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作者簡介
目次
商品簡介
立體視覺是計算機視覺研究的主要熱點之一。博古斯拉夫·賽干內克和保羅·希伯特編著的《三維計算機視覺技術和算法導論》是比較全面深入地介紹三維計算機視覺的著作，此書對立體匹配和三維重建中的基礎理論和方法進行了詳細闡述，同時用大量C++ 和Matlab代碼來詮釋一些典型算法。本書包括基于張量的圖像特征提取、尺度空間視覺、圖像匹配、三維重構和拼接，以及大量的C++和Matlab代碼和實例。
該書對三維測量、逆向工程、移動機器人環境建模和導航、環境監控等的研究有很大的幫助，非常適合進行相關領域的科研工作者和學生使用。
該書對三維測量、逆向工程、移動機器人環境建模和導航、環境監控等的研究有很大的幫助，非常適合進行相關領域的科研工作者和學生使用。
作者簡介
陸軍 黑龍江哈爾濱人，哈爾濱工程大學教授，博士。1994年哈爾濱船舶工程學院碩士畢業，同年留校任教。2008.10—2009.10在美國密歇根州立大學從事訪問研究。長期從事計算機視覺、機器人和智能控制等方面的研究工作。先后主持國家人力資源和社會保障部留學人員科技活動擇優資助項目1項，黑龍江省自然科學基金項目1項，參加國家自然基金等項目多項，出版著作2部，發表文章40余篇，其中被SCI和EI收錄多篇。受理發明專利5項。獲國防科學技術進步獎一等獎2項，省部級科學技術進步獎二等獎1項、三等獎3項。
目次
第一部分
第1章 引言
1.1 立體圖像和深度感知
1.2 三維視覺系統
1.3 三維視覺應用
1.4 內容概述：三維立體視覺任務
第2章 視覺研究歷史的簡要回顧
2.1 摘要
2.2 視覺研究回顧
2.3 小結
2.3.1 延伸閱讀
第二部分
第3章 二維和三維視覺的形成
3.1 摘要
3.2 人類視覺系統 第一部分
第1章 引言
1.1 立體圖像和深度感知
1.2 三維視覺系統
1.3 三維視覺應用
1.4 內容概述：三維立體視覺任務
第2章 視覺研究歷史的簡要回顧
2.1 摘要
2.2 視覺研究回顧
2.3 小結
2.3.1 延伸閱讀
第二部分
第3章 二維和三維視覺的形成
3.1 摘要
3.2 人類視覺系統
3.3 圖像幾何與圖像獲取
3.3.1 射影變換
3.3.2 簡單相機系統：小孔成像模型
3.3.3 小孔相機的射影變換
3.3.4 特殊的相機布置
3.3.5 實際相機系統參數
3.4 雙目立體采集系統
3.4.1 對極幾何
3.4.2 標準立體相機系統
3.4.3 一般情況下的差異
3.4.4 雙焦點、三焦點和多焦點張量
3.4.5 本質矩陣和基礎矩陣的獲得
3.4.6 外點的處理
3.4.7 折反射立體視覺系統
3.4.8 圖像校正
3.4.9 雙目視覺的深度分辨率
3.4.1 0立體圖像和參考數據
3.5 立體匹配約束
3.6 相機標定
3.6.1 標準標定方法
3.6.2 光度校正
3.6.3 自標定
3.6.4 雙目標定
3.7 應用實例
3.7.1 圖像表達和基本結構
3.8 附錄：小孔相機變換的推導
3.9 小結
3.9.1 延伸閱讀
3.9.2 問題和習題
第4章 圖像匹配的底層圖像處理
4.1 摘要
4.2 基本概念
4.2.1 卷積和濾波
4.2.2 濾波器的可分離性
4.3 離散均值
4.3.1 高斯濾波器
4.3.2 二項式濾波器
4.4 離散微分
4.4.1 優化的微分濾波器
4.4.2 Savitzky-Golay濾波器
4.5 邊緣檢測
4.5.1 基于信號梯度的邊緣檢測
4.5.2 基于Savitzky-Golay濾波器的邊緣檢測
4.5.3 拉普拉斯一高斯算子
4.5.4 高斯差分算子
4.5.5 形態學邊緣檢測算子
