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第1章 概述1

1.1 计算摄影学的起源1

1.2 计算摄影学的相关概念2

1.3 计算摄影学涉及的研究领域4

1.4 计算摄影学的未来8

参考文献11

第2章 摄影学基础知识12

2.1 传统摄影学基础12

2.1.1 摄影是用光的艺术12

2.1.2 镜头与焦距14

2.1.3 快门与曝光17

2.2 数字摄影学基础20

2.2.1 数码相机的基本原理20

2.2.2 图像分辨率22

2.2.3 图像信号处理器22

2.2.4 缩与存储23

2.3 摄影学的技术性与艺术性23

参考文献24

第3章 颜色与颜色空间25

3.1 颜色知觉与可见光25

3.2 颜色视觉理论28

3.3 颜色感知特性30

3.4 颜色空间32

3.5 基于彩色滤镜阵列的彩色感知37

3.5.1 Bayer格式的CFA彩色滤镜阵列设计37

3.5.2 其他创新的CFA彩色滤镜阵列设计38

参考文献39

第4章 数字感光器件41

4.1 数字感光器件的发展历程41

4.2 数字感光器件的结构42

4.2.1 CCD的结构42

4.2.2 CMOS的结构46

4.3 数字感光器件的指标49

4.3.1 感光度49

4.3.2 成像质量的衡量指标50

参考文献51

第5章 自动聚焦技术53

5.1 概述53

5.2 对比度检测自动聚焦54

5.2.1 聚焦值计算55

5.2.2 聚焦峰值搜索64

5.3 图像模糊度评估67

5.3.1 模糊度与锐度的关系67

5.3.2 基于视觉模糊阈的模糊度量68

5.4 总结71

参考文献71

第6章 自动曝光与自动白平衡技术72

6.1 概述72

6.1.1 自动曝光与自动白平衡的必要性72

6.1.2 曝光的基本概念72

6.1.3 白平衡的基本概念75

6.2 自动曝光技术77

6.2.1 常用测光技术79

6.2.2 更先进的自动曝光控制80

6.3 自动白平衡技术87

6.3.1 基于图像统计特征的方法88

6.3.2 基于学习训练的方法93

6.4 总结98

参考文献99

第7章 高动态范围成像技术102

7.1 概述102

7.2 HDRI技术的处理机制和步骤103

7.2.1 HDR图像的获取简介103

7.2.2 全亮度图的合成简介103

7.2.3 色调映射技术简介104

7.3 HDR图像的获取104

7.4 全亮度图合成106

7.4.1 照相机响应曲线的估计107

7.4.2 HDR合成图像存储格式108

7.4.3 照度图的合成方法109

7.5 色调映射技术111

7.5.1 全局色调映射算法111

7.5.2 局部色调映射算法115

7.6 总结与展望119

参考文献120

第8章 全景成像技术122

8.1 概述122

8.1.1 全景图像122

8.1.2 全景成像方法123

8.2 拼接式全景成像124

8.2.1 基于单相机旋转拍摄的全景成像124

8.2.2 基于多相机同时拍摄的全景成像125

8.2.3 投影算法126

8.3 鱼眼全景成像134

8.3.1 鱼眼镜头135

8.3.2 成像投影模型136

8.3.3 鱼眼图像的校正算法138

8.4 折反射全景成像技术141

8.4.1 折反射全景成像原理141

8.4.2 单视点折反射全景成像143

8.4.3 全向图像的展开145

8.4.4 互补结构折反射全景成像系统146

参考文献149

第9章 图像拼接技术150

9.1 概述150

9.2 图像配准151

9.2.1 基于特征的图像配准152

9.2.2 基于区域的图像配准154

9.3 最佳缝合线查找154

9.3.1 静态图像的最佳缝合线查找155

9.3.2 视频拼接的最佳缝合线查找156

参考文献164

第10章 图像融合技术165

10.1 概述165

10.2 加权平均融合法165

10.3 金字塔融合法167

10.3.1 算法思想167

10.3.2 算法流程168

10.3.3 融合结果169

10.4 梯度域融合法170

10.4.1 算法思想170

10.4.2 算法流程170

10.4.3 融合结果171

10.5 结构变形172

10.5.1 算法思想173

10.5.2 算法流程173

10.5.3 融合结果175

参考文献176

第11章 光场成像技术177

11.1 概述177

11.2 光场的数学定义177

11.3 照相机阵列光场成像技术179

11.3.1 照相机阵列的结构和图像采集179

11.3.2 照相机阵列的数字重聚焦原理179

11.4 微透镜光场成像技术184

11.4.1 微透镜光场照相机计算成像原理184

11.4.2 微透镜光场照相机的数字重聚焦原理185

11.5 总结与展望186

参考文献187

第12章 图像去噪技术188

12.1 概述188

12.2 图像去噪的基本概念189

12.2.1 图像噪声的分类189

12.2.2 去噪效果评价指标191

12.3 传统去噪算法192

12.3.1 基于空间域的中值滤波192

12.3.2 基于小波域的小波阈值去噪192

12.3.3 基于PDE的图像去噪193

12.3.4 全变分图像去噪194

12.4 非局域均值去噪算法195

12.4.1 NLM195

12.4.2 BM3D198

12.5 基于稀疏模型的去噪算法201

12.5.1 稀疏表示简介201

12.5.2 稀疏去噪原理及模型202

12.5.3 字典构建算法203

12.5.4 稀疏分解算法204

12.5.5 稀疏表示去噪效果205

12.6 总结206

参考文献207

第13章 压缩成像技术209

13.1 概述209

13.2 压缩感知基本理论209

13.2.1 稀疏表示209

13.2.2 测量矩阵210

13.2.3 重构算法211

13.3 压缩成像技术211

13.3.1 单像素照相机212

13.3.2 基于编码孔径的压缩成像213

13.3.3 CMOS压缩成像214

13.4 总结216

参考文献216

第14章 模糊图像复原技术218

14.1 概述218

14.2 图像模糊的类型219

14.2.1 大气模糊219

14.2.2 散焦模糊219

14.2.3 运动模糊220

14.3 图像复原的数学模型222

14.3.1 盲卷积222

14.3.2 模糊核的估计224

14.3.3 非盲卷积228

14.4 计算摄影中的技术应用231

14.4.1 编码曝光技术231

14.4.2 编码孔径技术235

14.5 总结与展望239

参考文献240