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出版者:Springer

作者:Taubman, David S./ Marcellin, Michael W.

出品人:

页数:798

译者:

出版时间:2001-11

价格:USD 189.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780792375197

丛书系列:

图书标签:

• 图像
• compression
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• Entropy
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• 图像压缩
• JPEG2000
• 图像编码
• 波形变换
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• 数字图像
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书籍简介：光影交织的数字世界：图像处理与计算机视觉的未来探索 书籍主题： 本书深入探讨了当代数字图像处理技术的前沿发展与未来趋势，重点关注了图像的获取、编码、分析、理解与应用。全书内容涵盖了从经典理论到最先进算法的广泛领域，旨在为图像科学、计算机视觉、模式识别以及相关工程领域的研究人员、工程师和高级学生提供一个全面、深入且具有前瞻性的知识体系。 核心内容概述： 本书结构严谨，内容详实，分为六大部分，层层递进，构建了一个完整的数字图像信息处理的知识框架。 第一部分：数字图像基础与信号理论的回归 本部分着重于夯实读者在理解高级图像处理技术前所必须具备的理论基础。首先，对人眼视觉系统和光电转换过程进行了细致的分析，解释了数字图像采集的物理和生物学限制。接着，深入讲解了傅里叶分析、小波变换（Wavelet Transform）在图像域中的应用原理。我们详细讨论了离散余弦变换（DCT）与Z变换在图像压缩和特征提取中的数学基础，并辅以大量的工程实例，说明这些经典工具如何为现代算法提供坚实的数学支撑。特别地，我们花费大量篇幅阐述了信号的稀疏性（Sparsity）概念，这是理解压缩感知和高效编码方法的核心。 第二部分：图像的增强、复原与质量评价体系 本部分聚焦于提升和修正受损或低质量图像的技术。在图像增强方面，书籍对比了空域（如直方图均衡化、非线性滤波）和频域增强方法的优劣，并引入了基于Retinex理论的动态范围扩展技术。图像复原是本部分的重点，我们详尽分析了点扩散函数（PSF）的建模方法，并深入探讨了盲解卷积（Blind Deconvolution）的迭代优化算法，包括基于正则化的方法（如Tikhonov正则化和Total Variation (TV) Minimization）。质量评价体系方面，本书不仅介绍了PSNR和MSE等基础指标，更侧重于引入感知质量评估模型（如SSIM及其变体），探讨如何使机器的评估结果更贴近人眼的主观感受。 第三部分：现代图像编码与信息论的边界 本部分聚焦于高效、保真地传输和存储图像数据的方法。在讨论经典编码标准（如Huffman编码、算术编码）的同时，本书将大量的篇幅投入到基于变换域的高效表示技术上。我们详细解析了如何利用不同基函数（如多分辨率分析）来分离图像的冗余信息和本质信息。特别关注了基于非均匀量化策略的高效比特分配算法，以及如何设计自适应的编码单元以适应不同纹理区域的特性。信息论在这一部分的讲解中作为指导思想贯穿始终，确保读者理解每一个压缩决策背后的信息熵约束。 第四部分：特征提取、描述与图像分割的几何学 本部分是通往计算机视觉理解层面的桥梁。我们首先回顾了传统特征提取方法（如SIFT、SURF的内在机制），并深入探讨了特征点的尺度空间理论。随后，书籍转向了更复杂的结构化描述符，如HOG（Histogram of Oriented Gradients）的构建过程及其在目标检测中的应用。在图像分割领域，本书系统性地介绍了基于阈值的经典方法，以及更具鲁棒性的基于能量最小化（如Graph Cut和Snake模型）的技术。我们还详细推导了主动轮廓模型（Active Contour Models）的变分方程，并讨论了如何利用层次聚类方法实现图像的区域增长与合并。 第五部分：深度学习驱动的视觉革命——网络架构与优化 本部分全面覆盖了当前人工智能领域对图像处理产生的颠覆性影响。本书没有仅仅停留在介绍常见的网络结构，而是深入剖析了卷积神经网络（CNN）的构建哲学，包括卷积核的局部感受野、权重共享机制的效率来源。我们详细对比了AlexNet、VGG、ResNet等里程碑式架构的创新点，并阐述了批标准化（Batch Normalization）和残差连接如何解决深层网络训练中的梯度消失问题。在训练优化方面，书籍详细比较了SGD、Adam、RMSProp等优化器的收敛特性与实际应用中的超参数选择策略。此外，本部分还探讨了生成对抗网络（GANs）在图像合成与超分辨率任务中的原理与挑战。 第六部分：高级应用与未来展望：从三维重建到视觉交互 本书的最后部分将理论知识应用于实际的前沿领域。我们探讨了立体视觉中的基本几何约束（如对极几何），并详细讲解了Bundle Adjustment（光束法平差）在提高三维重建精度中的作用。在图像去噪与超分辨率（Super-Resolution）应用中，我们对比了基于稀疏表示的方法与基于深度学习回归的方法在性能和计算复杂度上的权衡。最后，书籍展望了未来图像信息处理领域可能的发展方向，包括可解释性AI在视觉任务中的应用、对动态视频序列的实时处理挑战，以及在边缘计算设备上部署高效视觉模型的技术路线图。 本书特色： 本书的特色在于其广度与深度的完美结合。它不仅提供了扎实的数学和信号处理基础，而且紧密跟踪了人工智能浪潮带来的最新进展。每章节都配有精心设计的习题和深入的“技术洞察”小节，引导读者超越“如何做”（How-to），去理解“为什么”（Why）以及“如何做得更好”（How to do better）。全书行文流畅，注重逻辑推导的清晰性，力求打造一本既适合自学，又可作为专业课程教材的权威参考书。

