图象处理与分析

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出版者:科学出版社
作者:崔屹
出品人:
页数:171
译者:
出版时间:2000-1
价格:23.00元
装帧:
isbn号码:9787030072313
丛书系列:
图书标签:
  • 计算机
  • 数学形态学
  • 数学
  • 图像
  • 数学应用
  • 图像处理
  • 图像分析
  • 计算机视觉
  • 数字图像处理
  • 图像识别
  • 模式识别
  • 图像分割
  • 特征提取
  • 图像增强
  • 机器视觉
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具体描述

数学形态学是一门新兴的图象处理与分析学科,其基本理论和方法在视觉检测、生物医学图象分析、机器人视觉、图象压缩编码、纹理分析等诸多领域,都取得了非常成功的应用,创造了巨大的经济效益。

本书用浅显的语言,结合丰富的图示,详细、系统地介绍了数学形态学图象分析的理论和方法,并给出了大量的应用实例。对于书中所介绍的算法,基

好的,这是一份不包含《图象处理与分析》内容的图书简介,旨在深入探讨其他相关领域的知识。 --- 图书名称:《数字几何与三维重建技术》 图书简介 本书《数字几何与三维重建技术》系统性地阐述了从二维数据到三维世界的几何建模、表示与重建的核心理论与实用方法。随着计算机图形学、计算机视觉以及虚拟现实技术的飞速发展,精确、高效地获取和理解真实世界的几何信息成为关键瓶颈。本书旨在为研究人员、工程师以及高年级本科生提供一个坚实的理论基础和丰富的实践指导,以应对复杂的几何数据处理挑战。 第一部分:数字几何基础与数据表示 本书的开篇部分聚焦于构建理解三维世界的数学框架。我们首先回顾了高等代数、微分几何在几何描述中的基础作用,特别是欧几里得空间、齐次坐标系以及刚体运动的表示,为后续的三维变换和配准奠定基础。 1.1 空间几何的数学基础: 详细介绍了向量代数、矩阵运算在三维变换(平移、旋转、缩放)中的应用。重点阐述了欧拉角、四元数与旋转矩阵之间的转换及其在避免万向锁问题上的优势。 1.2 离散几何与网格数据结构: 真实世界的几何信息通常以离散形式存在。本章深入探讨了多边形网格(Polygon Mesh)作为三维对象主要表示方式的优缺点。内容包括三角网格的存储结构(如邻接表、半边数据结构Half-Edge Structure),以及对几何拓扑属性(法向量、曲率、边界)的有效计算与维护。同时,对点云(Point Cloud)作为不规则采样数据的特性及其在数据预处理中的重要性进行了详尽分析。 1.3 参数化曲面与隐式表示: 相比于离散网格,参数化曲面(如Bézier曲面、NURBS——非均匀有理B样条)提供了光滑、精确的几何描述能力。本书阐释了NURBS在工业设计和CAD/CAM领域的不可替代性,并对比了隐式曲面(如通过距离函数或体素表示)在布尔运算和特征提取上的优势。 第二部分:三维数据获取与预处理 本部分转向实际数据的获取手段,并强调数据质量对后续重建结果的影响。 2.1 传感器原理与数据采集: 详细分析了主流的三维扫描技术。激光扫描(TOF、相位扫描)的精度与工作原理,结构光投影(莫尔条纹、傅里叶变换)的优势与局限。此外,对基于摄影测量的多视图立体视觉(Multi-View Stereo, MVS)方法进行了深入探讨,特别是其对纹理信息和光照变化的依赖性。 2.2 点云数据净化与规范化: 原始点云往往充斥着噪声、离群点和不均匀的采样密度。本章介绍了一系列鲁棒的数据清洗技术,包括统计离群点移除(SOR)、基于密度的滤波算法。随后,重点讲解了法向量的估计,包括基于局部邻域的PCA方法和利用深度学习技术进行的方向一致性校正,这是后续曲面重建的关键前置步骤。 2.3 传感器与坐标系配准: 在多传感器融合或多次扫描数据合并时,精确的几何配准是核心挑战。本书详述了基于特征点(如角点、边缘)的迭代最近点(Iterative Closest Point, ICP)算法及其变种(如Point-to-Plane ICP),并讨论了如何引入全局优化来解决局部最优陷阱问题。 第三部分:三维表面重建算法 这是全书的核心内容,涵盖了从离散点云或特征数据恢复光滑、连续三维模型的关键技术。 3.1 基于插值的表面重建方法: 针对稀疏或不规则采样点,本节介绍了几种经典的插值与拟合技术。重点介绍了径向基函数(RBF)插值在生成光滑曲面上的应用,以及三角化方法(如Delaunay三角剖分在三维情形下的拓展)在构建初始拓扑结构中的作用。 3.2 基于体积的重建: 体素化是处理复杂拓扑结构和空洞填充的有力工具。本书重点解析了泊松表面重建(Poisson Surface Reconstruction, PSR)算法。通过将点云的法向量视为梯度场,将表面重建问题转化为求解一个泊松方程,从而生成一个封闭、光滑的水平集函数表示的曲面。我们将详述如何设置输入数据和解算过程,以获得高质量的几何体。 3.3 局部与隐式曲面重建: 针对局部细节的保留,我们将探讨如Ball Pivoting Algorithm(BPA)如何通过模拟一个“球体”在点云中滚动来逐步构建三角网格。对于要求极高平滑度的应用,隐式曲面的优化方法,如Moving Least Squares (MLS) 拟合与曲面演化方法,提供了另一种强大的重建路径。 第四部分:几何模型优化与应用 重建得到的模型往往需要进一步处理以满足特定的应用需求,如简化、纹理映射或用于仿真分析。 4.1 网格简化与细节保持: 为了减少存储空间和提高渲染效率,模型简化至关重要。本书深入剖析了基于边塌陷(Edge Collapse)的二次误差度量(Quadric Error Metric, QEM)算法,它能够在执行简化操作的同时,最大限度地保持原始几何的形状特征和曲率信息。 4.2 纹理映射与UV展开: 几何形状的真实感依赖于材质和纹理。本章讲解了UV坐标的生成与参数化方法,包括基于几何对称性的映射和LSCM(Least Squares Conformal Maps)等保角映射技术,以避免纹理拉伸和扭曲。 4.3 与有限元分析(FEA)的衔接: 最后,本书简要探讨了高质量三维网格在工程仿真中的要求,包括网格质量的度量(如雅可比比、翘曲度)以及如何将重建的表面模型转换为适合进行FEA的体积网格。 通过对这些内容的系统学习,读者将能够掌握从物理世界采集数据,通过几何数学手段理解数据,最终高效、精确地重建和优化三维数字模型全流程的技术栈。

