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每门学科都有其特定的一系列概念和术语。图像工程百科全书参照近30年以来的“中国图像工程”综述系列所统计的图像工程发展情况，分门别类、全面地介绍图像工程相关领域的名词和术语。本书介绍图像工程中图像理解的相关概念和术语，共有7章和2个附录。前两章为绪论，其中第1章介绍图像，第2章介绍图像工程；第3～7章围绕图像处理五大研究方向展开，其中第3章介绍图像匹配和融合，第4章介绍景物重建和场景恢复，第5章介绍图像描述和场景解释，第6章介绍基于内容的图像检索，第7章介绍时空技术和行为理解；最后是两个参考附录，其中附录A介绍图像工程技术应用，附录B介绍相关基础和工具。本套书可作为信号与信息处理、通信与信息系统、电子与通信工程、模式识别与智能系统、计算机视觉等学科的本科生和研究生的专业基础课教参，也可供信息与通信工程、电子科学与技术、计算机科学与技术、测控技术与仪器、机器人自动化、生物医学工程、光学、电子医疗设备研制、遥感、测绘和军事侦察等领域的科技工作者参考，还可供对图像工程技术感兴趣的各类人员查阅。

第1章 图像 1 
1　图像基础 1 
1.1　图像基本术语 1 
1.2　像素灰度和坐标 3 
1.3　像素间空间关系 4 
2　图像显示和图像输出 7 
2.1　图像显示及显示设备 7 
2.2　图像打印及技术 10 
3　图像存储和图像传输 12 
3.1　图像存储 12 
3.2　图像传输 13 
3.3　图像文件和格式 14 
4　图像分类 16 
4.1　各种类别的图像 16 
4.2　各种来源的图像 18 
4.3　各种波长的图像 20 
4.4　各种属性的图像 22 
4.5　各种功能的图像 25 
5　视频和视频技术 27 
5.1　视频基础 27 
5.2　模拟视频和数字视频 29 
5.3　视频格式和类型 30 
5.4　扫描和显示 32 
5.5　视频处理技术 34  
第2章 图像工程 36 
1　图像工程学科 36 
1.1　图像工程 36 
1.2　图像处理 36 
1.3　图像分析 37 
1.4　图像理解 38 
1.5　图像工程文献 38 
2　相近学科 43 
2.1　计算机视觉 43 
2.2　机器视觉 45 
2.3　计算机图形学 45 
2.4　基于图像的绘制 46 
2.5　体视学 48 
3　相关学科 49 
3.1　信息论 49 
3.2　心理物理学 49 
3.3　虚拟现实和增强现实 51 
3.4　测绘与制图 51 
3.5　地形学 52 
3.6　分形学 53 
3.7　拓扑学 54 
3.8　逆向工程 55  
第3章 图像匹配和融合 57 
1 图像匹配 57 
1.1 图像匹配技术 57 
1.2 基于光栅的匹配 60 
1.3 基于特性的匹配 61 
1.4 广义匹配技术 63 
1.5 图匹配和图同构 67 
1.6 线条图匹配 68 
1.7 匹配度量 71 
2 图像配准 73 
2.1 图像配准方法 73 
2.2 可变形状配准 75 
3 图像融合 77 
3.1 融合及效果 77 
3.2 分层融合技术 81 
3.3 图像拼接 85  
第4章 景物重建和场景恢复 88 
1 采集成像 88 
1.1 图像采集 88 
1.2 摄像机模型 90 
1.3 成像方式 91 
1.4 成像坐标系统 95 
1.5 视点 98 
1.6 光源 100 
1.7 照明 103 
1.8 曝光 108 
2 立体成像 110 
2.1 立体成像方式 110 
2.2 透视 115 
2.3 投影 117 
2.4 摄影测量 120 
3 立体视觉 122 
3.1 立体视觉基础 122 
3.2 立体视觉种类 125 
3.3 约束 126 
3.4 视差 128 
3.5 图像矫正 130 
3.6 双目立体视觉技术 133 
3.7 多目立体视觉技术 135 
4 场景恢复 139 
4.1 立体重建 139 
4.2 深度信息 140 
4.3 从X恢复形状 143 
4.4 光度立体 145 
4.5 运动立体 147 
4.6 单目单图像物体恢复 150 
4.7 纹理及变化 152 
4.8 影调和阴影 155  
第5章 图像描述和场景解释 158 
1 理论和模型 158 
1.1 视觉计算理论 158 
1.2 图像理解模型 161 
2 知识和学习 163 
2.1 知识和控制 163 
2.2 模型 168 
2.3 知识表达模型 169 
2.4 知识表达方法 171 
2.5 机器学习 173 
2.6 学习方法 176 
2.7 推理 178 
3 场景解释和理解 182 
3.1 场景解释 182 
3.2 场景分析 184 
3.3 场景理解 185 
3.4 软计算和标记 186 
3.5 模糊推理 188 
3.6 场景分类 190 
4 视频计算 193 
4.1 视频分析 193 
4.2 视频理解 194  
第6章 基于内容的图像检索 197 
1 信息检索基础 197 
1.1 视觉信息检索 197 
1.2 基于内容的图像检索 199 
1.3 检索性能评价指标 201 
2 基于特征的图像检索 204 
3 视频组织和检索 208 
3.1 镜头组织策略 208 
3.2 视频检索应用 210 
4 语义检索 212 
4.1 语义基础 212 
4.2 多层图像描述模型 214  
第7章 时空技术和行为理解 216 
1 时空技术 216 
1.1 时空和空时 216 
1.2 时空行为理解 218 
2 动作和姿态 220 
2.1 动作建模 220 
2.2 姿态分析 222 
3 活动分析 223 
3.1 活动 223 
3.2 自动活动分析 225 
4 行为和事件 226 
4.1 行为概况 226 
4.2 行为解释 228 
4.3 事件理解 229  
附录A 图像工程技术应用 231 
1 电视、视频及传输 231 
1.1 电视 231 
1.2 视频及传输 233 
2 文档和文本 235 
3 生物和医学 236 
4 遥感和测绘 238 
5 其他应用领域 239 
5.1 视频监控 239 
5.2 其他多种应用 241  
附录B 相关基础和工具 244 
1 随机场 244 
1.1 随机过程 244 
1.2 随机场模型 247 
2 贝叶斯统计学 251 
3 图论 256 
4 压缩感知 260 
5 人工智能和神经网络 262 
6 数学形态学 266 
7 杂项 270 词头索引278

