圖像工程圖像分析（中冊 第二版）

　　本冊書為《圖像工程》的中冊，主要介紹圖像工程的第二層次——圖像分析的基本概念、基本原理、典型方法、實用技術(shù)以及國際上有關(guān)研究的新成果。本冊書主要內(nèi)容歸納在五大部分中。第一大部分（包含第1，2，3章）介紹圖像和圖像工程基礎(chǔ)，回顧了有關(guān)的圖像處理技術(shù)，并對數(shù)字化的圖像進行了詳細描述，以便為進一步的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。第二大部分（包含第4，5，6，7章）討論圖像分析的關(guān)鍵步驟——圖像分割，除介紹了基本的圖像分割原理和技術(shù)外，還對近年常用的典型分割技術(shù)及其擴展進行了講解，另外還對圖像分割評價給予了全面的概括。第三大部分（包含第8，9，10章）介紹圖像分析的另一組關(guān)鍵工作——對目標的表達、描述和特征測量，其中對測量誤差分析給予了詳細討論。第四大部分（包含第11，12，13章）分別介紹對圖像目標的一些重要特性，包括紋理特性、形狀特性和運動特性的分析技術(shù)。第五大部分（包含第14，15章）介紹一類重要的圖像分析數(shù)學(xué)工具——數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法（包括二值數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)和灰度數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)）。書中對與圖像分析密切相關(guān)的體視學(xué)原理進行了介紹。書中還提供了大量例題、思考題和練習(xí)題，對部分練習(xí)題提供了解答。本書可作為信號與信息處理、通信與信息系統(tǒng)、電子與通信工程、模式識別與智能系統(tǒng)、計算機視覺等學(xué)科大學(xué)本科和研究生專業(yè)基礎(chǔ)課教材，也可供信息與通信工程、電子科學(xué)與技術(shù)、計算機科學(xué)與技術(shù)、測控技術(shù)與儀器、機器人自動化、生物醫(yī)學(xué)工程、光學(xué)、電子醫(yī)療設(shè)備研制、遙感、測繪和軍事偵察等學(xué)科領(lǐng)域的科技工作者參考。本書前言本套書為《圖像工程》第2版，共分3冊，分別為《圖像工程（上冊）——圖像處理》，《圖像工程（中冊）——圖像分析》和《圖像工程（下冊）——圖像理解》。整套書全面介紹圖像工程的主要概念、基本原理、典型方法、實用技術(shù)以及國際上有關(guān)研究的新成果。本套書的第1版也分3冊，其中《圖像工程（上冊）——圖像處理和分析》1999年出版，《圖像工程（下冊）——圖像理解和計算機視覺》2000年出版，《圖像工程（附冊）——教學(xué)參考與習(xí)題解答》2002年出版。至今各冊已一共重印20多次，總計達10萬冊。根據(jù)在網(wǎng)上查詢的結(jié)果，約有上百所學(xué)校院所采用該套書作為教材、教學(xué)參考書或考研指定書/參考書。從讀者向作者發(fā)來的上千封電子郵件中，也得知許多人在利用該套書進行自學(xué)。本套書第1版自出版后也得到相關(guān)領(lǐng)域研究人員的廣泛使用。根據(jù)利用“中國期刊網(wǎng)”中的“中國期刊全文數(shù)據(jù)庫”和“萬方數(shù)據(jù)庫”中的“萬方數(shù)字化期刊”所做的檢索，可知本套書第1版自出版以來，已被600多篇在國內(nèi)重要學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表的研究文獻所引用。