前言

拓撲紋理是人類視覺的一個重要組成部分，目前大多數紋理研究集中在Brodatz紋理集上，而在拓撲紋理圖像中，紋理的外觀實質上并不同于Brodatz紋理集所描述的內容，迄今為止還難以適當地為其建模。為此有關專家進行了大量的探索研究，但未能獲得有關拓撲紋理的去噪、色彩復原、分割、修補、配準等問題的有效解釋。

本書是關于拓撲紋理圖像去噪、圖像色彩復原、圖像分割、圖像修補和圖像配準技術及其應用研究的最新成果總結，內容注重理論與實踐并重，針對性與系統性較強。本書是在浙江省自然科學基金項目“拓撲紋理圖像預處理及特征流形學習關鍵問題研究”（Y1080343）、浙江省科技廳公益技術研究工業項目“數碼噴墨印花紋理分析系統的研究與開發”（2010C31027）和國家自然科學基金項目“基于認知發育模型的學習方法研究”（61070113）資助下所積累的研究成果基礎上完成的，并融入了國內外的一些最新研究成果。本書的特點是緊跟國際、國內學術發展動態，以作者學術研究成果為基礎，以國際、國內技術發展為主線，討論目前拓撲紋理圖像研究領域里的熱點問題，主要內容均有研究實驗結果和應用價值。

全書分為8章，第1章結合國內外研究的發展趨勢，介紹有關拓撲紋理圖像預處理領域的研究進展。第2章研究含噪拓撲紋理圖像中不規則紋理的外觀建模技術及保邊去噪模型，并設計支持拓撲紋理圖像保邊去噪算法，以有效提高對復雜紋線拓撲形變的自適應能力。第3章研究能對多色彩通道間相關性進行有效表征和提取的馬爾可夫隨機場圖像模型，并提出一種改進的次優模擬退火算法對拓撲紋理圖像進行色彩快速復原。第4章研究支持含噪拓撲紋理圖像精確分割的紋理外觀輪廓結構建模技術及分割模型，設計一種含噪拓撲紋理圖像的精細分割方法，實現其對拓撲紋理圖像輪廓結構的表征。第5章研究利用相位場模型的相位分離演化過程，描述相位擴散界面的動態變化行為，實現對邊緣輪廓曲線的跟蹤，并提出一種基于有限元法的相位場模型數值求解算法，有效提高相位場模型對邊緣曲線的表征能力。第6章研究將輪廓曲線的拓撲彎曲度約束引入不連續邊集的約束懲罰項中，提出了一種基于改進MS模型的拓撲紋理圖像修補算法，使不連續邊集的約束同時滿足最小長度和最小彎曲度的要求，提高修補結果的正確性。第7章研究基于光流場的圖像配準模型，并提出一種基于單元分解光流場的拓撲紋理圖像配準算法，通過對單元分解網格生成過程實施局部和整體的靈活度控制，可以有效提高單元分解光流場模型對精細紋理邊緣的配準精度。第8章，對全書進行總結，并給出今后的一些研究方向。

本書力求做到深入淺出、通俗易懂。本書在撰寫過程中參考了諸多的教材和學術論文，作者對給予本書寫作以啟迪和支持的朋友表示衷心的感謝。對于所參考內容，由于數量眾多，在此沒有一一注明，敬請相關作者予以理解和支持。

本書適合從事計算機視覺、通信與圖像工程、智能信息處理、模式識別、生物醫學工程等信息學科相關專業高年級本科生、研究生學習參考使用，同樣也非常適合數字信號處理和數字圖像分析及處理專業相關研究人員閱讀。

受專業和水平所限，書中在取材和論述過程中難免有疏漏和錯誤之處，敬請讀者提出寶貴意見。

作者

2012年1月