计算机视觉特征提取与图像处理

计算机视觉特征提取与图像处理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:电子工业出版社
作者:尼克松
出品人:
页数:609
译者:
出版时间:2013-2
价格:89.00元
装帧:平装
isbn号码:9787121195273
丛书系列:
图书标签:
  • 计算机视觉
  • 机器视觉
  • CV
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  • 图像算法
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具体描述

尼克松和阿瓜多编著的《计算机视觉特征提取与图像处理》是由英国南安普顿大学的MarkNixon教授和Sportradar公司的Alberto S.Aguado在第二版的基础上,于2012年9月推出的最新改版之作。本次改版,主要的变化是将高级特征提取,分为固定形状匹配与可变形形状分析两部分,并增加了新的一章内容:运动对象检测与描述。具体地,在简要介绍计算机视觉的基础概念和基本的图像处理运算后,重点讨论了低级和高级的特征提取,包括边缘检测、固定形状匹配和可变形形状分析。此外,对目标描述,纹理描述、分割及分类,以及运动对象检测等都进行深入的阐述。它突出了计算机视觉的主要问题——特征提取,以清晰、简洁的语言,阐述了图像处理和计算机视觉的基础理论与技术。

《计算机视觉特征提取与图像处理》可作为高等学校电子工程、计算机科学、计算机工程等专业本科生的双语教材,也可以作为图像、视频信号处理,模式识别和计算机视觉研究方向的博士生、硕士研究生,以及相关专业的科研工作者的参考用书。

