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高瑜翔 著

圖書標籤:

• 電子綫路
• 高頻電路
• 射頻電路
• 模擬電路
• 電路分析
• 電子工程
• 通信工程
• 微波技術
• 濾波器設計
• 放大器設計

齣版社： 科學齣版社有限責任公司

ISBN：9787030226310

版次：31

商品編碼：12007896

包裝：平裝

叢書名： 高等院校教材

開本：32開

齣版時間：2016-08-01

頁數：284

正文語種：中文

《數字圖像處理與分析》 內容簡介 《數字圖像處理與分析》一書深入淺齣地探討瞭數字圖像的獲取、增強、復原、壓縮、分割、錶示、描述以及識彆等一係列核心理論和關鍵技術。本書旨在為讀者構建一個完整而係統的數字圖像處理知識體係，使其能夠理解並掌握各種算法的原理、優缺點以及適用範圍，並能根據實際應用需求選擇和改進相應的處理方法。 第一章 緒論 本章首先介紹數字圖像處理的概念、發展曆程及其在科學研究和工程實踐中的廣泛應用，如醫學成像、遙感、計算機視覺、虛擬現實、工業檢測等。接著，對數字圖像的基本構成單元——像素進行定義，並解釋瞭圖像的數字錶示方式，包括灰度圖像、彩色圖像（RGB、HSV等模型）以及多光譜圖像。隨後，引入瞭圖像的采樣和量化過程，闡述瞭它們對圖像質量的影響，並介紹瞭圖像分辨率的概念。最後，強調瞭數字圖像處理在現代科技發展中的重要地位和巨大潛力。 第二章 圖像增強 圖像增強是改善圖像視覺效果、突齣圖像特徵以方便後續分析的重要手段。本章詳細闡述瞭兩種主要的圖像增強方法：空間域增強和頻率域增強。 空間域增強： 點處理：介紹瞭一階和二階微分算子（如Roberts、Sobel、Prewitt、Laplacian算子）在邊緣檢測和細節增強中的應用。重點講解瞭圖像平滑（如均值濾波、高斯濾波、中值濾波）和圖像銳化（如拉普拉斯銳化、梯度銳化）的技術。討論瞭直方圖處理技術，包括直方圖均衡化、直方圖規定化，解釋瞭它們如何調整圖像的灰度分布以提升對比度和細節。 區域處理：介紹瞭基於區域的平滑和銳化方法。 頻率域增強： 傅裏葉變換：詳細闡述瞭二維離散傅裏葉變換（DFT）及其性質，以及快速傅裏葉變換（FFT）的算法。 頻率域濾波：介紹瞭低通濾波（如理想低通、巴特沃斯低通、高斯低通濾波器）用於平滑圖像、去除噪聲；高通濾波（如理想高通、巴特沃斯高通、高斯高通濾波器）用於增強邊緣和細節；以及同態濾波用於同時校正圖像的亮度不均勻和增強對比度。還討論瞭選擇性濾波，如帶阻濾波和帶通濾波。 第三章 圖像復原 圖像復原旨在消除或減輕由於傳感器缺陷、成像過程中的運動、模糊、噪聲等因素造成的圖像退化。本章重點介紹瞭多種圖像復原技術。 噪聲的去除： 點處理：迴顧瞭中值濾波、均值濾波等空間域濾波方法在去除隨機噪聲中的應用，並分析瞭它們的優缺點。 區域處理：介紹瞭更復雜的自適應濾波技術，如Lee濾波、K-SVD等，這些方法能夠更好地在去除噪聲的同時保留圖像細節。 頻率域處理：介紹瞭維納濾波在處理加性噪聲和乘性噪聲方麵的原理和應用。 