圖像處理中的數學修煉 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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左飛著 著

圖書標籤:

• 圖像處理
• 數學基礎
• 數學方法
• 算法
• 理論
• 實踐
• 數字圖像處理
• 圖像分析
• 計算機視覺
• 高等數學

店鋪： 文軒網旗艦店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302457428

商品編碼：11566951605

齣版時間：2017-01-01

作  者:左飛 著 定  價:79 齣 版 社:清華大學齣版社 齣版日期:2017年01月01日 頁  數:431 裝  幀:平裝 ISBN:9787302457428 ●第1章  必不可少的數學基礎
●1.1  極限及其應用
●1.1.1  數列的極限
●1.1.2  級數的斂散
●1.1.3  函數的極限
●1.1.4  極限的應用
●1.2  微分中值定理
●1.2.1  羅爾中值定理
●1.2.2  拉格朗日中值定理
●1.2.3  柯西中值定理
●1.2.4  泰勒公式
●1.2.5  黑塞矩陣與多元函數極值
●1.3  嚮量代數與場論
●1.3.1  牛頓�怖巢寄崬墓�式
●1.3.2  內積與外積
●1.3.3  方嚮導數與梯度
●1.3.4  麯綫積分
●1.3.5  格林公式
●1.3.6  積分與路徑無關條件
●1.3.7  麯麵積分
●部分目錄

內容簡介

本書係統地介紹瞭圖像處理技術中所涉及的數學基礎。在前四章中，筆者設法化繁為簡，從眾多繁冗的數學知識中萃取瞭在學習和研究圖像處理技術時所必須的內容，以期有效地幫助讀者篩選齣很為必要的理論基礎，包括微積分、場論、變分法、復變函數、偏微分方程、泛函分析、概率論和統計學等。本書的後半部分每章圍繞一個主題詳盡地介紹瞭一些實際應用中的技術，這部分內容涉及到的子話題和具體算法十分豐富，其中很多都是當前研究的熱點。更重要的是，在後四章裏，讀者將反復用到本書前半部分所介紹的數學原理。這不僅能幫助讀者夯實基礎、強化所學，更能幫助讀者建立一條連接數學和圖像處理世界的橋梁，做到學以緻用。本書可作為圖像處理和機器視覺等領域的從業人員的技術指導資料，也可作為大專院校相關專業師生研究或學習的參考書籍。 左飛 著 左飛，技術作傢、譯者。他的著作涉及圖像處理、程序開發和數據挖掘等多個領域，並譯有《編碼》、《提高C++性能的編程技術》等經典名著。曾榮獲“很受讀者喜愛的IT圖書作譯者”奬，並被授予“電子工業齣版社創立30周年很好作譯者”榮稱。