4.6 結構張量
4.6.1 圖像的局部方向鄰域
4.6.2 局部鄰域的張量表達
4.6.3 基于結構張量的多通道圖像處理
4.7 角點檢測
4.7.1 常見的角點檢測算子
4.7.2 基于結構張量的角點檢測
4.8 實例
4.8.1 C++實現
4.8.2 形態學算子的實現
4.8.3 Matlab的例子：SVD的計算
4.9 小結
4.9.1 延伸閱讀
4.9.2 問題和練習
第5章 尺度空間視覺
5.1 摘要
5.2 基本概念
5.2.1 背景
5.2.2 圖像尺度
5.2.3 基于尺度的圖像匹配t
5.3 尺度空間的構建
5.3.1 高斯尺度空間
5.3.2 微分尺度空間
5.4 多分辨率金字塔
5.4.1 多分辨率金字塔的引入
5.4.2 如何構建金字塔
5.4.3 常規高斯金字塔的構建
5.4.4 拉普拉斯高斯（kG）金字塔
5.4.5 高斯金字塔層數的擴展
5.4.6 半金字塔
5.5 實例
5.5.1 C++例子
5.5.2 Matlab例子
5.6 小結
5.6.1 本章 小結
5.6.2 延伸閱讀
5.6.3 問題和練習
第6章 圖像匹配算法
6.1摘要
6.2 基本概念
6.3 匹配度量
6.3.1 圖像區域的距離
6.3.2 位串的匹配距離
6.3.3 多通道圖像的匹配距離
6.3.4 基于信息理論的度量
6.3.5 直方圖匹配
6.3.6 距離的高效計算
6.3.7 非參數圖像變換
6.3.8 用于圖像匹配的對數極坐標變換
6.4 匹配的計算問題
6.4.1 遮擋
6.4.2 亞像素級的視差估計
6.4.3 立體算法的評價方法
6.5 立體匹配方法的多樣性
6.5.1 立體匹配算法的結構
6.6 區域基匹配
6.6.1 基本搜索方法
6.6.2 匹配代價的解釋
6.6.3 面向點的實現
6.6.4 面向視差的實現
6.6.5 區域基匹配的復雜性
6.6.6 視差圖的交叉檢查
6.6.7 實際應用中的區域基匹配
6.7 區域基彈性匹配
6.7.1 單一尺度上的彈性匹配
6.7.2 彈性匹配的概念
6.7.3 尺度基搜索
6.7.4 尺度空間的粗到精匹配
6.7.5 尺度細分
6.7.6 尺度上的信任度
6.7.7 最終的多分辨率匹配
6.8 基于特征的圖像匹配
6.8.1 過零匹配
6.8.2 基于角點的匹配
6.8.3 基于邊緣的匹配：Shirai方法
6.9 基于梯度的匹配
6.10 動態規劃方法
6.10.1 立體問題的動態規劃求解
6.11 圖割方法
6.11.1 圖割算法
6.11.2 體素標簽立體匹配
6.11.3 像素標簽立體匹配
6.12 光流法
6.13 實際例子
6.13.1 立體匹配的C++層次結構
6.13.2 對數極坐標變換
6.14 小結
6.14.1 延伸閱讀
6.14.2 問題與練習
第7章 空間重構和多視拼接
7.1 摘要
7.2 一般性的三維重構
7.2.1 三角測量
7.2.2 基于尺度的重構
7.2.3 基于透視變換的重構
7.3 多視拼接
7.3.1 隱式表面和移動立方體算法
7.3.2 直接網格拼接
7.4 小結
7.4.1 延伸閱讀
第8章 實例
8.1 摘要
8.2 用于視障人士的三維系統
8.3 臉和身體的建模
8.3.1 臉和身體捕獲系統的開發
8.3.2 圖像分辨率、三維分辨率以及對應用的影響
8.3.3 用于虛擬人構建的三維捕獲和分析管道
8.4 醫學和獸醫上的應用
8.4.1 三維診斷圖像的開發
8.4.2 三維圖像的診斷要求
8.4.3 基于三維表面解剖學的診斷評估
8.4.4 基本三維解剖學測量的抽取
8.4.5 基于稠密匹配的向量場的面分析
8.4.6 特征空間方法
8.4.7 臨床診斷和獸醫學實例
8.4.8 多模三維成像
8.5 電影修復
8.6 小結