模糊的校正： 運動模糊：詳細講解瞭點擴散函數（PSF）的概念，並介紹瞭運動模糊的數學模型。 逆濾波：分析瞭理想逆濾波的局限性，以及它在存在噪聲時的不可行性。 最小均方誤差（Wiener）濾波：重點講解瞭維納濾波在運動模糊校正中的應用，以及它如何權衡復原模糊圖像和引入噪聲之間的關係。 約束最小二乘濾波：介紹瞭另一種常用的模糊校正方法，並分析瞭其與維納濾波的異同。 盲復原：介紹瞭當退化過程未知時，如何估計退化函數並進行復原。 第四章 圖像壓縮 圖像壓縮旨在減少圖像數據量，以降低存儲成本和傳輸帶寬。本章涵蓋瞭無損壓縮和有損壓縮兩大類方法。 無損壓縮： 行程長度編碼（RLE）：介紹瞭一種簡單的無損壓縮方法，適用於連續重復的像素值。 預測編碼：講解瞭DPCM（差分脈衝編碼調製）等技術，通過預測像素值來編碼差值。 熵編碼：詳細介紹瞭霍夫曼編碼和算術編碼，這些方法利用符號的統計概率來分配更短的碼字，實現高效壓縮。 有損壓縮： 變換編碼：重點介紹瞭離散餘弦變換（DCT）及其在JPEG壓縮標準中的應用。闡述瞭DCT如何將圖像能量集中在低頻係數上，從而實現高效量化。 量化：解釋瞭均勻量化和非均勻量化，以及它們如何通過犧牲精度來減少數據量。 基於感知特性的壓縮：討論瞭人眼視覺係統的特性，例如對高頻信息的敏感度較低，從而指導壓縮策略。 視頻壓縮基礎：簡要介紹瞭視頻壓縮的基本概念，如幀內編碼和幀間編碼。 第五章 圖像分割 圖像分割是將圖像劃分為若乾個具有相似特徵的區域的過程，是圖像分析和理解的基礎。本章介紹瞭多種分割方法。 基於閾值的分割： 全局閾值法：介紹Otsu方法等自動確定全局閾值的方法。 局部閾值法：討論瞭自適應閾值分割，適用於光照不均的圖像。 基於邊緣的分割： 邊緣檢測算子：迴顧瞭Canny邊緣檢測算法，並分析瞭其在提取連續邊緣麯綫中的優勢。 邊緣連接：介紹瞭Hough變換在檢測直綫、圓等幾何形狀中的應用。 基於區域的分割： 區域生長：講解瞭種子點選擇、生長準則等算法細節。 區域分裂與閤並：介紹瞭基於同質性準則的分割方法。 Watershed算法：詳細闡述瞭分水嶺算法的思想，以及其在分割粘連物體中的應用，並討論瞭其易産生過分割的問題及解決辦法。 深度學習在圖像分割中的應用：簡要介紹瞭CNNs（捲積神經網絡）在語義分割和實例分割領域的最新進展，如U-Net、Mask R-CNN等。 第六章 圖像錶示與描述 圖像錶示和描述旨在提取圖像中的關鍵特徵，以便進行後續的識彆和檢索。本章涵蓋瞭從低級特徵到高級特徵的提取和錶示方法。 邊界描述： 鏈碼：介紹瞭一種描述區域邊界的序列編碼方法。 多邊形逼近：討論瞭如何用多邊形來近似錶示邊界。 傅裏葉描述子：講解瞭如何利用邊界的傅裏葉變換係數來描述形狀。 區域描述： 麵積、周長、緊密度：介紹瞭這些基本的區域幾何特徵。 歐拉數：解釋瞭其在描述連通性中的作用。 矩不變量：詳細介紹瞭Hu不變矩，它們在圖像鏇轉、縮放、平移下保持不變，是重要的形狀描述子。 特徵提取： 角點檢測：介紹瞭Harris角點檢測算法，並分析瞭其魯棒性。 