The Image Processing Handbook, Fifth Edition

Preface......Page 6
Acknowledgments......Page 10
Contents......Page 12
Human reliance on images for information......Page 18
Video cameras......Page 21
CCD cameras......Page 23
Camera artifacts and limitations......Page 28
Color cameras......Page 29
Camera resolution......Page 32
CMOS cameras......Page 34
Focusing......Page 35
Electronics and bandwidth limitations......Page 36
Pixels......Page 38
Gray-scale resolution......Page 40
Noise......Page 43
High-depth images......Page 44
Color imaging......Page 48
Digital camera limitations......Page 56
Color spaces......Page 59
Color correction......Page 68
Color displays......Page 72
Image types......Page 74
Range imaging......Page 76
Multiple images......Page 81
Stereoscopy......Page 87
Imaging requirements......Page 93
What we see and why......Page 100
Recognition......Page 103
Technical specs......Page 106
Acuity......Page 111
What the eye tells the brain......Page 113
Spatial comparisons......Page 116
Local to global hierarchies......Page 119
It’s about time......Page 125
The third dimension......Page 129
How versus what......Page 132
Seeing what isn’t there, and vice versa......Page 134
Image compression......Page 136
A world of light......Page 138
Size matters......Page 140
Shape (whatever that means)......Page 143
Context......Page 144
Arrangements must be made......Page 146
Seeing is believing......Page 148
So, in conclusion …......Page 150
Printing......Page 152
Dots on paper......Page 157
Color printing......Page 163
Printing hardware......Page 169
Film recorders......Page 174
Other presentation tools......Page 177
File storage......Page 178
Storage media......Page 179
Magnetic recording......Page 181
Databases for images......Page 183
Browsing and thumbnails......Page 188
Lossless coding......Page 191
Reduced color palettes......Page 197
JPEG compression......Page 198
Wavelet compression......Page 204
Fractal compression......Page 207
Digital movies......Page 209
Contrast expansion......Page 212
Noisy images......Page 216
Neighborhood averaging......Page 220
Neighborhood ranking......Page 231
Other neighborhood noise-reduction methods......Page 242
Defect removal, maximum entropy, and maximum likelihood......Page 247
Nonuniform illumination......Page 252
Fitting a background function......Page 255
Rank leveling......Page 261
Color images......Page 264
Nonplanar views......Page 268
Computer graphics......Page 269
Geometrical distortion......Page 272
Alignment......Page 273
Interpolation......Page 278
Morphing......Page 283
Image Enhancement (Processing in the Spatial Domain)......Page 286
Contrast manipulation......Page 287
Histogram equalization......Page 291
Laplacian......Page 298
Derivatives......Page 308
Finding edges......Page 309
Rank operations......Page 324
Texture......Page 329
Implementation notes......Page 333
Image math......Page 334
Subtracting images......Page 335
Multiplication and division......Page 338
Principal components analysis......Page 340
Other image combinations......Page 345
What frequency space is all about......Page 352
The Fourier transform......Page 353
Fourier transforms of real functions......Page 357
Frequencies and orientations......Page 362
Preferred orientation......Page 366
Texture and fractals......Page 371
Isolating periodic noise......Page 373
Selective masks and lters......Page 377
Selection of periodic information......Page 383
Convolution......Page 390
Deconvolution......Page 394
Noise and Wiener deconvolution......Page 399
Template matching and correlation......Page 406
Autocorrelation......Page 410
Thresholding......Page 414
Automatic settings......Page 417
Multiband images......Page 421
Two-dimensional thresholds......Page 423
Multiband thresholding......Page 425
Thresholding from texture......Page 429
Multiple thresholding criteria......Page 431
Textural orientation......Page 433
Region boundaries......Page 437
Selective histograms......Page 442
Boundary lines......Page 445
Contours......Page 447
Image representation......Page 449
Other segmentation methods......Page 453
The general classi cation problem......Page 456
Boolean operations......Page 460
Combining Boolean operations......Page 464
Masks......Page 467
From pixels to features......Page 469
Boolean logic with features......Page 475
Selecting features by location......Page 479
Double thresholding......Page 483
Erosion and dilation......Page 485
Opening and closing......Page 489
Isotropy......Page 493
Measurements using erosion and dilation......Page 495
Extension to gray-scale images......Page 496
Morphology neighborhood parameters......Page 498
Examples of use......Page 501
Euclidean distance map......Page 506
Watershed segmentation......Page 510
Ultimate eroded points......Page 513
Skeletonization......Page 515
Boundary lines and thickening......Page 521
Combining skeleton and EDM......Page 525
Global measurements and stereology......Page 528
Surface area......Page 533
ASTM Grain Size......Page 538
Multiple types of surfaces......Page 540
Length......Page 541
Sampling strategies......Page 544
Determining number......Page 546
Curvature, connectivity, and the Disector......Page 549
Anisotropy and gradients......Page 552
Size distributions......Page 554
Classical stereology (unfolding)......Page 557
Brightness measurements......Page 560
Determining location......Page 566
Orientation......Page 570
Neighbor relationships......Page 571
Alignment......Page 576
Counting features......Page 582
Special counting procedures......Page 585
Feature size......Page 589
Circles and ellipses......Page 591
Caliper dimensions......Page 593
Perimeter......Page 596
Describing shape......Page 598
Fractal dimension......Page 602
Harmonic analysis......Page 606
Topology......Page 610
Three-dimensional measurements......Page 611
Template matching and cross-correlation......Page 616
Parametric description......Page 618
Decision points......Page 624
Multidimensional classi cation......Page 627
Learning systems......Page 632
NN and cluster analysis......Page 636
Expert systems......Page 639
Neural networks......Page 641
Syntactical models......Page 643
Volume imaging vs. sections......Page 646
Basics of reconstruction......Page 649
Algebraic reconstruction methods......Page 654
Maximum entropy......Page 658
Defects in reconstructed images......Page 659
Beam hardening......Page 663
Imaging geometries......Page 669
Three-dimensional tomography......Page 673
High-resolution tomography......Page 680
Sources of 3-D data......Page 684
Serial sections......Page 686
Optical sectioning......Page 690
Sequential removal......Page 692
Stereo measurement......Page 694
3-D data sets......Page 699
Slicing the data set......Page 701
Arbitrary section planes......Page 705
The use of color......Page 708
Volumetric display......Page 711
Stereo viewing......Page 713
Special display hardware......Page 717
Ray tracing......Page 719
Reflection......Page 723
Surfaces......Page 728
Multi-ply connected surfaces......Page 733
Image processing in 3-D......Page 737
Measurements on 3-D images......Page 742
Producing surfaces......Page 746
Devices that image surfaces by physical contact......Page 749
Noncontacting measurements......Page 752
Microscopy of surfaces......Page 755
Surface composition imaging......Page 758
Processing of range images......Page 760
Processing of composition maps......Page 763
Data presentation and visualization......Page 764
Rendering and visualization......Page 769
Analysis of surface data......Page 775
Pro le measurements......Page 777
The Birmingham measurement suite......Page 780
Topographic analysis and fractal dimensions......Page 786
References......Page 794
Index......Page 812