Предисловие

За последнее десятилетие область применения цифровой обработки изображений значительно расширилась. Этому способствовало повышение скорости работы, а также уменьшение стоимости и размеров цифровых вычислительных машин и технических средств обработки сигналов. Методы обработки изображений уже играют значительную роль в научных исследованиях, промышленности, медицине, космических исследованиях и информационных системах. Примерами применения этих методов могут служить цифровая передача изображений с космических кораблей, видеотелефонная связь по телефонным каналам, повышение четкости изображений, создаваемых электронным микроскопом, коррекция искажений изображений, принимаемых из космоса, автоматический анализ характера местности, исследование природных ресурсов по фотоснимкам, передаваемым со спутников Земли, армирование и улучшение качества биологических и медицинских изображений, включая рентгенограммы, термограммы и изображения, радиоизотопной диагностики, автоматическое составление карт по аэрофотоснимкам, обнаружение дефектов в деталях машин с помощью промышленных  рентгенограмм. Нет сомнения, что со временем методы обработки изображений найдут еще более широкое применение в медицине, во многих случаях облегчая врачу постановку диагноза, и в технике. Действия робота, наделенного «зрением», будут основываться на автоматическом анализе сцен. Эффективные методы кодирования изображений, по-видимому, позволят в будущем создать индивидуальные каналы двусторонней телевизионной связи как личного, так и служебного пользования.

Эта книга предназначается в качестве руководства по курсу «Цифровая обработка изображений» для студентов и аспирантов, специализирующихся в области электронной и вычислительной техники, и может быть также использована в качестве справочного пособия научными работниками и инженерами, связанными с исследованиями и практическими разработками в области обработки изображений. Цифровая обработка изображений — предмет широкого профиля, охватывающий вопросы физики, физиологии, электронной и вычислительной техники, математики. Предполагается, что читатель имеет подготовку в какой-либо из этих областей , в объеме программы технического вуза. Весьма желательно (но не обязательно) знакомство с теорией линейных систем, векторной алгеброй, теорией вероятностей и теорией случайных процессов. Книга разделена на шесть частей. Часть 1, состоящая из трех глав, посвящена непрерывным изображениям. Здесь дано математическое представление непрерывного изображения, описаны психофизические свойства зрения человека и рассмотрены вопросы фотометрии и колориметрии. В части 2 приведены методы дискретизации и квантования, вопросы математического описания дискретных изображений и выбора критериев для оценки качества изображения. В части 3 обсуждаются методы двумерной обработки сигналов. Рассматриваются обобщенные линейные операторы, операторы псевдообращения, суперпозиции и свертки, я также операторы унитарных преобразований, в частности преобразований Фурье, Адамара и Карунена-Лозва. В заключительной главе части 3 проводится сравнительный анализ линейных методов фильтрации, основанных на непосредственном вычислении свертки, выполнении преобразования Фурье и рекурсивной фильтрации.

В части 4 описываются методы улучшения в реставрации изображений. Для улучшения изображений используются операции, в результате которых изображение становится субъективно более приемлемым для зрительного восприятия либо облегчается визуальный или машинный анализ изображения, Задача реставрации состоит в том, чтобы повысить верность изображения» скорректировав искажения. В части 5 основное внимание сосредоточено на вопросах анализа сцеп и интерпретации изображений. Рассматриваются задачи выделения и измерения признаков, обнаружения объектов, совмещения изображений, символического описания изображений, а также системы понимания изображений. Часть 6 посвящена вопросам кодирования изображений, осуществляемого с целью сокращения количества двоичных единиц, затрачиваемых на описание одноцветных и цветных изображений в системах передачи и запоминания изображений. Хотя монография охватывает чрезвычайно широкий круг вопросов, многие темы, относящиеся к области обработки изображений, пришлось опустить из-за ограниченного объема книги.

Среди них наиболее важными являются распознавание в классификации образов, цифровая голография и томография. Библиография по этим вопросам дана в приложении 1.

У. К. Прэтт
Малибу, Калифорния.
январь, 1978