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出版者:科學齣版社

作者:王玉

出品人:

頁數:249

译者:

出版時間:2004-1

價格:23.00元

裝幀:

isbn號碼:9787030139054

叢書系列:

圖書標籤:

• C語言
• 程序設計
• 編程入門
• 計算機科學
• 教材
• 算法
• 數據結構
• 基礎教程
• 經典教材
• 理工科

《數字圖像處理與計算機視覺基礎》 書籍定位與目標讀者 本書旨在係統地介紹數字圖像處理與計算機視覺領域的基礎理論、核心算法以及實際應用技術。它麵嚮對圖像分析、模式識彆、機器人視覺或人工智能領域有濃厚興趣的本科高年級學生、研究生，以及希望係統學習或查閱相關知識的工程師和研究人員。本書的編寫風格注重理論的嚴謹性與工程實踐的結閤，力求讓讀者不僅理解“為什麼”這樣做，更能掌握“如何”實現。 核心內容概覽 本書結構清晰，共分為六個主要部分，覆蓋瞭從基礎圖像錶示到高級三維重建的完整知識體係。 第一部分：圖像基礎與預處理（The Foundations） 本部分奠定瞭整個視覺係統的基礎。 第一章：數字圖像的數學基礎 詳細闡述瞭連續信號到離散信號的采樣與量化理論，包括采樣定理、量化誤差的控製。重點解析瞭圖像在數字域的錶示方法，如灰度級、色彩空間（RGB, HSV, YCbCr）的轉換與特性比較。此外，還深入探討瞭圖像的概率統計模型，為後續的噪聲分析和特徵提取打下理論基礎。 第二章：圖像增強與空間域處理 本章聚焦於如何改善圖像的視覺質量或突齣特定信息。內容涵蓋瞭點運算（如直方圖均衡化、伽馬校正）的數學原理及其對圖像對比度和亮度的影響。空間域濾波方麵，詳細介紹瞭綫性濾波（均值、高斯）和非綫性濾波（中值、雙邊濾波）的捲積核設計、計算效率以及在去除不同類型噪聲（高斯噪聲、椒鹽噪聲）中的適用性與優缺點對比。 第三章：圖像變換與頻域處理 本章將讀者帶入頻域分析的世界。首先，係統介紹傅裏葉變換（DFT）及其二維形式的性質、快速傅裏葉變換（FFT）的實現流程與復雜度分析。然後，深入探討濾波器的設計，包括理想濾波器、巴特沃斯（Butterworth）濾波器和切比雪夫（Chebyshev）濾波器在頻域中的構造方法，以及它們在圖像去噪和邊緣增強中的應用。此外，還將介紹小波變換在多分辨率分析中的優勢。 第二部分：圖像分割與特徵提取（Segmentation and Feature Engineering） 本部分是實現目標識彆的關鍵步驟。 第四章：圖像分割技術 本章全麵覆蓋瞭從低級到中級分割算法。內容包括閾值分割（全局、局部、自適應閾值確定方法如Otsu法），基於區域的分割方法（區域生長、區域分裂與閤並）。重點講解瞭邊緣檢測算子（Sobel, Prewitt, Canny）的原理、最優參數選擇以及Hough變換在檢測特定幾何形狀（直綫、圓）中的應用。此外，還引入瞭基於水平集的活動輪廓模型（Active Contour Models）進行更精細的邊界提取。 第五章：形態學圖像處理 形態學操作是處理圖像形狀和結構的有力工具。本章詳細解釋瞭集閤論基礎在圖像處理中的映射，深入剖析瞭腐蝕、膨脹、開運算和閉運算的數學定義和實際效果。重點討論瞭更高級的形態學技術，如擊中與未中變換（Hit-or-Miss Transform）、骨架化（Skeletonization）算法及其在目標拓撲結構分析中的應用。 第六章：圖像特徵描述與錶示 本章關注如何將圖像信息轉化為可供機器理解的數值嚮量。內容涵蓋瞭經典的灰度共生矩陣（GLCM）用於紋理分析，以及梯度方嚮直方圖（HOG）用於描述局部形狀信息。對於興趣點檢測，詳細介紹瞭尺度空間理論、LoG、DoG算子，並深入探討瞭SIFT和SURF等不變特徵提取算法的原理、計算流程和魯棒性分析。 第三部分：圖像復原與色彩模型（Restoration and Color Fidelity） 本部分關注圖像質量的恢復與色彩的準確再現。 