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这本书所带来的知识冲击，远超我的预期。它不仅仅是介绍JPEG2000的技术本身，更像是打开了一个通往数字图像未来发展方向的窗口。书中对“数字仓储”和“数字归档”的应用场景的深入探讨，让我认识到JPEG2000在长期保存数字资产方面的巨大优势。试想一下，将珍贵的历史照片、艺术作品等以无损且高效的方式进行存档，这本身就是一项非常有意义的工作。我尤其喜欢书中对“动态范围”和“颜色空间”支持的介绍。JPEG2000能够处理更宽广的动态范围和更丰富的颜色信息，这使得图像在色彩还原和细节表现上，能够达到前所未有的高度。这让我对未来摄影和显示技术的进步充满了期待。书中对“性能优化”的技巧和建议，也为我这样的爱好者提供了一些实践的方向。虽然我可能无法深入到编写代码的层面，但理解这些优化策略，能让我更有效地利用JPEG2000技术。

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这本书所提供的技术洞察力，绝对是我近年来阅读过的技术类书籍中最具启发性的之一。它并没有回避JPEG2000技术本身的复杂性，而是以一种极其负责任的态度，将那些深奥的原理，如离散小波变换（DWT）和熵编码，分解成更容易理解的模块。我特别喜欢书中关于DWT如何模拟人眼感知视觉特征的解释，这让我意识到，图像压缩技术的发展，其实与我们对自身视觉系统的认知有着密不可分的联系。它不仅仅是数学的计算，更是对人类感知方式的一种巧妙运用。书中对“多分辨率表示”的阐述，更是让我茅塞顿开，理解了JPEG2000是如何能够实现从缩略图到全分辨率图像的平滑过渡，而无需存储多份不同尺寸的图像，这对于需要频繁在不同设备上展示图像的场景，无疑具有革命性的意义。我甚至在想，我们现在使用的很多网络图片加载技术，可能都受到了JPEG2000这类先进压缩算法的启发。书中对不同压缩参数对最终图像质量和文件大小影响的实验性分析，也让我受益匪浅，这让我能够更直观地理解，在实际应用中，如何根据具体需求来权衡压缩的程度。它不仅提供了理论知识，更提供了实践指导。

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从一个读者的角度来说，这本书的语言风格相当专业，但同时又保持了一种难得的易读性。作者显然花了大量心思，试图将那些可能令人望而生畏的技术概念，用清晰、准确且不失趣味的方式呈现出来。我特别欣赏书中对“元数据”处理的详细阐述，JPEG2000支持嵌入丰富的元数据信息，这对于图像的管理、搜索和追溯至关重要。我常常在整理自己的照片库时，希望能够更有效地对照片进行分类和搜索，而这本书让我看到了JPEG2000在这方面的潜力。书中对“非破坏性编辑”的讨论，也让我眼前一亮。这意味着在JPEG2000格式下，我们可以对图像进行多次编辑，而不会像传统格式那样，每一次保存都会引入新的损失。这对于需要进行精细调整的专业摄影师或设计师来说，简直是福音。我甚至在想，未来的图像编辑软件，是否会更多地采用JPEG2000作为其内部处理格式。书中对各种编码器和解码器性能的对比分析，也提供了非常实用的参考信息，让我能够更清晰地了解不同实现方式的优劣。