《解構數字之眼：透視影像背後的科學與藝術》 在這紛繁復雜的數字信息時代，圖像已不再僅僅是視覺的載體，它承載著故事，蘊含著知識，更驅動著科技的飛躍。從我們指尖滑過的社交媒體動態，到醫學影像中細微病竈的顯現，再到自動駕駛汽車捕捉周圍環境的瞬間，圖像的“閱讀”與“理解”能力，正以前所未有的速度滲透進我們生活的方方麵麵。《解構數字之眼：透視影像背後的科學與藝術》並非一本枯燥的技術手冊，而是一次深入淺齣的探索之旅，旨在揭示那些讓靜態畫麵“活”起來，讓模糊信息“清晰”起來的底層邏輯與巧妙設計。 我們每天都在接收海量的視覺信息，但我們可曾停下腳步，思考過一張照片是如何被記錄、存儲、傳輸，又如何在屏幕上重新呈現的？當我們放大照片，看到像素點組成的點陣時，這些微小的“積木”是如何組閤成逼真的場景的？當我們看到一張經過美顔的自拍照，或者一段被特效美化的視頻時，這些神奇的變化又是如何實現的？《解構數字之眼》將帶領讀者一步步走進數字圖像的內心世界，從最基礎的數字錶示開始，探尋光影如何轉化為可計算的數據，色彩如何編碼，以及圖像文件格式的演變如何影響著信息的存儲與傳播。 本書的核心在於“解構”，這意味著我們將把復雜的圖像處理過程拆解成一個個易於理解的組件，並逐一剖析其內在的原理。想象一下，我們用一把鋒利的解剖刀，小心翼翼地剖開一張圖像，從中提取齣隱藏在像素背後的秘密。我們不會止步於錶麵現象，而是追溯其發生的根源，理解其背後的“為什麼”。 從光影到代碼：數字圖像的誕生 在探索圖像處理的奇妙旅程之前，我們必須先理解“圖像”本身是如何在數字世界中存在的。本書將從最根本的層麵——光與視覺齣發，簡要迴顧人眼感知世界的機製，然後引齣數碼相機或掃描儀如何模擬這一過程，將連續的光學信號轉化為離散的數字信號。我們會詳細解釋像素的概念，它是構成數字圖像的最基本單元，如同繪畫中的顔料點。讀者將瞭解到，每一個像素都擁有特定的亮度和色彩信息，而這些信息是如何被量化的。 色彩的錶示是圖像的重要組成部分。本書將深入淺齣地介紹常見的色彩模型，例如RGB（紅、綠、藍）模型，這是絕大多數數字顯示設備使用的基礎；CMYK（青、品紅、黃、黑）模型，廣泛應用於印刷領域；以及HSV（色相、飽和度、亮度）模型，在圖像編輯和計算機圖形學中扮演著重要角色。我們將不僅僅停留在模型的名稱上，而是會深入剖析這些模型之間的轉換原理，以及它們如何影響我們對圖像色彩的理解和操作。例如，為何調整RGB中的“R”值會改變圖像的紅色成分，而HSV模型中的“色相”又代錶瞭我們直觀感受到的顔色本身。 像素的舞蹈：基礎圖像變換 一旦圖像被轉化為數字數據，我們就可以對其進行各種操作，就像舞者在舞颱上進行各種優雅的動作一樣。本書將詳細介紹一些最基礎但至關重要的圖像變換技術。 幾何變換：想象一下，我們將一張照片放大、縮小、鏇轉，或者將其鏡像翻轉。這些看似簡單的操作，背後都有著精密的數學原理。我們將介紹平移、鏇轉、縮放和剪切等變換，並解釋它們是如何通過改變像素的坐標來實現的。讀者將理解，一個簡單的鏇轉操作，背後可能涉及到矩陣運算和插值算法。 色彩調整：我們常常需要調整照片的亮度、對比度，或者改變其色調。本書將探討如何通過修改像素的亮度值和色彩分量來實現這些目標。例如，亮度調整可以通過對所有像素的亮度值進行綫性或非綫性變換來實現；對比度增強則需要拉伸像素值的分布範圍。我們將介紹一些經典的灰度變換和色彩變換方法。 濾波：濾波是圖像處理中一個極為強大的工具，它能夠實現去噪、銳化、模糊等多種效果。我們會深入講解捲積（Convolution）的概念，這是圖像濾波的核心數學運算。讀者將理解，一個濾波器（或稱為核/捲積核）是如何與圖像進行“滑動”和“疊加”的，從而提取圖像中的特定信息。本書將介紹不同類型的濾波器，如均值濾波（用於模糊和去噪）、高斯濾波（平滑效果更佳，同時保留邊緣）、Sobel算子（用於邊緣檢測）等，並解釋它們在像素層麵是如何工作的。 圖像的“眼睛”：特徵提取與識彆 除瞭對圖像整體進行處理，我們更希望讓計算機能夠“看懂”圖像中的內容。這就需要對圖像進行特徵提取，並在此基礎上進行識彆。 邊緣檢測：圖像的邊緣是物體輪廓的重要信息，它們承載著形狀和結構的綫索。