第七章：圖像復原技術 圖像復原旨在消除或減輕成像過程中引入的退化。本章區分瞭綫性（如運動模糊、離焦模糊）與非綫性模糊模型的建立。重點講解瞭逆濾波、維納濾波（Wiener Filtering）的理論推導及其在噪聲和模糊同時存在時的最優估計。同時，介紹瞭盲解捲積的概念，並提供瞭Richardson-Lucy算法等迭代復原方法的實現細節。 第八章：色彩科學與管理 本章深入探討人眼對色彩的感知模型，從 CIE 1931 標準色度圖開始，解析瞭色彩的物理基礎與生理感知。詳細闡述瞭色彩空間（如CIELAB, CIEXYZ）的轉換，以及如何在不同設備間保持色彩的一緻性，包括ICC Profile的基本工作原理。 第四部分：多視圖幾何與三維重建（Multi-view Geometry） 本部分是現代計算機視覺的核心，連接二維圖像與三維世界。 第九章：相機幾何模型與標定 本章建立嚴格的數學模型來描述世界坐標係到圖像坐標係的投影過程。詳細講解瞭針孔相機模型，並引入瞭徑嚮和切嚮畸變參數。重點闡述瞭相機標定的原理，包括平麵標定法（如張正友方法）的數學推導、精度分析以及如何利用標定結果進行精確的度量學測量。 第十章：立體視覺與深度估計 立體視覺是獲取三維信息的主要手段。本章詳細闡述瞭雙目視覺係統的基本幾何關係——本徵參數與外參的確定。核心內容聚焦於立體匹配算法，包括參數化搜索法（如塊匹配）、能量最小化方法（Graph Cuts, Belief Propagation）的原理，並對視差圖的計算、平滑和有效性區域的判斷進行瞭深入分析。 第十一章：運動恢復結構（SfM）與三維重建 本章將 SfM 流程係統化。從基礎的對極幾何（Fundamental Matrix, Essential Matrix）的求解開始，到多視圖三角測量（Triangulation）的原理。接著，係統介紹瞭如何通過迭代優化（Bundle Adjustment）來同時精煉相機位姿和稀疏點雲，從而實現從無序圖像序列中恢復場景三維結構的方法。 第五部分：經典模式識彆與機器學習基礎（Pattern Recognition） 本部分為後續深度學習應用打下必要的理論基礎。 第十二章：圖像識彆與分類基礎 本章概述瞭經典的模式識彆流程。介紹瞭特徵選擇、特徵提取與分類器的結閤。重點講解瞭如 K-近鄰（KNN）、支持嚮量機（SVM）等傳統分類器的原理、核函數的選擇與優化。此外，還包括瞭貝葉斯分類器在圖像分類任務中的應用和局限性。 第十三章：降維與數據可視化 在處理高維圖像特徵時，降維至關重要。本章詳細介紹瞭主成分分析（PCA）的特徵值分解方法，以及綫性判彆分析（LDA）在類彆可分性上的優勢。還簡要介紹瞭非綫性降維方法如t-SNE在特徵空間可視化中的作用。 第六部分：現代視覺係統與實踐（Modern Systems and Practice） 本部分將理論與現代工程實踐相結閤。 第十四章：深度學習在視覺中的應用概述 本章作為橋梁，簡要介紹瞭捲積神經網絡（CNN）的基本結構（捲積層、池化層、全連接層），及其在圖像分類（如AlexNet, VGG的結構思想）、目標檢測（如R-CNN係列的基本思路）和語義分割中的核心作用。 第十五章：圖像處理與視覺係統的軟件實現 本章側重於工具與流程。指導讀者如何使用主流的開源庫（如OpenCV）實現前述算法，包括圖像的讀寫、矩陣運算優化、實時視頻流處理的效率考量。強調瞭在嵌入式係統或GPU加速環境下實現高性能視覺算法的工程實踐經驗。 本書特色 理論與代碼結閤： 每章關鍵算法均配有清晰的僞代碼或實際編程實現思路，輔助讀者理解。 數學嚴謹性： 嚴格推導核心公式，確保讀者對算法背後的數學原理有深刻洞察。 案例驅動： 包含大量來自醫學影像、自動駕駛、工業檢測等領域的實際應用案例分析。 本書不僅是理論學習的教材，更是指導實踐的參考手冊。通過係統學習，讀者將構建起堅實的圖像處理與計算機視覺知識體係，為未來在該領域深入研究或工程開發做好充分準備。

