Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений (3-е изд., 2012)

ÐÀÔÀÝË Ñ. ÃÎÍÑÀËÅÑ,ÐÈ×ÀÐÄ Å. ÂÓÄÑÖèôðîâàÿ îáðàáîòêàèçîáðàæåíèéÒðåòüå èçäàíèå,èñïðàâëåííîå è äîïîëíåííîåÏåðåâîä ñ àíãëèéñêîãîË.È. Ðóáàíîâà, Ï.À. ×î÷èàÍàó÷íûé ðåäàêòîð ïåðåâîäàÏ.À. ×î÷èàИздано при финансовой поддержке Федерального агентствапо печати и массовым коммуникациям в рамках Федеральнойцелевой программы «Культура России (2012-2018 годы)»УДК 004.932ББК 32.81Г65Г65 Гонсалес Р., Вудс Р.Цифровая обработка изображенийИздание 3-е, исправленное и дополненноеМосква: Техносфера, 2012. – 1104 с.

, ISBN 978-5-94836-331-8Настоящее издание является результатом значительной переработки книги «Цифровая обработка изображений» (Гонсалес и Уинтц, 1977 г. и 1978 г.; Гонсалес и Вудс, 1992 г.и 2002 г.). Одна из важнейших причин популярности книги, которая уже более 30 летявляется мировым лидером в своей области – высокая степень внимания авторов к изменению образовательных потребностей читателя. Нынешнее издание базируется насамом обширном из когда-либо проводившихся исследований читательского мнения.Как и прежде, основные цели книги — служить введением в основные понятия иметоды цифровой обработки изображений, а также создать основу для последующегоизучения и проведения самостоятельных исследований в этой области. Все разделысопровождаются большим количеством примеров и иллюстраций.Книга рассчитана на научных работников, профессиональных программистов,специалистов по компьютерному дизайну, студентов и преподавателей.

Книга постояннозанимает первое место в рейтинге продаж Amazon.com и широко используется разработчиками и дизайнерами.УДК 004.932ББК 32.81Authorized translation from the English language edition, entitled DIGITAL IMAGEPROCESSING: International Version 3rd Edition; ISBN 0132345633, by GONZALEZ, RAFAEL C; WOODS, RICHARD E., published by Pearson Education, Inc,publishing as Prentice Hall. Copyright ©2008 by Pearson Education, Inc.All rights reserved.

No part of this book may be reproduced or transmitted in any formor by any means, electronic or mechanical, including photocopying, recording or byany information storage retrieval system, without permission from Pearson Education,Inc. RUSSIAN language edition published by TECHNOSPHERA publishers.Copyright ©2012Авторизованный перевод издания на английском языке, под названием DIGITALIMAGE PROCESSING (ЦИФРОВАЯ ОБРАБОТКА ИЗОБРАЖЕНИЙ):Международная версия, 3-e Издание; ISBN 0132345633, GONZALEZ, RAFAEL C;WOODS, RICHARD E., изданного компанией Pearson Education, Inc,опубликованного Prentice Hall, Copyright ©2008, Pearson Education, Inc. Все правазащищены.

Никакая часть этой книги не может быть воспроизведена илипередана в любой форме или любыми средствами, электронными илимеханическими, включая фотокопирование, запись или извлечение любойинформации из поисковой системы без получения разрешения от компанииPearson Education, Inc.© 2012, ЗАО «РИЦ «Техносфера», перевод на русский язык, оригинал-макет,оформлениеISBN 978-5-94836-331-8ISBN 978-0-13-234563-7 (англ.)Саманте и Дженис,Дэвиду и ДжонатануÑîäåðæàíèåПредисловие к английскому изданиюБлагодарностиСайт книги в сети ИнтернетОб авторахРафаэл С.

ГонсалесРичард Е. ВудсПредисловие научного редактора перевода11151617171819Глава 1. Введение1.1. Что такое цифровая обработка изображений?1.2. Истоки цифровой обработки изображений1.3. Примеры областей применения цифровой обработки изображений1.3.1. Формирование изображений с помощью гамма-лучей1.3.2. Рентгеновские изображения1.3.3. Изображения в ультрафиолетовом диапазоне1.3.4. Изображения в видимом и инфракрасном диапазонах1.3.5. Изображения в микроволновом диапазоне1.3.6. Изображения в диапазоне радиоволн1.3.7. Примеры, иллюстрирующие другие способы формированияизображений1.4.

Основные стадии цифровой обработки изображений1.5. Компоненты системы обработки изображенийЗаключениеСсылки и литература для дальнейшего изученияЛитература, добавленная при переводе22222429303234364344Глава 2. Основы цифрового представления изображенийВведение2.1. Элементы зрительного восприятия2.1.1. Строение человеческого глаза2.1.2. Формирование изображения в глазу2.1.3. Яркостная адаптация и контрастная чувствительность2.2. Свет и электромагнитный спектр2.3.