又根據(jù)利用“中國期刊網(wǎng)”中的“中國優(yōu)秀博碩士論文全文數(shù)據(jù)庫”所做的檢索，可知本套書第1版自出版以來，已被1000多篇博士和碩士論文所引用。該套書的多次重印和被多次引用，表明作者一直倡導(dǎo)的，為了對各種圖像技術(shù)進行綜合研究、集成應(yīng)用而建立的整體框架——圖像工程作為一門系統(tǒng)地研究各種圖像理論、技術(shù)和應(yīng)用的新的交叉學(xué)科得到了廣泛的認可。同時，隨著研究的深入和技術(shù)的發(fā)展，編寫新版的工作也逐漸提到議事日程上來。第2版的編寫開始于2003年，是年自己選擇了進行學(xué)術(shù)休假。期間作為新加坡南洋理工大學(xué)的訪問教授，一方面在那里開出一門新課“圖像分析”（AdvanceinImageAnalysis），并參與了其他幾門課的教學(xué)工作；另一方面，靜心構(gòu)思了整套書的新框架，并開始了第2版的編寫。為使新版有更多新的內(nèi)容，自己在那里收集了10多本相關(guān)書籍，還借閱了20多本書，并作了15萬詞的筆記。這些書籍中，既包括多本典型的圖像處理、圖像分析和圖像理解教材，也包括如成像技術(shù)、數(shù)字電視、小波變換、二值圖像處理、非線性圖像處理、三維圖像處理、圖像分割和組合、紋理分析、形狀分析、立體圖像分析、體視學(xué)、多視幾何、圖像代數(shù)、視覺表達和識別等專著。這為新版的編寫打了一個堅實的基礎(chǔ)。第2版在內(nèi)容的深度和廣度上，仍希望讀者能通過本書的學(xué)習(xí)，獨立、全面地了解該領(lǐng)域的基本理論、技術(shù)、應(yīng)用和發(fā)展。圖像工程（中冊）——圖像分析（第2版）全套書第2版前言。第2版的編寫仍如第1版那樣，在編寫的方針上，力求具有理論性、實用性、系統(tǒng)性、實時性;在內(nèi)容敘述上，力求理論概念嚴謹，論證簡明扼要。考慮到圖像技術(shù)的飛速發(fā)展，第2版在內(nèi)容上，既保留了第1版有代表性的經(jīng)典內(nèi)容，也消減了一部分近年使用不多的陳舊內(nèi)容，同時還認真選取了近年的許多最新研究成果和得到廣泛使用的典型技術(shù)以進行充實。這些新內(nèi)容既參考了許多文獻，也結(jié)合了作者的一些研究工作和成果以及這些年來的教學(xué)教案。第2版在整個篇幅上比第1版有相當?shù)脑黾?。與第1版相比，第2版有如下幾個特點：第一，從總體框架上，第2版按圖像工程的三個層次分為對應(yīng)的三冊。2004年，自己在清華大學(xué)也開出了“圖像分析”課程，這樣加上原有的兩門課程，三門課程和三冊教材就互相對應(yīng)起來了。為此，第2版每冊書都增加了教學(xué)使用建議。第二，從教學(xué)的角度出發(fā)，以章為單位，對內(nèi)容進行了均衡；同時對內(nèi)容較多的技術(shù)，劃分成基礎(chǔ)部分和深入部分，以利于不同專業(yè)背景使用者選擇。第三，從學(xué)習(xí)的角度出發(fā)，結(jié)合教學(xué)實踐和讀者反饋意見，對一些重要和基本的章節(jié)概念，增加了解釋和示例，以幫助讀者理解和自學(xué)。第四，從深入學(xué)習(xí)和開展科研的角度出發(fā)，在每章結(jié)尾處增加了各節(jié)小結(jié)以及幫助讀者擴大視野和進一步研究而提供的一些相關(guān)參考文獻的介紹，以幫助讀者有的放矢地進行查閱。第五，從使用方便的角度出發(fā)，將習(xí)題和對應(yīng)的解答都集中在同一冊書中。本套書的第1版從1996年開始編寫，至今已近10年。這期間，筆者與許多讀者（包括教師、學(xué)生、自學(xué)者）有過各種形式的討論和交流，除了面談外，許多人打過電話、發(fā)過電子郵件。這些討論和交流使筆者獲得了許多寶貴的意見、建議，為完善第1版和編寫第2版都不可或缺。