SIFT（尺度不變特徵變換）：詳細闡述瞭SIFT算法，包括尺度空間極值檢測、關鍵點定位、方嚮分配和描述子生成，以及其在圖像匹配中的強大能力。 HOG（方嚮梯度直方圖）：講解瞭HOG特徵在物體檢測中的應用，如何描述物體局部形狀信息。 第七章 圖像識彆 圖像識彆（或稱圖像分類、目標識彆）是將圖像或圖像中的目標與預定義的類彆進行匹配的過程。本章介紹瞭一些經典的圖像識彆技術。 模式識彆基礎： 分類器：介紹瞭貝葉斯分類器、K近鄰（KNN）分類器、支持嚮量機（SVM）等經典分類算法的原理。 特徵選擇與降維：討論瞭主成分分析（PCA）等技術在減少特徵維度、提高分類效率中的作用。 基於模闆匹配的方法：介紹瞭如何將待識彆圖像與預先存儲的模闆進行比較。 基於神經網絡的方法： 多層感知機（MLP）：介紹瞭神經網絡的基本結構和訓練過程。 捲積神經網絡（CNNs）：重點講解瞭CNNs在圖像識彆任務中的革命性貢獻，包括捲積層、池化層、激活函數、全連接層等結構，以及它們如何自動學習圖像特徵。詳細介紹瞭AlexNet、VGG、ResNet等經典CNN模型及其在ImageNet等數據集上的性能錶現。 目標檢測：簡要介紹瞭R-CNN係列、YOLO（You Only Look Once）、SSD（Single Shot MultiBox Detector）等端到端的目標檢測框架。 第八章 圖像質量評價 本章討論瞭主觀和客觀的圖像質量評價方法。 主觀評價：介紹瞭主觀評價的流程、評分標準以及影響因素。 客觀評價： 無參考圖像質量評價（NR-IQA）：介紹瞭如BRISQUE、NIQE等基於統計特徵的評價方法。 全參考圖像質量評價（FR-IQA）：詳細講解瞭PSNR（峰值信噪比）、SSIM（結構相似性度量）等指標，以及它們如何衡量失真圖像與原始圖像之間的差異。 第九章 圖像的幾何變換 本章介紹瞭用於改變圖像空間位置和幾何結構的變換。 二維幾何變換： 平移、鏇轉、縮放：介紹瞭這些基本變換的數學錶達和實現方法。 剪切：講解瞭剪切變換的概念。 仿射變換：介紹瞭仿射變換的性質，它保持直綫平行性，但可能改變角度和長度。 透視變換：講解瞭透視變換，它用於模擬相機視角的變化，常用於校正透視畸變。 變換的實現：討論瞭坐標變換、插值方法（如最近鄰插值、雙綫性插值、雙三次插值）在幾何變換中的應用。 第十章 圖像應用實例 本章通過具體的應用案例，展示瞭數字圖像處理技術的實際價值。 醫學影像處理：如X射綫、CT、MRI圖像的增強、去噪、分割及三維重建。 遙感圖像處理：如衛星影像的增強、變化檢測、土地覆蓋分類。 人臉識彆與檢測：如基於Eigenface、Fisherface和CNN的人臉識彆技術。 自動駕駛與機器人視覺：如障礙物檢測、車道綫識彆、場景理解。 工業自動化與質量檢測：如産品缺陷檢測、尺寸測量。 本書的編寫風格注重理論與實踐相結閤，提供瞭豐富的算法僞代碼和實例分析，並對每種算法的優缺點進行瞭深入剖析，旨在培養讀者獨立分析和解決實際圖像處理問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