作者简介

目录信息

前言
第一章 绪论
1.1 数学形态学与图象处理
1.2 连续图象和数字图象
1.3 形态学基本运算及应用实例
1.4 本书的内容及安排
第二章 二值腐蚀和膨胀
2.1 腐蚀
2.2 膨胀
2.3 腐蚀和膨胀的代数性质
2.4 腐蚀和膨胀的滤波性质
2.5 与集合运算之间的关系
第三章 二值
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本书的装帧设计确实很吸引人,封面采用了抽象的几何图形,色彩搭配和谐,给人一种专业而又富有艺术感的感觉。翻开书页,纸质厚实,印刷清晰,目录的排版也很合理,章节划分清晰,条理分明,让人一眼就能大致了解本书的整体内容和结构。我特别喜欢它在一些关键概念的介绍上,并没有直接给出定义,而是通过一些生动形象的例子来引入,比如在讲到“图像增强”时,作者没有直接罗列各种算法,而是先描述了一个在弱光环境下拍摄的照片,然后引出如何通过局部对比度调整、直方图均衡化等方法来改善图像质量,这种方式让原本可能枯燥的技术概念变得生动易懂,也更容易激发读者的学习兴趣。

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我对一些偏向理论的书籍常常感到晦涩难懂,但这本书却给了我一种耳目一新的感觉。它在讲解复杂的数学概念时,总是能巧妙地将其与直观的图像处理过程联系起来。例如,在介绍“小波变换”时,作者并没有直接抛出冗长的公式,而是通过一个“逐层分解”的形象比喻,来解释多尺度分析的思想。随后,再结合图像在不同频率下的表现,来阐述小波变换如何能够捕捉到图像中的细节和轮廓。这种“化繁为简”的处理方式,让我这个数学基础相对薄弱的读者也能轻松理解其中的精髓,并且能够将其运用到实际的学习和研究中。

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我一直对如何将理论知识转化为实际应用非常关注,而这本书在这方面给了我很多启发。它不仅仅讲解了各种图像处理和分析的技术,更重要的是,它还提供了大量的实践案例和代码示例。我尤其对书中关于“视频分析”的章节印象深刻,它不仅介绍了视频流的处理方法,还讲解了如何进行运动目标跟踪、行为识别等。书中提供的代码示例,清晰易懂,可以直接在实际项目中进行参考和修改。这对于我这样需要快速将学习到的知识应用到实际工作中去的读者来说,无疑是一份宝贵的财富。