本書將詳細介紹多種經典的邊緣檢測算法，例如Roberts算子、Prewitt算子、Sobel算子和Canny邊緣檢測算法。我們將深入剖析Canny算法為何被認為是經典，它在平滑、梯度計算、非極大值抑製和滯後閾值等步驟是如何協同工作的。 特徵點提取：圖像中的特徵點，如角點、斑點等，具有局部獨特性，不易受到尺度、鏇轉和光照變化的影響。它們是進行物體識彆、圖像匹配和三維重建的基礎。我們將介紹一些經典的特徵點檢測算法，如Harris角點檢測，並解釋其核心思想——局部區域的灰度變化。 形狀分析：識彆圖像中的物體，很大程度上依賴於對其形狀的分析。我們將介紹一些基本的形狀描述子，例如Hu不變矩，它們能夠獨立於尺度、鏇轉和平移來描述物體的形狀特徵。 色彩的魔術師：色彩空間與色彩管理 色彩是圖像中最直觀的信息之一，但如何準確地“捕捉”和“呈現”色彩，卻是計算機科學中的一個挑戰。 更豐富的色彩空間：除瞭RGB和CMYK，本書還將介紹一些更高級的色彩空間，如Lab色彩空間，它能夠更準確地描述人眼感知到的色彩差異，並在色彩校正和圖像增強中發揮重要作用。我們將探討不同色彩空間之間的轉換原理，以及它們在不同應用場景下的優勢。 色彩校正與增強：如何讓照片的色彩更加生動逼真？本書將介紹一些色彩校正和增強的技術，例如白平衡的原理，以及如何通過調整色彩的色調、飽和度和亮度來達到理想的效果。 色彩管理：在不同設備（如相機、顯示器、打印機）之間準確地傳遞色彩，是一項復雜但至關重要的任務。本書將簡要介紹色彩管理的基本概念，以及ICC Profile（國際色彩聯盟配置文件）在實現色彩一緻性方麵的作用。 圖像的“靈魂”：分割與理解 當計算機能夠識彆圖像中的局部特徵後，下一步就是嘗試“理解”圖像的整體內容，即圖像分割。 區域分割：圖像分割的目的是將圖像劃分為若乾個有意義的區域，每個區域內的像素具有相似的屬性（如顔色、紋理）。我們將介紹一些經典的分割方法，如閾值分割（基於像素值的簡單劃分）、區域生長（從種子點開始，不斷擴展具有相似屬性的鄰域）和K-means聚類（將像素點根據顔色等屬性分組）。 語義分割與實例分割：在更高級的應用中，我們希望計算機不僅能分割齣不同的區域，還能識彆齣這些區域代錶的物體類彆（語義分割），甚至區分同一類彆的不同個體（實例分割）。雖然這部分內容可能涉及到更復雜的機器學習算法，但本書將為其奠定基礎，闡述這些高級任務所依賴的底層原理，例如通過提取更豐富的特徵來區分不同的物體。 圖像的“語言”：壓縮與編碼 我們每天接觸的圖像文件，例如JPEG、PNG等，都經過瞭精妙的壓縮和編碼。 無損壓縮與有損壓縮：本書將區分這兩種主要的壓縮方式，並解釋它們的工作原理。例如，行程長度編碼（RLE）是一種簡單的無損壓縮方法，而離散餘弦變換（DCT）則是JPEG有損壓縮的核心。 圖像編碼標準：我們將介紹一些主流的圖像編碼標準，如JPEG（Joint Photographic Experts Group）和PNG（Portable Network Graphics），並分析它們在圖像質量、文件大小和應用場景上的權衡。 不止於理論：從藝術到科學的跨越 《解構數字之眼：透視影像背後的科學與藝術》並非一本純粹的理論著作。在每一章的介紹中，我們都會穿插引人入勝的應用實例，展示這些數學和算法如何在現實世界中發揮作用。 藝術與設計：從數字繪畫的筆觸模擬，到照片後期處理的精妙調色，再到三維動畫的逼真渲染，圖像處理技術為藝術創作提供瞭無限可能。 科學研究：在天文學領域，通過圖像處理提取星體信息；在生物醫學領域，分析顯微鏡圖像以診斷疾病；在遙感領域，監測地球環境變化……圖像處理是現代科學研究不可或缺的工具。 工程技術：自動駕駛汽車如何“看”懂復雜的交通場景？安防監控係統如何實時識彆異常？工業生産中的視覺檢測如何確保産品質量？這些都離不開強大的圖像處理技術。 本書緻力於用清晰易懂的語言，結閤生動的比喻和直觀的圖示，幫助讀者理解那些隱藏在數字圖像背後的數學原理和算法邏輯。我們相信，通過對這些“數字之眼”的深入解構，讀者不僅能夠更好地欣賞和使用數字圖像，更能從中獲得啓迪，為人工智能、計算機視覺等前沿領域的發展打下堅實的基礎。這是一場關於視覺信息如何被創造、被理解、被賦予意義的精彩探索，等待著每一個對數字世界充滿好奇的你。

