前言

拓扑纹理是人类视觉的一个重要组成部分，目前大多数纹理研究集中在Brodatz纹理集上，而在拓扑纹理图像中，纹理的外观实质上并不同于Brodatz纹理集所描述的内容，迄今为止还难以适当地为其建模。为此有关专家进行了大量的探索研究，但未能获得有关拓扑纹理的去噪、色彩复原、分割、修补、配准等问题的有效解释。

本书是关于拓扑纹理图像去噪、图像色彩复原、图像分割、图像修补和图像配准技术及其应用研究的最新成果总结，内容注重理论与实践并重，针对性与系统性较强。本书是在浙江省自然科学基金项目“拓扑纹理图像预处理及特征流形学习关键问题研究”（Y1080343）、浙江省科技厅公益技术研究工业项目“数码喷墨印花纹理分析系统的研究与开发”（2010C31027）和国家自然科学基金项目“基于认知发育模型的学习方法研究”（61070113）资助下所积累的研究成果基础上完成的，并融入了国内外的一些最新研究成果。本书的特点是紧跟国际、国内学术发展动态，以作者学术研究成果为基础，以国际、国内技术发展为主线，讨论目前拓扑纹理图像研究领域里的热点问题，主要内容均有研究实验结果和应用价值。

全书分为8章，第1章结合国内外研究的发展趋势，介绍有关拓扑纹理图像预处理领域的研究进展。第2章研究含噪拓扑纹理图像中不规则纹理的外观建模技术及保边去噪模型，并设计支持拓扑纹理图像保边去噪算法，以有效提高对复杂纹线拓扑形变的自适应能力。第3章研究能对多色彩通道间相关性进行有效表征和提取的马尔可夫随机场图像模型，并提出一种改进的次优模拟退火算法对拓扑纹理图像进行色彩快速复原。第4章研究支持含噪拓扑纹理图像精确分割的纹理外观轮廓结构建模技术及分割模型，设计一种含噪拓扑纹理图像的精细分割方法，实现其对拓扑纹理图像轮廓结构的表征。第5章研究利用相位场模型的相位分离演化过程，描述相位扩散界面的动态变化行为，实现对边缘轮廓曲线的跟踪，并提出一种基于有限元法的相位场模型数值求解算法，有效提高相位场模型对边缘曲线的表征能力。第6章研究将轮廓曲线的拓扑弯曲度约束引入不连续边集的约束惩罚项中，提出了一种基于改进MS模型的拓扑纹理图像修补算法，使不连续边集的约束同时满足最小长度和最小弯曲度的要求，提高修补结果的正确性。第7章研究基于光流场的图像配准模型，并提出一种基于单元分解光流场的拓扑纹理图像配准算法，通过对单元分解网格生成过程实施局部和整体的灵活度控制，可以有效提高单元分解光流场模型对精细纹理边缘的配准精度。第8章，对全书进行总结，并给出今后的一些研究方向。

本书力求做到深入浅出、通俗易懂。本书在撰写过程中参考了诸多的教材和学术论文，作者对给予本书写作以启迪和支持的朋友表示衷心的感谢。对于所参考内容，由于数量众多，在此没有一一注明，敬请相关作者予以理解和支持。

本书适合从事计算机视觉、通信与图像工程、智能信息处理、模式识别、生物医学工程等信息学科相关专业高年级本科生、研究生学习参考使用，同样也非常适合数字信号处理和数字图像分析及处理专业相关研究人员阅读。

受专业和水平所限，书中在取材和论述过程中难免有疏漏和错误之处，敬请读者提出宝贵意见。

作者

2012年1月