8.6.1 延伸閱讀
第三部分
第9章 射影幾何基礎
9.1 摘要
9.2 齊次坐標
9.3 點、線和對偶規則
9.4 在無窮遠處的點和線
9.5 二次曲線基礎
9.5.1 二維空間上的二次曲線
9.5.2 在三維空間上的二次曲線
9.6 透視投影變換群
9.6.1 透視投影基底
9.6.2 超平面
9.6.3 透視投影單應性
9.7 透視投影不變性
9.8 小結
9.8.1 延伸閱讀
第10章 圖像處理中張量計算基礎
10.1 摘要
10.2 基本概念
10.2.1 線性算子
10.2.2 坐標變換：雅可比矩陣
10.3 基底的改變
10.4 張量變換定律
10.5 度量張量
10.5.1 曲線坐標系中的協變分量和逆變分量
10.5.2 第一基礎形式
10.6 簡單張量代數
lO.6.1 張量和
10.6.2 張量積
10.6.3 張量縮并和張量內積
10.6.4 縮減到主軸
10.6.5 張量不變量
10.7 小結
10.7.1 延伸閱讀
第11章 圖像中的失真和噪聲
11.1 摘要
11.2 噪聲的類型和模型
11.3 生成噪聲測試圖像
11.4 正態分布隨機數的產生
11.5 小結
11.5.1 延伸閱讀
第12章 圖像扭曲處理
12.1 摘要
12.2 圖像扭曲系統的結構
12.3 坐標變換模塊
12.3.1 平面的射影變換和仿射變換
12.3.2 多項式變換
12.3.3 通用坐標映射
12.4 像素值插值
12.4.1 雙線性插值
12.4.2 非標量值像素的插值
12.5 扭曲引擎
12.6 圖像扭曲軟件模型
12.6.1 坐標變換層
12.6.2 插值層
12.6.3 圖像扭曲層
12.7 圖像扭曲實例
12.8 由匹配點確定線性變換
12.8.1 基于圖像的線性代數
12.9 小結
12.9.1 延伸閱讀
第13章 圖像處理和計算機視覺中的編程技術
13.1 摘要
13.2 有用的技術和方法
13.2.1 設計與實現
13.2.2 模板類
13.2.3 代碼正確性的評估
13.2.4 代碼調試問題
13.3 設計模式
13.3.1 模板函數對象
13.3.2 句柄一體或橋
13.3.3 組合
13.3.4 策略
13.3.5 類策略和類特性
13.3.6 單例
13.3.7 代理
13.3.8 工廠（Factory）方法
13.3.9 原型
13.4 對象的生命周期和內存管理
13.5 圖像處理平臺
13.5.1 圖像處理庫
13.5.2 不同平臺的軟件編寫
13.6 結論
13.6.1 延伸閱讀
第14章 圖像處理庫
參考文獻
致謝
第1章 引言
1.1 立體圖像和深度感知
1.2 三維視覺系統
1.3 三維視覺應用
1.4 內容概述：三維立體視覺任務
第2章 視覺研究歷史的簡要回顧
2.1 摘要
2.2 視覺研究回顧
2.3 小結
2.3.1 延伸閱讀
第二部分
第3章 二維和三維視覺的形成
3.1 摘要
3.2 人類視覺系統 第一部分
第1章 引言
1.1 立體圖像和深度感知
1.2 三維視覺系統
1.3 三維視覺應用
1.4 內容概述：三維立體視覺任務
第2章 視覺研究歷史的簡要回顧
2.1 摘要
2.2 視覺研究回顧
2.3 小結
2.3.1 延伸閱讀
第二部分
第3章 二維和三維視覺的形成
3.1 摘要
3.2 人類視覺系統
3.3 圖像幾何與圖像獲取
3.3.1 射影變換
3.3.2 簡單相機系統：小孔成像模型
3.3.3 小孔相機的射影變換
3.3.4 特殊的相機布置
3.3.5 實際相機系統參數
3.4 雙目立體采集系統
3.4.1 對極幾何
3.4.2 標準立體相機系統
3.4.3 一般情況下的差異
3.4.4 雙焦點、三焦點和多焦點張量
3.4.5 本質矩陣和基礎矩陣的獲得
3.4.6 外點的處理