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这本书的深度和广度都让我感到惊叹。它并没有仅仅停留在JPEG2000的表面，而是深入到其背后的数学原理和算法设计。我特别佩服书中对“多通道图像”的处理能力的介绍。对于那些包含多个颜色通道（如RGB、Alpha通道）或者科学成像中的多光谱数据，JPEG2000都能进行高效的压缩和处理，这无疑为科学研究和工业应用提供了强大的支持。我常常在思考，那些高分辨率的科学探测数据，是如何在有限的传输带宽下进行传输的，这本书似乎为我解答了部分疑问。书中对“性能评估”方法的详细说明，也让我了解到如何科学地衡量JPEG2000的压缩效率和图像质量。这不仅仅是主观的感受，更是可以通过客观数据来验证的。我甚至在想，是否可以将书中介绍的评估方法，应用到我日常使用的其他图片格式的比较中。

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这本书的阅读过程，与其说是学习，不如说是一种“顿悟”。它并没有给我灌输死板的知识点，而是引导我去思考JPEG2000技术背后的逻辑和优势。我特别欣赏书中对“硬件加速”的讨论。随着计算能力的提升，JPEG2000在硬件层面得到了越来越好的支持，这使得其压缩和解压速度得到了显著的提升，从而在实际应用中更具可行性。我常常在想，很多我们习以为常的快速图片加载体验，背后都离不开硬件和软件的协同优化。书中对“未来展望”的分析，也让我看到了JPEG2000技术不断演进的潜力。它并没有止步于现状，而是持续地在算法、性能和应用方面进行创新。这让我对这项技术充满了信心，并期待它在未来的数字世界中发挥更大的作用。总而言之，这本书是一次充实而富有启发的阅读体验。

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这本书的结构非常严谨，条理清晰，对于我这样习惯于按部就班学习的人来说，简直是福音。它并非那种泛泛而谈的介绍性读物，而是深入到了JPEG2000技术的方方面面。我尤其欣赏它对“无损压缩”和“有损压缩”的深入剖析，并详细解释了JPEG2000如何在这两者之间实现灵活的切换，以满足不同应用场景的需求。书中对“感兴趣区域（ROI）”编码的讲解，让我印象深刻。这就像是为图像赋予了“优先级”，能够让用户在解压时优先处理图像的关键部分，这对于需要快速预览大尺寸图像的应用来说，无疑是巨大的效率提升。我在阅读过程中，不时会对照自己日常使用的图片编辑软件，想象着背后的技术是如何实现的。书中列举的各种性能指标和测试数据，虽然一开始让我有些眼花缭乱，但通过作者的引导，我逐渐理解了这些数据背后所代表的实际意义，比如在某些特定条件下，JPEG2000相比传统JPEG格式的优势有多么显著。它不仅仅是技术参数的堆砌，更是对技术性能的一种有力证明。此外，书中还探讨了JPEG2000在安全性方面的考虑，比如其对元数据和水印的良好支持，这对于需要保护图像版权的领域来说，是至关重要的。阅读过程中，我感觉自己就像是一名侦探，一步步解开JPEG2000技术层层包裹的奥秘，对整个技术体系有了更加全面和深刻的认识。

