前言
FOREWORD

当前，图像处理技术的发展令世人瞩目。这种发展既有赖于图像处理算法的发展，又有赖于图像处理硬件的发展，当然，这两个领域是有联系的。未来的图像处理，特别是在高度并行的图像处理方面的进展，将更加依赖算法与硬件的紧密联系，这种紧密联系不仅是软硬件的实现，还在于算法、存储、处理之间的紧密结合，这种结合有助于解决实际应用中的难题，也将使图像处理的水平达到一个新的高度。

汉王公司的汉字识别获得了国家科技进步一等奖，清华大学、北京大学研制成功的指纹识别分别获得了国家科技进步二等奖，清华大学研制成功的TJ-82图像计算机获得了国家科技进步二等奖，中科院计算所研制成功的人脸识别获得了国家科技进步二等奖，这些系统无疑是我国图像处理系统的杰出代表。

研制出一个出色的图像处理系统并非易事。我们都熟悉千层饼的故事，“千层”固然是一种夸张的说法，但在研制图像处理系统的过程中，我们却有制作千层饼的体会。

笔者研究图像处理系统经历了硬件、软件以及系统的漫长过程，有过柳暗花明，也经历过黔驴技穷，科研成果也曾多次获奖。这些系统具有鲜明的先进性，但也存在错误和不足，我们在后续的研究中大都进行了改进。传统的采样定理存在采样频率的不确定性问题以及应用时出现的采样频率错误的问题，而1:1图像采样可以纠正上述问题，也由此带来了性能的大幅度提升。早期采用分时控制的存储体管理方式，安排计算机在场消隐期间访问帧存，其结果是计算机访问帧存的效率仅有8%；而采用存储体多周期嵌套的优先级访问技术，则将效率提高到100%。中值滤波采用TJ-82图像计算机处理，处理一幅512×512像素的灰度图像耗时30s，而采用NIPC-3邻域图像计算机，耗时仅0.11ms。人脸识别、低分辨率人脸图像的重建与识别的进步等，可以说是科技发展的一个缩影。

笔者曾撰写了《微机图像处理系统》和《图像并行处理技术》两本著作（清华大学出版社于2000年、2002年出版），其主要是笔者前一阶段的工作总结，随着科研工作的深入，也取得了一些新的研究成果。为了进行系统的总结，笔者在前两本著作的基础上，撰写了这本综合性较强的《图像处理系统》。

本书主要以图像处理系统方面的一些科技成果为基础，论述了图像处理系统的系统结构及其设计方法、图像处理系统创新性的理论和方法，并介绍了一些具有影响力的图像处理系统应用实例。本书中的实例主要取材于笔者主持或参与的一些科研项目。这些研究历经40余年，时间跨度较大，既包括多彩的传统技术，又有当前热门的新技术。

在本书中，读者既可以了解采样定理的发展过程，也可以从一个侧面看到人脸识别在中国的杰出应用，还可以了解基于邻域存储体的二维计算的发展历程，看到人工智能软件和硬件结合的前景。

感谢吴佑寿院士对笔者的悉心指导和提携，感谢吴麒教授、朱雪龙教授、林行刚教授、吴国威教授对笔者的真诚帮助，感谢与笔者一起从事科研工作的师生和其他工作人员，同时也感谢与我们合作的单位。

本书的内容涉及面较宽，鉴于笔者的水平有限，不妥之处望读者批评指正。

苏光大

2020年5月于清华园