Считывание и регистрация изображения2.3.1. Регистрация изображения с помощью одиночного сенсора2.3.2. Регистрация изображения с помощью линейки сенсоров2.3.3. Регистрация изображения с помощью матрицы сенсоров2.3.4. Простая модель формирования изображения2.4. Дискретизация и квантование изображения2.4.1. Основные понятия, используемые при дискретизации и квантовании2.4.2. Представление цифрового изображения2.4.3. Пространственное и яркостное разрешения2.4.4. Интерполяция цифрового изображения65656566697074787980828385858792994651545858614Содержание2.5. Некоторые фундаментальные отношения между пикселями2.5.1. Соседи отдельного элемента2.5.2.

Смежность, связность, области и границы2.5.3. Меры расстояния2.6. Введение в математический аппарат, применяемый в цифровойобработке изображений2.6.1. Поэлементные и матричные операции2.6.2. Линейные и нелинейные преобразования2.6.3. Арифметические операции2.6.4.

Теоретико-множественные и логические операции2.6.5. Пространственные операции2.6.6. Векторные и матричные операции2.6.7. Преобразования изображений2.6.8. Вероятностные методыЗаключениеСсылки и литература для дальнейшего изученияЗадачиГлава 3. Яркостные преобразования и пространственная фильтрацияВведение3.1. Предпосылки3.1.1. Основы яркостных преобразований и пространственнойфильтрации3.1.2.

О примерах, приводимых в данной главе3.2. Некоторые основные градационные преобразования3.2.1. Преобразование изображения в негатив3.2.2. Логарифмическое преобразование3.2.3. Степенные преобразования (гамма-коррекция)3.2.4. Кусочно-линейные функции преобразований3.3. Видоизменение гистограммы3.3.1. Эквализация гистограммы3.3.2. Приведение гистограммы (задание гистограммы)3.3.3. Локальная гистограммная обработка3.3.4.

Использование гистограммных статистик для улучшенияизображения3.4. Основы пространственной фильтрации3.4.1. Механизмы пространственной фильтрации3.4.2. Пространственная корреляция и свертка3.4.3. Векторное представление линейной фильтрации3.4.4.

Формирование масок пространственных фильтров3.5. Сглаживающие пространственные фильтры3.5.1. Линейные сглаживающие фильтры3.5.2. Фильтры, основанные на порядковых статистиках (нелинейныефильтры)3.6. Пространственные фильтры повышения резкости3.6.1. Основы3.6.2. Повышение резкости изображений с использованием вторыхпроизводных: лапласиан3.6.3.

Нерезкое маскирование и фильтрация с подъемом высоких частот3.6.4. Использование производных первого порядка для (нелинейного)повышения резкости изображений: градиент3.7. Комбинирование методов пространственного улучшения102102102105107107108109115121129130133135136138143143143143146147147148150155160162170179181186186188193193194195199200201203207209212Содержание3.8. Применение нечетких методов для яркостных преобразованийи пространственной фильтрации3.8.1.

Введение3.8.2. Начала теории нечетких множеств3.8.3. Использование нечетких множеств3.8.4. Использование нечетких множеств для яркостных преобразований3.8.5. Использование нечетких множеств для пространственнойфильтрацииЗаключениеСсылки и литература для дальнейшего изученияЗадачиГлава 4. Фильтрация в частотной областиВведение4.1. Основы4.1.1. Краткая история ряда и преобразования Фурье4.1.2. О примерах, приводимых в данной главе4.2.

Предварительные понятия4.2.1. Комплексные числа4.2.2. Ряды Фурье4.2.3. Импульсы и их свойство отсеивания4.2.4. Преобразование Фурье функции одной непрерывнойпеременной4.2.5. Свертка4.3. Дискретизация и преобразование Фурье дискретных функций4.3.1. Дискретизация4.3.2. Преобразование Фурье дискретизованных функций4.3.3. Теорема отсчетов4.3.4. Наложение спектров4.3.5. Реконструкция (восстановление) функции из отсчетов4.4. Дискретное преобразование Фурье (ДПФ) одной переменной4.4.1. Получение ДПФ из непрерывного преобразованиядискретизованных функций4.4.2. Взаимосвязь между шагом дискретизации и частотнымиинтервалами4.5.

Расширение на функции двух переменных4.5.1. Двумерный импульс и его свойство отсеивания4.5.2. Пара двумерных непрерывных преобразований Фурье4.5.3. Двумерная дискретизация и двумерная теорема отсчетов4.5.4. Наложение спектров при преобразовании изображений4.5.5. Двумерное дискретное преобразование Фурье и его обращение4.6. Некоторые свойства двумерного дискретного преобразования Фурье4.6.1. Взаимосвязи пространственных и частотных интервалов4.6.2. Сдвиг и поворот4.6.3. Периодичность4.6.4. Свойства симметрии4.6.5. Фурье-спектр и фаза4.6.6. Двумерная теорема о свертке4.6.7. Краткое изложение свойств двумерного дискретногопреобразования Фурье4.7.

Основы фильтрации в частотной области4.7.1. Дополнительные характеристики частотной области52172172182222322352382382392462462472472482492492502502522562572582582612642672682682712722722732742762842842842852852872932983043043046Содержание4.7.2. Основы частотной фильтрации4.7.3. Последовательность шагов частотной фильтрации4.7.4. Соответствие между пространственными и частотными фильтрами4.8. Частотные фильтры сглаживания изображения4.8.1. Идеальные фильтры низких частот4.8.2. Фильтры низких частот Баттерворта4.8.3.