前言

视觉与图像是人类获取信息与感知世界的重要通路与媒介。伴随科技的发展，人工智能应用加速，视觉及图像处理技术的研究又回到了国防、工业、农业及商业等应用前沿，但相关研究领域仍有诸多问题亟待解决。本专著旨在紧追视觉与图像研究领域的技术前沿，提出解决该领域问题的新方法与新思路。

本专著主要包括视觉计算及图像复原两部分研究内容。

在视觉计算研究方面，首先阐述了视觉、视觉计算、类脑计算等基本概念与技术演进路线；接着从生物学及生理结构层面，揭示了眼的结构及外界事物的光信号怎样通过视网膜并转化为视神经的电信号在视觉通路中传导，进而说明其视觉感知机理；随后，讨论了颜色机制在视觉计算中的概念、特征及应用（基于光照叠加的颜色恒常性计算与图像轮廓提取）；同时，研究了注意力机制在视觉计算中的概念、特征及应用（基于注意力机制的卷积神经网络）。

在图像复原研究方面，首先描述了图像降质成因、分类及其数学模型，根据图像退化过程中获得的先验知识建立对应的图像降质模型（如噪声干扰、运动模糊、散焦模糊、大气湍流模糊等主要图像降质模型），再依据该图像应用领域的相关知识及与原理设计相适的降质图像复原模型及算法，然后通过相关评价指标检测降质图像的复原质量，并以此判定图像复原模型的准确性与算法的适用性，最终给出一种简单、高效、适用范围较广且易于实现的降质图像复原解决方案。

本专著源于国家留学项目、青年基金项目与北京大学国内高校骨干教师访学项目，其中众多内容与材料取自以上项目的研究成果。在此，特别感谢各项目的指导老师和参与人员的辛苦付出！

由于作者水平有限，书中难免存在疏漏和不足之处，敬请读者批评指正。

赵雪青
2021年7月