評分☆☆☆☆☆

一直以來，我對於數學在各個科學領域中的應用都充滿瞭好奇。《圖像處理中的數學修煉》這個書名，恰恰觸動瞭我心中那份對跨學科知識融閤的嚮往。我購買這本書，是希望能夠通過圖像處理這個具體的應用場景，來重新認識和理解一些基礎的數學概念。我設想，書中可能不會僅僅停留在“知其然”的層麵，而是會深入到“知其所以然”。比如，它可能會解釋為什麼某個綫性代數的概念在圖像的變換中如此重要，或者如何利用微積分來描述圖像的梯度變化。我期待這本書能夠以一種生動有趣的方式，將那些在課堂上可能讓我感到枯燥的數學知識，與我們日常生活中就能接觸到的圖像信息聯係起來。我希望通過閱讀這本書，能夠讓我在不知不覺中，重新點燃對數學的興趣，並且看到數學在現代科技中不可或缺的價值，從而真正實現“修煉”的目的。

評分☆☆☆☆☆

作為一個長期在軟件開發一綫工作的工程師，我對各種算法的實現和優化有著強烈的需求。我購買《圖像處理中的數學修煉》這本書，正是看中瞭它“數學修煉”的定位，希望能藉此機會，在理論層麵夯實我的圖像處理基礎，從而更好地指導我的實際工作。我猜測書中可能會涉及大量的數學公式推導和證明，但我並不畏懼，反而充滿期待。我希望通過對這些數學原理的深入理解，能夠讓我更清晰地認識到每種圖像處理算法的設計思路和內在邏輯。例如，在進行圖像壓縮或去噪時，瞭解其背後的數學原理，或許能讓我找到更優的解決方案，避免一些常見的陷阱。我尤其希望，書中能夠提供一些實際的案例分析，將抽象的數學理論與具體的圖像處理問題相結閤，讓我看到理論如何在實踐中發揮作用，從而提升我解決實際問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我購買《圖像處理中的數學修煉》的初衷，更多的是源於一種“拓展視野”的衝動。我一直對信息科學領域抱有濃厚的興趣，而圖像處理無疑是其中的一個重要分支。然而，我始終覺得自己在這一領域的發展有些停滯不前，似乎總是觸及不到更深層次的原理。我希望這本書能夠幫助我突破這個瓶頸，讓我能夠從一個全新的角度去審視圖像處理。我暢想著，書中可能會介紹一些我從未接觸過的數學工具，或者以一種我從未想過的方式去解釋那些我熟悉的概念。或許，它會引導我去思考，為什麼某些特定的數學變換能夠有效地改變圖像的視覺效果，為什麼某些算法在特定類型的圖像處理任務中錶現得如此齣色。我希望這本書不僅僅是傳授知識，更是一種思維方式的引導，能夠激發我去探索更多未知，去發現圖像處理中蘊含的數學之美，從而真正做到“修煉”內功，而不是僅僅停留在錶麵操作的層麵。

評分☆☆☆☆☆

這本書的包裝和設計都頗具匠心，厚實的封麵紙和精美的裝幀，讓人在未翻開內容之前就感受到一股沉甸甸的學術氣息。我當初購買這本書，純粹是被它極具吸引力的書名所打動——“圖像處理中的數學修煉”。這個名字瞬間勾起瞭我對圖像處理領域濃厚的好奇心，同時也激發瞭我想要深入理解其背後數學原理的強烈願望。畢竟，在很多非專業人士的眼中，圖像處理似乎更多的是一種技術活，是對軟件操作的熟練掌握。然而，“數學修煉”這個詞，卻暗示著這本書將帶我們走嚮更深層次的探究，去揭示那些隱藏在像素背後、驅動圖像變化的神奇算法。我期待著這本書能夠像一位循循善誘的導師，帶領我一步步解開圖像處理的神秘麵紗，讓我能夠不僅僅是“使用”圖像處理工具，更能“理解”其原理，甚至能夠“創造”齣新的圖像處理方法。這種對知識的渴求，驅使我迫不及待地想要探索書中內容，看看它究竟能給我帶來怎樣的啓發和提升。

評分☆☆☆☆☆

我一直在尋找一本能夠係統性地梳理圖像處理底層邏輯的書籍，市麵上同類書籍不少，但大多要麼過於偏重算法的實現細節，讓人難以窺見其數學根基；要麼過於理論化，晦澀難懂，脫離實際應用。所以，當我在書店看到《圖像處理中的數學修煉》這本書時，心中湧起瞭一股莫名的親切感。書名中的“修煉”二字，讓我覺得它並非一本簡單的技術手冊，而更像是一場思維的磨礪，一次智力的探險。我設想，它可能會從最基礎的數學概念入手，例如綫性代數、微積分、傅裏葉變換等，然後逐步將其巧妙地融入到圖像處理的各個方麵，比如圖像增強、濾波、邊緣檢測、特徵提取等等。我期待書中能夠用清晰易懂的語言，輔以恰當的圖示和例子，將那些抽象的數學公式轉化為直觀的圖像變化，讓我在理解算法的同時，也能感受到數學的優雅與力量。如果這本書能做到這一點，那麼它無疑將成為我圖像處理學習道路上的一塊重要基石，讓我能夠更加自信地迎接未來的挑戰。