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出版者:

作者:徐国雄 编

出品人:

页数:184

译者:

出版时间:2001-7

价格:15.50元

装帧:

isbn号码:9787040092301

丛书系列:

图书标签:

• AutoCAD
• AutoCAD 2000
• 绘图
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《数字图像处理与分析：从理论到实践》 内容提要 本书系统深入地探讨了数字图像处理与分析领域的核心理论、关键算法及其在实际工程中的应用。全书结构严谨，内容全面，不仅为初学者提供了坚实的理论基础，也为有经验的研究人员和工程师提供了深入研究和解决复杂问题的工具箱。 本书旨在构建一座连接抽象数学原理与具体图像处理实践的桥梁。我们相信，理解图像的本质、噪声的来源、滤波的机理以及特征提取的底层逻辑，是进行高效图像分析的前提。 第一部分：图像基础与数字化 本部分首先奠定了数字图像处理的数学和物理基础。我们将从电磁波谱与人眼视觉机制入手，解释光信号如何转化为可被计算机处理的数字信号。 图像的数学模型与表示： 详细阐述了连续图像到离散数字图像的采样和量化过程，讨论了常见的图像表示格式（如灰度图像、彩色模型如RGB、CMY、HSV及其相互转换）。重点剖析了像素、分辨率、位深等核心概念的物理意义。 图像质量度量： 引入了客观评价图像质量的指标，如均方误差（MSE）、峰值信噪比（PSNR）等，并讨论了人眼视觉系统（HVS）在图像感知中的作用，为后续的图像增强和复原提供评价标准。 图像增强的预备知识： 介绍了傅里叶变换（Fourier Transform）在图像处理中的重要性。详细推导了一维和二维离散傅里叶变换（DFT），解释了其频域特性，为后续的滤波操作打下坚实基础。 第二部分：图像的空间域处理技术 空间域处理直接在像素灰度值上进行操作，是实现直观、快速图像改善的基础方法。 点运算与灰度变换： 深入探讨了线性、非线性灰度变换函数，包括对数变换、指数变换、幂律（伽马）变换，重点讲解了直方图的统计、均衡化和规定化技术，以及如何利用这些方法有效扩展图像的动态范围。 图像滤波基础——卷积理论： 详细阐述了卷积操作的数学定义及其在图像处理中的应用。引入了图像滤波器的概念，区分了线性滤波器和非线性滤波器。 线性空间域滤波： 详细分析了平滑（低通）滤波器，如均值滤波、高斯滤波器的设计原理和性能比较，并讨论了锐化（高通）滤波器，如拉普拉斯算子和梯度算子（Sobel, Prewitt, Roberts）。 非线性空间域滤波： 重点介绍了中值滤波在去除椒盐噪声方面的卓越性能，并探讨了其他统计排序滤波器（如最大/最小值滤波器）的应用场景。 第三部分：图像的频域处理与复原 频域处理通过分析图像的频率成分来执行滤波操作，是实现高精度滤波和复杂噪声去除的关键。 二维傅里叶变换的应用： 阐述了如何利用二维DFT在频域中设计滤波器，包括理想滤波器、巴特沃斯（Butterworth）滤波器和指数滤波器，并详细比较了它们在空间域中引起的振铃效应。 图像复原理论： 系统介绍了图像退化模型（退化函数、噪声模型）。重点分析了线性系统中的维纳滤波器的设计与实现，以及约束最小二乘滤波器的应用，用于处理模糊和噪声并存的情况。 盲复原技术概述： 简要介绍了在退化函数未知时如何估计图像和退化过程的方法，如Richardson-Lucy算法的原理。 第四部分：图像分割与特征提取 分割是将图像划分为有意义的区域的过程，是实现高级视觉分析的先决条件。特征提取则侧重于获取图像的本质描述符。 基于阈值和区域的分割： 详细讲解了全局和局部阈值法的原理，重点介绍了Otsu’s法（大津法）的推导和实现，以及区域生长法、分水岭算法的基本思想。 边缘检测： 深入剖析了经典边缘检测算子，如Sobel、Prewitt、Roberts，并对Canny边缘检测算法的优化步骤（高斯平滑、梯度计算、非极大值抑制、双阈值处理）进行了详尽的数学描述和代码级解析。 形态学处理： 引入了集合论和拓扑学在图像处理中的应用。详细讲解了腐蚀、膨胀、开运算和闭运算，以及形态学梯度和顶帽变换在提取物体结构信息中的应用。 描述子与特征点： 探讨了如何从分割出的对象中提取描述性特征，包括几何特征（如周长、面积、紧凑度）和灰度特征。初步介绍了角点和斑点检测的经典方法。 第五部分：高级主题与实践前沿 本部分将视角拓展到更复杂的分析任务，并引导读者关注当前的研究热点。 小波变换与多分辨率分析： 介绍了小波变换的原理，特别是离散小波变换（DWT）在图像压缩和去噪中的优势，解释了其在不同尺度上分析图像局部特征的能力。 彩色图像处理： 深入探讨了彩色空间的理论，包括如何利用HSI模型实现特定颜色的分离和操作，以及如何进行彩色图像的分割和量化。 图像压缩基础： 简要介绍了无损压缩（如游程编码、霍夫曼编码）和有损压缩的基本原理，并以JPEG标准为例，说明了DCT在图像压缩中的作用。 本书特色 1. 理论深度与实践广度并重： 每一算法的推导都基于坚实的数学基础，同时配有大量的算法伪代码和实现细节讨论，便于读者快速上手。 2. 注重核心概念的物理意义： 避免了纯粹的数学堆砌，力求解释每个处理步骤在物理世界中对应着什么操作（例如，高斯平滑对应于对噪声信号进行空间上的低通滤波）。 3. 结构化学习路径： 内容设计遵循“基础感知—空间操作—频域分析—高层理解”的逻辑链条，确保读者构建完整的知识体系。 适用对象 本书适合计算机科学、电子工程、自动化、生物医学工程等专业的高年级本科生和研究生作为教材或参考书。同时也适用于希望系统学习和应用数字图像处理技术的软件工程师、算法开发人员及相关领域的研究人员。掌握一定的线性代数和概率论基础将有助于更深入地理解本书内容。