值得指出的是，書中匯集了幾年來不少聽課學(xué)生的貢獻，許多例題和練習(xí)題是在歷屆學(xué)生作業(yè)和課堂討論的基礎(chǔ)上提煉出來的，一些圖片還直接由學(xué)生幫助制作，在選材上也從學(xué)生的反饋中受到許多啟發(fā)。借此機會一并表示衷心的感謝。本套書中有相當內(nèi)容基于作者和他人共同研究的成果，特別是歷來的學(xué)生邊輝、陳挺、戴聲揚、傅卓、高永英、葛菁華、胡浩基、黃英、黃翔宇、賈波、賈慧星、姜帆、李勍、李睿、劉青棣，劉惟錦、劉忠偉，陸海斌，羅惠韜，羅沄、錢宇飛、秦暄、譚華春、王志明、吳高洪、吳瑋、徐丹、徐楓、徐寅、薛景浩、楊靜波、楊翔英、姚玉榮、俞天利、張寧和朱小青，博士后高立志以及進修教師崔京守、石俊生、楊衛(wèi)平、張貴倉等，第1版和第2版采用的圖片除作者自己制作的外，也包括他們在研究工作中收集和實驗得到的。本套書應(yīng)該是多人合作成果的體現(xiàn)。全書在編寫過程中得到陳國新編輯認真的審閱和精心的修改，這既使全書增色不少，也使作者受益匪淺。最后，作者感謝妻子何蕓，女兒章荷銘以及父母家人在各方面的理解和支持！章毓晉2005年夏于清華園通信：北京清華大學(xué)電子工程系，100084電話：（010）62781430傳真：（010）62770317電子郵件：zhangyj@ee.tsinghua.edu.cn個人主頁：www.ee.tsinghua.edu.cn/~zhangyujin/研究室網(wǎng)：image.ee.tsinghua.edu.cn

　　章毓晉：1989年獲比利時列日大學(xué)應(yīng)用科學(xué)博士學(xué)院。1989年至1993年為荷蘭德爾夫特大學(xué)博士后及研究人員。1997年起被聘為清華大學(xué)電子工程系教授，1998年起成為博士生導(dǎo)師。2003年學(xué)術(shù)休假期間同時被聘為新加坡南洋理工大學(xué)訪問教授。在清華大學(xué)，先后開出并講授多門本科生和研究生課程。在南洋理工大學(xué)，開出并講授研究生課程“現(xiàn)代圖像分析（英語）”。已編寫出版了圖像工程系列教材（獲全國普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材一等獎），還編寫出版了《圖像處理和分析基礎(chǔ)》、“圖像處理在分析多媒體計算機輔助教學(xué)課件”以電子版“圖像處理和分析網(wǎng)絡(luò)課程”。已在國內(nèi)外發(fā)表了20多篇教學(xué)研究論文。主要科學(xué)研究領(lǐng)域為其積極倡導(dǎo)的圖像工程（圖像處理、圖像分析、圖像理解及其技術(shù)應(yīng)用）。從1996年起已連續(xù)十年對中國圖像工程研究及主要文獻進行了系統(tǒng)的年度分類綜述。已在國內(nèi)外發(fā)表了200年篇圖像工程研究論文，編寫出版了專著《圖象分割》和《基于內(nèi)容的視覺信息檢索》。主編出版了“AdvancesinImageandVideoSegmentation”和“Semantic-BasedVisualInformationRetrieval”?，F(xiàn)為中國圖象圖形學(xué)學(xué)會副理事長、學(xué)術(shù)委員會主任：《中國圖象圖形學(xué)報》副主編，《電子與信息學(xué)報》、《計算機輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報》編委；IEEE高級會員，“PatternRecognitionLetters”編委（associateeditor）；曾任第一屆和第二屆國際圖象圖形學(xué)學(xué)術(shù)會議（ICIG’2000，ICIG’2002）、第十二屆全國圖象圖形學(xué)學(xué)術(shù)會議（NCIG’2005）程序委員會主席。