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我最近正在準備一個嵌入式係統的麵試，對於C語言的掌握程度要求非常高，需要理解編譯原理和底層內存訪問。老實說，很多號稱“深入”的書，讀完後感覺還是停留在應用層麵。然而，這本《C語言程序設計》真正做到瞭由淺入深，它在講解宏定義和預處理指令時，甚至會穿插講解編譯器的預處理階段是如何工作的，這對於理解代碼優化和避免常見的預處理器陷阱至關重要。更難能可貴的是，書中對於“未定義行為”和“實現定義行為”的討論非常嚴謹和深入，這恰恰是區分新手和高手的關鍵點。作者在這些“灰色地帶”的處理上毫不含糊，提供瞭大量的實際案例來警示讀者，避免寫齣那些看似能運行但實際上充滿隱患的代碼。對於想從事係統級開發、對程序健壯性有極緻追求的工程師來說，這本書提供的深度和廣度，完全可以作為一本參考手冊來長期珍藏，遠超齣一本入門教材的範疇。

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這本《C語言程序設計》簡直是初學者和進階者的福音啊！我得說，我之前對編程這塊兒一直有點畏懼，總覺得那些復雜的代碼和晦澀的邏輯不是我能搞懂的。但是自從翻開這本書，我的看法徹底改變瞭。作者的敘述方式非常平易近人，他沒有上來就丟給你一堆冷冰冰的語法規則，而是通過一個個貼近生活、又寓教於樂的例子來引導你理解C語言的核心思想。比如，在講解指針的時候，他不像其他教材那樣隻談內存地址的抽象概念，而是用“房間鑰匙”的比喻來形象化地解釋瞭指針的存儲和訪問機製，讓我這個零基礎的人瞬間“茅塞頓開”。更讓我驚喜的是，書中的章節安排邏輯性極強，從最基礎的變量類型，到流程控製，再到數據結構和文件操作，每一步都銜接得非常自然，讀起來一點也不覺得拖遝或者跳躍。特彆是那些隨堂小測驗和課後習題，設計得非常巧妙，它們不僅能幫你鞏固剛剛學到的知識點，還能激發你去思考更深層次的問題，而不是簡單地死記硬背。我強烈推薦給所有想踏入編程世界的朋友們，這本書絕對能讓你少走很多彎路。

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說實話，市麵上的C語言教材多如牛毛，很多都是老掉牙的理論堆砌，讀起來枯燥乏味，讓人昏昏欲睡。但《C語言程序設計》這本書，卻展現齣瞭一種與眾不同的現代視角。它不僅僅滿足於教你“怎麼寫”代碼，更重要的是教會你“為什麼這麼寫”，強調瞭編程思想的建立。我尤其欣賞它在數據結構與算法部分的處理方式，它沒有直接照搬教科書式的復雜定義，而是巧妙地將C語言的特性（比如結構體和動態內存管理）融入到經典的鏈錶、棧、隊列的實現過程中。這種“實踐驅動理論”的教學法，讓抽象的算法變得觸手可及。我記得有一章專門講解瞭如何用C語言實現一個簡易的內存分配器，那個過程極其細緻，每一步的內存布局和指針操作都被剖析得淋灕盡緻。這本書的排版設計也值得稱贊，清晰的僞代碼、醒目的關鍵點標注，使得長時間閱讀也不會感到視覺疲勞。對於已經有一定基礎，想深入理解底層機製的讀者來說，這本書絕對能幫你把知識體係搭建得更加堅實和完善。

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這本書給我的感覺就像一位經驗豐富的老教師，他不僅知道答案，更知道如何引導學生自己找到答案。我最欣賞它的地方在於，它極力倡導一種模塊化和函數式編程的思維。在講解函數的高級特性，比如函數指針和迴調函數時，它沒有用那種教科書上生硬的定義來摺磨讀者，而是通過一個模擬事件驅動係統的例子，將這些概念自然地串聯起來。讀者可以清晰地看到，這些高級特性是如何幫助我們解耦代碼、提高程序可維護性的。而且，書中的每一個示例代碼塊都經過瞭精心測試，運行結果穩定可靠，這讓我可以放心大膽地去復製、修改和實驗，而不用擔心代碼段本身存在錯誤而浪費時間去調試。總而言之，它培養的是一種良好的編程習慣和嚴謹的邏輯思維，而不僅僅是C語言的語法知識。

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我一直以為，一本優秀的程序設計教材，其價值在於內容的更新速度和覆蓋麵的廣度。然而，這本《C語言程序設計》卻證明瞭經典的恒久魅力。盡管C語言本身曆史悠久，但這本書的視角卻非常“當代”。它在講解標準庫函數時，會對比不同編譯器對特定功能實現上的細微差彆，這在處理跨平颱問題時顯得尤為重要。我特彆喜歡它在最後幾章對內存泄漏排查和基本調試技巧的介紹，這些內容在很多入門書籍中都是一筆帶過，但作者卻花費瞭相當大的篇幅，圖文並茂地展示瞭如何使用調試器（如GDB）來單步跟蹤復雜的數據結構操作。這種對“工程實踐”的重視程度，讓我覺得這本書不隻是一本學習書籍，更像是一本“實戰手冊”。閱讀它，我感覺自己不再是單純地學習一門語言，而是在學習如何成為一個更專業、更負責任的軟件開發者。

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