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这是一本让我重新审视“图像”这个概念的书。在我看来，大多数人对JPEG2000的认识可能仅仅停留在“一种比JPEG更高级的图片格式”，但这本书完全颠覆了我的认知。它不仅仅是介绍一种文件格式，更像是对一种全新的图像编码和传输范式的深度探索。书中对“分层编码”的讲解，让我理解了JPEG2000是如何能够支持渐进式传输，以及如何通过调整码流的优先级来控制图像的显示质量，这对于网络传输带宽受限的环境来说，是多么重要的功能。我常常在想，那些高清视频流的流畅播放，是否也得益于类似的技术原理？书中对“无损压缩”的详细说明，更是让我看到了JPEG2000在专业领域，比如科学研究、医疗诊断等场景下的巨大价值。要知道，在这些领域，任何一点信息的丢失都可能导致灾难性的后果。这本书让我意识到，图像压缩并非只是为了节省存储空间，更关乎信息的完整性和精确性。书中对各种标准化过程的介绍，也让我对JPEG2000的国际地位和推广应用有了更深的认识。它不仅仅是技术本身的魅力，更是一种标准化的成功典范。

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这本书的封面设计就足够引人注目，那种深邃的蓝色调，仿佛蕴藏着无尽的数字信息，再搭配上简洁却极具力量感的字体，让我还没翻开书页，就已经对它产生了浓厚的兴趣。我本身并非专业的图像处理工程师，但出于对数码摄影的热爱，以及对新兴技术的好奇，我选择了它。阅读的过程，就像是在探索一个未知的数字宇宙。一开始，那些关于编码、解码、小波变换的术语确实让我有些望而却步，但作者并没有直接丢给我一堆枯燥的公式，而是通过生动的比喻和循序渐进的解释，将这些抽象的概念具象化。我特别喜欢书中关于“信息压缩的艺术”这一部分的阐述，它将JPEG2000的优势，比如在保持高图像质量的同时实现更小的文件体积，描绘得淋漓尽致。我常常会联想到自己在拍摄大量高分辨率照片时的存储困扰，这本书似乎为我提供了一个更优化的解决方案。它不仅仅是介绍一种技术，更像是在讲述一种关于如何更智慧地处理数字图像的哲学。即使是对于我这样非技术背景的读者，也能从中感受到一种信息技术进步带来的便利和效率提升。书中对不同场景下的应用案例分析也相当到位，从医学影像的精确传输，到数字电影的存储优化，再到卫星图像的数据压缩，都让我看到了JPEG2000强大的生命力和广阔的应用前景。总的来说，这本书打开了我对数字图像处理领域的一个新视角，让我开始思考，我们日常接触到的每一张图片背后，可能都蕴含着如此精妙的算法和设计。

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这本书对我来说，最大的价值在于它让我能够从一个全新的角度去理解“数字图像”的本质。它不仅仅是像素的集合，更是一种信息的载体，一种数据的表达方式。书中对“可伸缩性”（Scalability）的阐述，让我印象深刻。JPEG2000的码流可以被分割成多个层级，用户可以根据自己的需求，选择性地解码其中一部分，从而实现不同分辨率和质量的图像显示。这对于网络应用，尤其是移动端应用来说，是多么重要的特性。我常常在思考，为什么有些图片在弱网环境下依然能快速加载，而有些则需要漫长的等待，JPEG2000的可伸缩性无疑是其中的一个重要原因。书中对“数字电影”和“高动态范围（HDR）”图像的应用分析，更是让我看到了JPEG2000在娱乐产业的巨大潜力。它为我们带来了更丰富、更逼真的视觉体验。

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这本书的阅读体验，可以说是一种“智力上的享受”。它并没有一味地堆砌技术术语，而是通过精心的组织和清晰的逻辑，让复杂的概念变得容易理解。我非常喜欢书中关于“感知编码”的讨论。JPEG2000在压缩过程中，会尽可能地保留那些对人眼来说最关键的视觉信息，而丢弃那些不那么容易被察觉的细节。这是一种非常“人性化”的压缩方式，也解释了为什么JPEG2000在保持视觉质量方面表现如此出色。我常常会想象，这种技术是如何被应用到虚拟现实（VR）和增强现实（AR）等领域，为用户带来更沉浸式的视觉体验。书中对“码流结构”的详细解析，也让我对JPEG2000文件内部的数据组织有了更深的认识。这不仅仅是一个简单的文件，而是一个精心设计的、能够支持多种功能的数据集合。

评分☆☆☆☆☆

非常好的书.简洁有力的数学描述和形象的示意图,让这本书成为你了解jpeg2000，小波变换，和数据压缩原理最好的入门读物。这位前辈在3D Video/still image compression 和 arithmetic coding方面的造诣很深，在业届赫赫有名。

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