登场”，在学习了前两篇内容后，第三篇里提出了一些问题，让读者应用已经学到的各种方法来解决。每个问题后，都给出了简单的提示；或是展示操作中重要的步骤，或是说明某些容易被忽略的知识点。本书基本含括了Freehand中的全部操作。学习完本书内容，读者应该能够按照自己的想法来设计并绘制精美的图形。书中知识可以应付一般的绘图需要，但更高的技巧就需要读者自己在实践中不断总结。

Corel 公司推出的CorelDRAW一直是PC界矢量绘图软件的代表，CorelDRAW8是Corel公司1998年度推出的最新版本。本书全面详尽地介绍了CorelDRAW 8中文版的基本知识、使用方法和技巧。全书共分20章，每章中针对不同的主题均有详尽的介绍，提供了大量绘图时的小技巧和设计思想，并且配有丰富的图例说明，使读者能够轻松快速地掌握CorelDRAW 8的各项功能。 本书内容简明扼要、结构清晰、语言生动、图文并茂、实用性强、不仅适用于初学者进行入门学习，而且对具有一定基础的爱好者，本书完整的概念与丰富的技术也会使其更上一层楼。

本书介绍的是著名图形图像处理软件CorelDRAW的最新版本。CorelDRW是人们在图形设计、图像处理、图文排版领域里广泛采用的软件之一。本书以介绍基本要领、传授实际使用经验为宗旨，围绕着精心选择的实际案例，以图文并茂的方式、简洁明快的风格，循序渐进地阐述该软件在图形绘制、缩放旋转、调色填充、特殊效果、位图处理以及艺术字体、图文混排、Web转换和打印输出等方面的杰出特性。通过对这些具体案例的精心解析，读者不仅能够全面了解CorelDRAW8的基本风貌，学会基本操作技能，同时还能从其各具示范性的制作过程中获得有益的启示，积累自己的开发经验。本书风格简洁实用，内容贴近实际生活，是一本较好的将学习与应用结合在一起的书籍，十分适合那些希望尽快开展应用的读者的需要。本书中文简体字版由机械工业出版社出版，未经出版者书面许可本书的任何部分不得以任何方式复制或抄袭。

本书是关于美国Autodesk公司最新推出的世界优秀的可视化工程设计软件“3D Studio VIZ R2”的实用读物。全书由二十六章构成，主内容包括：3D Studio VIZ R2基础知识，三维空间的观察和导航，与AutoCAD相关操作，选择对象，移动、旋转和变比，精度和作图辅助，创建对象的基本操作，修改对象，创建克隆和阵列，创建二维形体，创建复合对象，放样对象，编辑网格，创建面片曲面，使用NURBS创建曲面，调整表面属性，放置光源，放置相机，设计基本材质，设计贴图和复合材质，创建环境和大气，动画的概念和方式，建立层级，使用轨迹图，控制器的使用和渲染场景和动画。该书结构清晰，内容由浅入深，循序渐进，书中丰富的范例，将3D Studio VIZ R2的强大功能逐一展示给读者。特别值得一提的是，作者提供的大量范例的目的是希望读者通过典型的实例来掌握和应用3D Studio VIZ R2的重要功能，其中还特别介绍了实例的制作方法、步骤和技巧。本书不但是目前从事工程设计行业，包括天上飞的太空飞行器，海中游弋的军舰、船只，陆地上跑的各种车辆，建筑领域的大楼设计，室内外装饰、装修设计，三维动画设计，影视广告设计等技术人员的重要参考书，而且也是美术院校、高等院校相关专业师生实用的自学、教学读物，和社会相关领域培训班的教材。此外，与本书配套光盘的内容包括：1、提供Autodesk公司的3D Studio VIZ R2原版演示光盘，是供给用户在学习本书时欣赏和分析；2、送部分精美的材质供用户演练习时使用。

随着因特网的兴起，制作网页和个人主页也渐渐流行起来。本书针对图像处理、动画编辑、网页制作等主题，挑选项了十几种功能强大的共享软件，以简洁明了的方式，介绍了这些软件的安装和最主要功能的使用方法，使得读者能在最短的时间内学会使用这些软件的主要功能。本书首选项介绍了图形文件的格式，然后介绍了图像编辑程序、画面捕捉程序、动画编辑程序、网页制作等内容，最后介绍了动态GIF图形的编辑程序和图形优化程序。本书叙述主页制作的优秀书籍，适用于主页制作人员和个人主页制作者。

本书是Web DIY丛书中的HTML篇。随着Internet的日益普及，越来越多的电脑爱好者和微电脑用户希望自己动手制作网页，本书就是为满足这种迫切需要而组织出版的。原文作者以Netscape和MSIE为主要浏览器，用通俗的笔调配合大量的插图和实例，分门别类详细讲解了网页制作的基础——超文本标记语言HTML。阅读本书就好像在跟着作者上机练习一样，使缺乏经验的人也能较快掌握书中的内容，逐步成为网页制作高手。改编者对本书的语言和术语名称等作了适当调整，使更适合大陆读者阅读。本书适合有兴趣自己动手制作网页的微电脑用户和电脑爱好者阅

3D Studio MAX 是一个操作方便且功能很强的三维动画制作软件系统，它可运行于Windows 95或Windows NT环境下，目前已得到广泛的应用。本书以3D Studio MAX 为蓝本，根据该软件的特点，通过实例介绍了软件的基本功能与操作方法，包括软件的造型、材质与贴图及动画设置等功能与操作方法。本书可作为学习计算机动画软件的基础教材，适用于计算机技术人员、影视工作人员、广告设计人员及对计算机动画感兴趣的相关人员。