3.4.7 折反射立體視覺系統
3.4.8 圖像校正
3.4.9 雙目視覺的深度分辨率
3.4.1 0立體圖像和參考數據
3.5 立體匹配約束
3.6 相機標定
3.6.1 標準標定方法
3.6.2 光度校正
3.6.3 自標定
3.6.4 雙目標定
3.7 應用實例
3.7.1 圖像表達和基本結構
3.8 附錄：小孔相機變換的推導
3.9 小結
3.9.1 延伸閱讀
3.9.2 問題和習題
第4章 圖像匹配的底層圖像處理
4.1 摘要
4.2 基本概念
4.2.1 卷積和濾波
4.2.2 濾波器的可分離性
4.3 離散均值
4.3.1 高斯濾波器
4.3.2 二項式濾波器
4.4 離散微分
4.4.1 優化的微分濾波器
4.4.2 Savitzky-Golay濾波器
4.5 邊緣檢測
4.5.1 基于信號梯度的邊緣檢測
4.5.2 基于Savitzky-Golay濾波器的邊緣檢測
4.5.3 拉普拉斯一高斯算子
4.5.4 高斯差分算子
4.5.5 形態學邊緣檢測算子
4.6 結構張量
4.6.1 圖像的局部方向鄰域
4.6.2 局部鄰域的張量表達
4.6.3 基于結構張量的多通道圖像處理
4.7 角點檢測
4.7.1 常見的角點檢測算子
4.7.2 基于結構張量的角點檢測
4.8 實例
4.8.1 C++實現
4.8.2 形態學算子的實現
4.8.3 Matlab的例子：SVD的計算
4.9 小結
4.9.1 延伸閱讀
4.9.2 問題和練習
第5章 尺度空間視覺
5.1 摘要
5.2 基本概念
5.2.1 背景
5.2.2 圖像尺度
5.2.3 基于尺度的圖像匹配t
5.3 尺度空間的構建
5.3.1 高斯尺度空間
5.3.2 微分尺度空間
5.4 多分辨率金字塔
5.4.1 多分辨率金字塔的引入
5.4.2 如何構建金字塔
5.4.3 常規高斯金字塔的構建
5.4.4 拉普拉斯高斯（kG）金字塔
5.4.5 高斯金字塔層數的擴展
5.4.6 半金字塔
5.5 實例
5.5.1 C++例子
5.5.2 Matlab例子
5.6 小結
5.6.1 本章 小結
5.6.2 延伸閱讀
5.6.3 問題和練習
第6章 圖像匹配算法
6.1摘要
6.2 基本概念
6.3 匹配度量
6.3.1 圖像區域的距離
6.3.2 位串的匹配距離
6.3.3 多通道圖像的匹配距離
6.3.4 基于信息理論的度量
6.3.5 直方圖匹配
6.3.6 距離的高效計算
6.3.7 非參數圖像變換
6.3.8 用于圖像匹配的對數極坐標變換
6.4 匹配的計算問題
6.4.1 遮擋
6.4.2 亞像素級的視差估計
6.4.3 立體算法的評價方法
6.5 立體匹配方法的多樣性
6.5.1 立體匹配算法的結構
6.6 區域基匹配
6.6.1 基本搜索方法
6.6.2 匹配代價的解釋
6.6.3 面向點的實現
6.6.4 面向視差的實現
6.6.5 區域基匹配的復雜性
6.6.6 視差圖的交叉檢查
6.6.7 實際應用中的區域基匹配
6.7 區域基彈性匹配
6.7.1 單一尺度上的彈性匹配
6.7.2 彈性匹配的概念
6.7.3 尺度基搜索
6.7.4 尺度空間的粗到精匹配
6.7.5 尺度細分
6.7.6 尺度上的信任度
6.7.7 最終的多分辨率匹配
6.8 基于特征的圖像匹配
6.8.1 過零匹配
6.8.2 基于角點的匹配
6.8.3 基于邊緣的匹配：Shirai方法
6.9 基于梯度的匹配
6.10 動態規劃方法
6.10.1 立體問題的動態規劃求解
6.11 圖割方法
6.11.1 圖割算法
6.11.2 體素標簽立體匹配
6.11.3 像素標簽立體匹配
6.12 光流法
6.13 實際例子
6.13.1 立體匹配的C++層次結構