我一直覺得，像無綫電、雷達這樣的技術，是屬於那種“高大上”的領域，普通人很難理解其中的奧秘。《高頻電子綫路》這本書，卻神奇地拉近瞭我與這個領域的距離。它並沒有用過於艱澀的語言，而是用一種非常生動、形象的方式，為我揭示瞭高頻電子綫路的獨特魅力。我尤其喜歡書中關於“駐波”和“反射係數”的講解，通過圖文並茂的例子，讓我直觀地理解瞭信號在傳輸綫中的能量分布和損耗情況，這對於我理解天綫的效率、濾波器的性能，都有瞭極大的幫助。這本書還讓我認識到，在高頻設計中，不僅僅是元件的選擇很重要，元器件的布局、連接方式，甚至是PCB闆的材質，都會對最終的性能産生至關重要的影響。讀完之後，我感覺自己對很多日常生活中接觸到的高科技産品，都有瞭一種“撥開雲霧見月明”的感覺，對那些默默奉獻的電子工程師們，充滿瞭欽佩之情。這本書不僅拓展瞭我的知識邊界，更點燃瞭我對電子科學探索的熱情。

評分☆☆☆☆☆

我之前一直以為，電路設計無非就是搭積木，把各種元件按照原理圖連接起來，然後就能正常工作瞭。但《高頻電子綫路》這本書徹底顛覆瞭我的這個想法，它就像一個引路人，把我帶入瞭一個更加復雜、也更加迷人的電子世界。這本書讓我認識到，在處理頻率極高的信號時，我們必須重新審視那些我們習以為常的“常識”。書中對“電磁場”的概念的闡述，讓我第一次真正理解瞭，電流不僅僅是在導綫上流動，它還會激發周圍的空間産生電磁波，而這些電磁波又會反過來影響電路的性能。這一點尤其體現在對屏蔽和濾波章節的討論中，作者通過大量的實例，生動地展示瞭如何利用各種巧妙的結構和材料，來防止高頻信號的乾擾，或者如何精確地讓需要的信號通過，而讓不需要的信號被拒之門外。讀完之後，我感覺自己像是獲得瞭一雙“透視眼”，能夠看到電路中那些肉眼看不見的電磁能量的流動和相互作用，對那些設計精良的高頻通信設備，以及各種無綫傳感器的原理，都有瞭更深層次的理解。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是打開瞭我對電磁世界的全新視角！我一直對那些能神奇地發射和接收信號的設備感到好奇，比如手機、無綫耳機，甚至是傢裏的Wi-Fi路由器。但之前我總覺得它們的工作原理太過於神秘，像是一種隻有少數“魔法師”纔能掌握的技藝。然而，當我翻開《高頻電子綫路》後，這種感覺徹底改變瞭。作者用一種非常接地氣的方式，從最基本的概念講起，比如什麼是“高頻”，它和我們日常接觸的低頻有什麼不同，以及為什麼在處理高頻信號時，普通的電路設計方法會失效。書中對寄生效應的講解尤為精彩，它不像教科書裏那種枯燥的理論公式堆砌，而是通過生動的比喻和實際的應用場景，讓我深刻理解瞭電阻、電容、電感這些看似簡單的元件在高頻下會展現齣多麼“調皮”的一麵。尤其是在講解PCB走綫的設計時，那些關於阻抗匹配、信號完整性的內容，讓我豁然開朗，原來手機裏的每一條細小的綫路，都蘊含著如此精妙的設計哲學。這本書讓我不再畏懼高頻電路，反而激起瞭我更大的興趣，想要深入探索更多關於射頻、微波領域的神奇之處。

評分☆☆☆☆☆

老實說，我之前對“高頻電子綫路”這個概念，一直停留在一種模糊的印象中，覺得大概就是跟手機、電腦裏的那些高速運轉的芯片有關吧。直到我讀瞭《高頻電子綫路》，纔意識到自己對這個領域的理解是多麼片麵。這本書讓我明白，高頻不僅僅是速度的提升，它更涉及到一種全新的物理現象和設計思維。書中對“噪聲”的分析，讓我瞭解到在高頻環境下，那些微小的隨機信號，是如何輕易地被放大並對整個係統造成毀滅性的影響的，這促使我去思考如何從源頭上抑製噪聲，以及如何設計齣更具魯棒性的電路。同時，書中關於“匹配”的論述，比如阻抗匹配、功率匹配，讓我認識到，在高頻設計中，任何一個環節的不協調，都可能導緻能量的巨大損失，這就像一個精密的齒輪係統，每一個齒輪都必須咬閤得恰到好處，纔能保證整體的順暢運轉。讀完這本書，我開始對那些在信息傳輸、雷達探測、衛星通信等領域工作的工程師們，充滿瞭由衷的敬意，他們解決的不僅僅是電路問題，更是對物理規律的深刻洞察和靈活運用。

評分☆☆☆☆☆

對於我這種對電子技術充滿好奇，但又缺乏專業背景的人來說，《高頻電子綫路》這本書簡直就是一場及時的“甘霖”。我一直對那些在無綫通信領域做齣巨大貢獻的科學傢和工程師感到無比敬佩，但總覺得他們的工作離我太遙遠，遙遠到無法觸及。這本書卻以一種極其易懂和循序漸進的方式，將那些高深的理論展現在我麵前。它沒有上來就扔給我一大堆復雜的公式和圖錶，而是從一些最基本、最直觀的現象入手，比如為什麼金屬會反射電磁波，為什麼不同長度的天綫會接收到不同頻率的信號。書中對“傳輸綫理論”的講解，讓我第一次理解瞭，信號在長距離傳輸時，並不僅僅是簡單的電阻損耗，而是會因為綫路的特性阻抗和反射效應而發生變化，這對我理解無綫信號的衰減和失真有瞭全新的認識。同時，書中對各種高頻器件，如晶體管、二極管在高頻下的行為特點的描述，也讓我對這些“小傢夥”的復雜性有瞭更深刻的體會，不再將它們視為單一功能的元件，而是能夠理解它們在不同頻率下的“個性”。