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深入研究这本书的细节，我发现作者在处理软件的“怪癖”方面表现得尤为出色，这正是许多官方手册或后来的简化版教程所缺失的。众所周知，早期版本的软件总有一些不为人知的小“Bug”或者非标准的运行逻辑，这本书似乎非常清楚这些“陷阱”。比如，书中明确提醒了在特定操作序列下可能出现的内存溢出风险，并给出了规避的建议——这绝对不是一般教程会涉及的内容，更像是作者多年一线使用经验的总结。此外，书中关于早期版本中“自定义工具栏”和“菜单文件”的编辑讲解，虽然现在看来可能已经过时，但在当时无疑是提升效率的关键。这种对软件底层运行逻辑的洞察，让这本书的价值超越了简单的入门指导，它更像是一份深度“内幕”解析。阅读它，我不仅学会了如何使用工具，更理解了这个工具是如何在那个时代被构建和被优化的，这对于理解软件迭代的历史非常有帮助。

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我是一名工作了十多年的老工程师，最近被调到一个需要维护旧图纸的项目组，那些图纸全是早些年用2000版本绘制的，面对那些看不懂的旧格式和陈旧的标注习惯，我简直束手无策，急需一本能迅速帮我“回忆起”那个时代操作逻辑的参考书。这本书的出现，对我来说简直就像是穿越时空隧道找到了一个可靠的向导。它对早期CAD的命令习惯和一些特有的系统变量的解释，精准得令人惊讶。我特别欣赏它对“外部参照（XREF）”处理的章节，那部分内容非常详尽地说明了在那个版本中如何有效地组织和管理大型图纸集，这和现在新版本中云同步和集中管理的方式有着本质的区别，但对于理解旧图纸的结构至关重要。更让我感到欣慰的是，书中对一些特定版本的功能限制和优化措施也做了说明，这避免了我在实际操作中因为软件版本的差异而产生不必要的困惑。可以说，这本书不仅仅是一本教程，更像是一份关于特定历史时期工程制图标准的“文化遗产”备份，对于我们这些需要与历史数据打交道的人来说，其价值是无可替代的。

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这本书的配套资源——如果假设它曾经存在的话——那种“原汁原味”的感觉是现代电子资源无法比拟的。我尤其怀念过去那种厚重的纸质书籍带来的沉浸感，在阅读特定章节时，可以随时在书页间做笔记，用荧光笔标记关键步骤，甚至可以在旁边用铅笔画出自己理解的流程图。这本书的实例环节设计得非常巧妙，每一个实例都紧密围绕着实际工程中的常见问题展开，而不是那些脱离实际的几何图形练习。例如，书中有一个关于绘制标准管道布局的实例，它不仅教会了如何画圆和线，更教会了如何考虑管道的坡度和连接件的预留空间，这些都是软件命令本身无法告诉你的“行业经验”。这种将理论知识与工程实践无缝结合的编排方式，使得学习过程充满目的性和成就感，每一次完成一个实例，都感觉自己真实地解决了一个小小的工程难题，而不是仅仅完成了一次软件练习任务。

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从纯粹的教学法角度来看，这本书的编排简直可以用“教科书级别”来形容，它没有浪费笔墨在那些炫酷但对基础掌握无益的花哨功能上。它聚焦于核心的绘图能力，比如如何高效地进行尺寸标注、如何利用块（Block）提高重复性工作的效率，以及如何进行基本的出图设置。我注意到，很多现代教程会直接跳过很多基础的设置步骤，认为读者理应知道，但这本书却会细致地解释每一个选项背后的含义，比如在打印样式表（Plot Style Table）的选择上，它甚至讨论了不同颜色映射方式对最终输出质量的影响。这种对“为什么”的深入探讨，远胜于简单地告诉你“怎么做”。我用它练习了几个复杂的机械零件图，发现只要严格按照书中的步骤和逻辑来构建图形，最终的精度和规范性都得到了极大的提升。它培养的不是操作员，而是具备严谨制图思维的工程师，这种教育理念在当今追求快速出成果的培训中已经非常罕见了。

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这本书的封面设计简直让人眼前一亮，色彩搭配既复古又不失专业感，那种略带磨砂质感的纸张拿在手里，感觉就像是触摸到了那个特定时代的科技脉搏。我本来是抱着试试看的心态买的，毕竟现在市面上关于CAD的书籍汗牛充栋，而且很多都是针对最新版本的，像这种“老古董”级别的教程，我真担心内容会过时到完全无法应用。然而，当我翻开第一章，那种扎实的逻辑结构和循序渐进的讲解方式立刻抓住了我的注意力。作者似乎对不同学习阶段的读者都有着深刻的理解，开篇并没有直接丢出复杂的命令，而是花了大量篇幅讲解绘图的基本思维和界面布局，这对于一个CAD新手来说简直是雪中送炭。特别是关于图层管理和基本几何元素的创建部分，插图清晰、步骤详尽，即便是初次接触这类软件的人也能轻松跟上节奏，完全没有那种面对高深技术手册时的畏惧感。这本书的排版也十分考究，字体大小适中，关键命令和快捷键都被用醒目的方式标注出来，大大提高了阅读和查找的效率，让人感觉作者真的是用心在做一本“能用”的工具书，而非仅仅是软件功能的堆砌。

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