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在我看来,一本有价值的技术书籍,应该能够引发读者的思考,而不是简单地灌输知识。这本书在这方面做得非常成功。在讲解“图像配准”时,作者并没有仅仅罗列各种配准算法,而是通过分析不同应用场景(例如医学影像的对比、卫星图片的拼接等)下对配准精度的要求,来引导读者思考如何根据实际需求选择合适的算法。书中还探讨了一些在配准过程中可能遇到的挑战,例如形变、遮挡等,并提出了一些相应的解决方法。这种“带着问题去学习”的方式,让我能够更深入地理解算法的原理和应用,并且能够举一反三。

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我是一名刚刚接触图像分析的学生,对于如何构建一个完整的分析流程感到有些迷茫。这本书就像一盏明灯,为我指明了方向。它不仅仅是罗列各种算法,而是强调了整个分析过程的逻辑性。从图像的预处理,到特征的提取,再到模型的构建和结果的评估,每一个环节都讲解得非常细致。我特别喜欢其中关于“图像复原”的章节,它不仅介绍了常见的退化模型,还详细讲解了如何根据不同的退化原因选择合适的复原算法,例如维纳滤波、Lucy-Richardson算法等。更让我受益匪浅的是,书中还提供了一些关于如何评估复原效果的量化指标,以及一些实际应用案例,让我对图像复原有了更深刻的认识。

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我一直认为,一本优秀的图书,不仅仅是内容的深度,更重要的是其思想的广度和前瞻性。这本书在这方面做得相当出色。它不仅仅停留在对现有技术的介绍,更是对未来发展趋势进行了展望。在探讨“医学图像分析”时,它并没有仅仅介绍一些基础的图像增强和分割技术,而是将目光投向了更前沿的领域,例如基于深度学习的影像诊断、三维重建与可视化等。书中还穿插了一些作者对这些前沿技术发展的思考和预测,以及一些前沿的研究论文的介绍,这让我能够站在更高的角度来审视整个领域,并激发了我对未来研究方向的思考。

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我是一名对图像分析的数学原理充满好奇的读者,而这本书恰好满足了我的需求。在讲解每一个算法时,作者都非常细致地从数学原理出发,然后逐步过渡到算法的实现。例如,在介绍“傅里叶变换”时,作者不仅详细推导了其数学公式,还深入分析了其在图像处理中的意义,例如如何通过频域分析来去除噪声、锐化图像等。书中还提供了一些辅助理解的图示和公式推导过程,让我这个对数学有一定要求的人也能从中获得满足。这本书就像一位循循善诱的老师,将复杂的数学知识以一种有条理的方式呈现出来。

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我一直认为,一本好的技术书籍,不仅要传授知识,更要培养读者的思考能力。这本书在这方面做得非常出色。在讨论“图像分割”时,作者并没有止步于介绍阈值分割、区域生长等基础方法,而是进一步引出了主动轮廓模型(Snake)和图割(Graph Cut)等更高级的技术。令人印象深刻的是,在讲解这些复杂算法时,作者并没有回避其背后的数学原理,而是用一种清晰易懂的方式进行阐述,并且还会探讨这些算法在实际应用中可能遇到的问题,例如噪声的影响、边界的模糊等,并给出相应的优化策略。这让我深刻体会到,理解算法的本质和局限性,是真正掌握一项技术的基础。

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在工作中,我经常需要处理大量的图像数据,并且要从中提取有用的信息。这本书为我提供了一个非常宝贵的工具箱。它不仅仅介绍了各种图像处理的基础算法,更重要的是,它还深入探讨了如何在实际应用中选择和组合这些算法。我印象最深刻的是关于“目标检测”的章节,它不仅介绍了传统的基于模板匹配的方法,还详细讲解了基于深度学习的目标检测算法,例如Faster R-CNN、YOLO等。书中对于这些深度学习模型的原理、网络结构以及训练过程都进行了非常详尽的介绍,并且还提供了相关的代码实现指导。这对于我来说,无疑是一份极其有价值的参考资料。

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虽然我不是图像处理领域的专业人士,但我对这个领域一直抱有浓厚的兴趣。这本书的内容深度和广度都让我感到惊喜。它不仅仅停留在理论的讲解,更重要的是,在每个章节的末尾都附带了相应的实践案例,并且提供了详细的代码实现思路。我尤其对书中关于“特征提取”部分的讲解印象深刻。作者从生物视觉系统的灵感出发,层层递进地介绍了SIFT、SURF等经典算法,并深入剖析了它们在不同场景下的优缺点。最令人称道的是,书中还穿插了作者自己在实际项目中遇到的挑战,以及如何运用这些算法巧妙解决问题的经验分享,这使得整个阅读过程充满了探索的乐趣,仿佛在跟随作者一起进行一场数字图像的“考古”之旅。

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