6.13.2 對數極坐標變換
6.14 小結
6.14.1 延伸閱讀
6.14.2 問題與練習
第7章 空間重構和多視拼接
7.1 摘要
7.2 一般性的三維重構
7.2.1 三角測量
7.2.2 基于尺度的重構
7.2.3 基于透視變換的重構
7.3 多視拼接
7.3.1 隱式表面和移動立方體算法
7.3.2 直接網格拼接
7.4 小結
7.4.1 延伸閱讀
第8章 實例
8.1 摘要
8.2 用于視障人士的三維系統
8.3 臉和身體的建模
8.3.1 臉和身體捕獲系統的開發
8.3.2 圖像分辨率、三維分辨率以及對應用的影響
8.3.3 用于虛擬人構建的三維捕獲和分析管道
8.4 醫學和獸醫上的應用
8.4.1 三維診斷圖像的開發
8.4.2 三維圖像的診斷要求
8.4.3 基于三維表面解剖學的診斷評估
8.4.4 基本三維解剖學測量的抽取
8.4.5 基于稠密匹配的向量場的面分析
8.4.6 特征空間方法
8.4.7 臨床診斷和獸醫學實例
8.4.8 多模三維成像
8.5 電影修復
8.6 小結
8.6.1 延伸閱讀
第三部分
第9章 射影幾何基礎
9.1 摘要
9.2 齊次坐標
9.3 點、線和對偶規則
9.4 在無窮遠處的點和線
9.5 二次曲線基礎
9.5.1 二維空間上的二次曲線
9.5.2 在三維空間上的二次曲線
9.6 透視投影變換群
9.6.1 透視投影基底
9.6.2 超平面
9.6.3 透視投影單應性
9.7 透視投影不變性
9.8 小結
9.8.1 延伸閱讀
第10章 圖像處理中張量計算基礎
10.1 摘要
10.2 基本概念
10.2.1 線性算子
10.2.2 坐標變換：雅可比矩陣
10.3 基底的改變
10.4 張量變換定律
10.5 度量張量
10.5.1 曲線坐標系中的協變分量和逆變分量
10.5.2 第一基礎形式
10.6 簡單張量代數
lO.6.1 張量和
10.6.2 張量積
10.6.3 張量縮并和張量內積
10.6.4 縮減到主軸
10.6.5 張量不變量
10.7 小結
10.7.1 延伸閱讀
第11章 圖像中的失真和噪聲
11.1 摘要
11.2 噪聲的類型和模型
11.3 生成噪聲測試圖像
11.4 正態分布隨機數的產生
11.5 小結
11.5.1 延伸閱讀
第12章 圖像扭曲處理
12.1 摘要
12.2 圖像扭曲系統的結構
12.3 坐標變換模塊
12.3.1 平面的射影變換和仿射變換
12.3.2 多項式變換
12.3.3 通用坐標映射
12.4 像素值插值
12.4.1 雙線性插值
12.4.2 非標量值像素的插值
12.5 扭曲引擎
12.6 圖像扭曲軟件模型
12.6.1 坐標變換層
12.6.2 插值層
12.6.3 圖像扭曲層
12.7 圖像扭曲實例
12.8 由匹配點確定線性變換
12.8.1 基于圖像的線性代數
12.9 小結
12.9.1 延伸閱讀
第13章 圖像處理和計算機視覺中的編程技術
13.1 摘要
13.2 有用的技術和方法
13.2.1 設計與實現
13.2.2 模板類
13.2.3 代碼正確性的評估
13.2.4 代碼調試問題
13.3 設計模式
13.3.1 模板函數對象
13.3.2 句柄一體或橋
13.3.3 組合
13.3.4 策略
13.3.5 類策略和類特性
13.3.6 單例
13.3.7 代理
13.3.8 工廠（Factory）方法
13.3.9 原型
13.4 對象的生命周期和內存管理
13.5 圖像處理平臺
13.5.1 圖像處理庫
13.5.2 不同平臺的軟件編寫
13.6 結論
13.6.1 延伸閱讀
第14章 圖像處理庫
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