图像是人类一睁眼就可看到的一种媒体，含有丰富的信息。人类从外界获得的信息大部分都来自视觉系统，可以说是从图像中“看”出来的。图像工程是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，目前包括三个层次，即图像处理、图像分析和图像理解。借助这三个层次的图像技术，可以对图像进行采集、加工，并且提取其中的信息，识别其中的内容，从而对客观场景做出解释，以指导工作和行动。要了解一门学科，就需要具体学习其特定的一系列概念和术语；要在一个领域开展工作，就需要对其范围、分支有整体的、系统的认识。本套丛书参考近30年来对图像工程研究应用及其发展的统计综述情况，全面地、分门别类地对图像工程进行介绍。整套丛书共分3册（篇），分别为图像处理篇、图像分析篇、图像理解篇。本套丛书采用词条的形式组织内容，通过对词头名词的定义和描述，利用相应的图、表、公式对词头名词进行全面、细致的解释。为了建立相关词头名词间的联系，书中使用了三级引导标记，分别是、、。这些标记主要用来强调不同词条间的相互关系。同一个下引导的词条有一定的从属关系，但不同下引导的词条并没有严格的同级关系。一个下的词条与前一个或下引导的词条有联系，而一个下引导的词条与前一个或下引导的词条也有联系。另外，书中用黑体字表示的名词也作为词头，可通过参阅相应词条获得进一步介绍，以增加对当前词条的了解。本书内容聚焦图像工程的第三个层次——图像理解。第?1?章介绍图像，第?2?章介绍图像工程，第?3?章介绍图像匹配和融合，第?4?章介绍景物重建和场景恢复，第?5?章介绍图像描述和场景解释，第6章介绍基于内容的图像检索，第7章介绍时空技术和行为理解。附录?A?介绍图像工程技术应用，附录?B?介绍相关基础和工具，相当于先修知识和参考资料。本书在?7?章和?2?个附录下共分成了39节（二级标题）、114小节（三级标题）。在每个小节下，有若干（一般为十多个到几十个，平均约为20个）词条。全书共有2306个词条。有些词条的词头名词还包括同义词、简称或缩写词（在词头处用隔开），全书共有454个同义词和缩写词。所有词头名词以及同义词、简称或缩写词均列在书末的索引中，可以按拼音顺序查找。全书还包括编了号的204幅插图和13个表格。 一方面，本套丛书可作为相关学科专业高年级本科生全面了解和深入学习图像工程的参考书，也可供其他专业本科生在用到图像工程相关技术名词时进行查阅，帮助他们了解相关技术的基本原理并开展科研活动，以及完成毕业设计和学位论文。另一方面，本套丛书也适合相关领域研究单位和公司的研发人员阅读，以了解图像工程中的各种技术和方法并作为科研参考。感谢电子工业出版社编辑认真细致的加工。最后，感谢妻子何芸、女儿章荷铭等家人在各方面的理解和支持。

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图像工程百科（图像理解篇）