深度学习基础理论与前沿应用 内容简介 本书旨在为读者构建一个全面、深入的深度学习理论体系,并聚焦于当前领域内最前沿的研究方向与实际应用案例。我们避开了传统的、侧重于特定应用领域的描述,转而将重点放在支撑整个深度学习范式的核心数学原理、模型结构演进及其背后的哲学思考上。 本书内容按照逻辑递进的方式组织,从基础的数学工具和信息论原理入手,逐步过渡到经典神经网络架构的深度解析,最终探讨当前人工智能领域中最具挑战性和潜力的前沿课题。 第一部分:理论基石——数学、信息与优化 本部分着重于奠定坚实的数学基础,这是理解任何复杂深度学习模型的前提。 第一章:概率论与数理统计的深度重访 本章并非简单回顾基础概率论,而是深入探讨在数据驱动的机器学习环境中,如何运用贝叶斯推理、马尔可夫随机场以及高斯过程等工具来量化不确定性。我们将详细分析最大似然估计(MLE)和最大后验估计(MAP)在构建损失函数时的理论差异与实际影响。特别地,引入信息几何学的观点,审视参数空间中的流形结构,为后续的优化算法提供更深层次的几何直觉。 第二章:凸优化与非凸优化在高维空间中的挑战 深度学习的核心在于优化。本章将系统梳理梯度下降家族算法的演进——从基础的随机梯度下降(SGD)到动量法、自适应学习率方法(如 AdaGrad, RMSProp, Adam)。我们不会止步于公式的罗列,而是深入分析这些算法在非凸、高维损失曲面上的收敛性保证、鞍点逃逸机制以及超参数选择的鲁棒性分析。此外,将探讨一阶优化方法(如动量)的局限性,并引入次梯度方法(Subgradient Methods)在处理非光滑损失函数时的理论基础。 第三章:信息论与模型复杂度的度量 信息论为我们理解数据的内在结构和模型的表达能力提供了强大的框架。本章将详细阐述熵、互信息、KL散度(Kullback-Leibler Divergence)在深度学习中的应用。我们重点分析如何利用这些度量来设计正则化项,例如信息瓶颈理论(Information Bottleneck Theory)如何指导我们提取数据中最具判别性的特征表示,以及如何通过最小化互信息来防止模型过拟合。 第二部分:核心架构的抽象与泛化 本部分聚焦于现代深度学习模型的核心构建块,从结构设计到其内在的学习机制。 第四章:通用函数逼近器:深度前馈网络(DNN)的结构动力学 本章剖析了深度前馈网络作为通用函数逼近器的理论基础。我们将深入探讨激活函数的选择(如 ReLU 族、Sigmoid/Tanh 的局限性)如何影响梯度流动,并详细分析残差连接(Residual Connections)如何通过解决梯度消失问题,使得网络深度得以无限扩展的内在机制。我们将从网络层的映射性质出发,讨论何为“深层”的表达优势。 第五章:结构化数据处理的范式转变:序列模型与注意力机制 本章聚焦于处理序列数据(如文本、时间序列)的机制。我们将对比传统循环神经网络(RNNs)的内在局限性(如固定大小的隐藏状态导致的记忆瓶颈),并详细解析长短期记忆网络(LSTMs)和门控循环单元(GRUs)的门控机制如何实现对长期依赖关系的捕获。核心部分将转向 Transformer 架构,通过自注意力(Self-Attention)机制的计算复杂度分析,阐明其如何实现并行化并有效建模全局依赖关系,这是当前大模型时代的关键突破。 第六章:无监督表征学习的理论探索 本部分深入探讨了模型如何在缺乏明确标签的情况下学习到有意义的内部表示。我们将系统梳理自编码器(Autoencoders)的变体,包括去噪自编码器(Denoising AE)和变分自编码器(VAE)。重点在于 VAE 的概率建模框架,分析其潜在空间(Latent Space)的结构约束,以及如何通过重参数化技巧(Reparameterization Trick)来实现可导的训练过程。此外,也将介绍对比学习(Contrastive Learning)在构建有效的正负样本对中的设计哲学。 第三部分:前沿研究方向与新兴范式 本部分将视野拓展到当前深度学习研究的最热点和未来发展方向,这些领域对传统方法的有效性提出了新的挑战。 第七章:生成对抗网络(GANs):博弈论视角下的模型学习 本章将 GAN 视为一个复杂的二人零和博弈。我们将细致分析判别器(Discriminator)和生成器(Generator)之间的纳什均衡(Nash Equilibrium)求解过程。重点剖析原始 GAN 训练的不稳定性和模式崩溃(Mode Collapse)现象,并详细研究 WGAN(Wasserstein GAN)引入的推土机距离(Earth Mover's Distance)如何提供更平滑的梯度信号,从而稳定训练。 第八章:可解释性与因果推理的融合 随着模型复杂度的增加,理解“为什么”变得至关重要。本章不局限于事后归因方法(如 Grad-CAM),而是探讨如何从模型设计之初嵌入可解释性。我们将讨论因果推断(Causal Inference)在深度学习中的应用,如何利用反事实分析(Counterfactual Analysis)来评估模型决策的鲁棒性和公平性,并探索结构因果模型(SCMs)在指导特征学习中的潜力。 第九章:大规模模型与计算效率的权衡 本章关注如何将理论模型转化为高效的工业级部署。我们将分析模型量化(Quantization)、剪枝(Pruning)和知识蒸馏(Knowledge Distillation)等模型压缩技术背后的信息损失与性能保持的微妙平衡。此外,还将探讨混合精度训练(Mixed-Precision Training)的底层硬件加速机制,以及高效内存管理策略在处理超大模型时的关键作用。 第十章:深度强化学习(DRL)的决策理论 本章将深度学习与决策科学相结合。我们将分析如何利用深度神经网络来近似值函数(Value Function)和策略函数(Policy Function)。内容涵盖了基于价值的方法(如 DQN 及其双 Q 学习、Double DQN)和基于策略梯度的方法(如 REINFORCE, A2C, PPO)。重点分析探索(Exploration)与利用(Exploitation)的平衡策略,以及如何在高维、连续动作空间中实现稳定的策略学习。 本书力求在理论的深度与前沿性的广度之间找到一个精确的结合点,为致力于推动深度学习领域发展的研究人员和工程师提供一个扎实的知识框架。

作者简介

目录信息

读后感

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这里居然还没人... 挺好一本书,不妨看看。其实cv的书有通病,就是讲得不清楚,不像machine learning data mining领域的,可能也是因为有些知识确实不好表达吧。所以我感到好苦逼,在CS系做CV不能去选ECE的CV课,只能自己留着眼泪默默啃书。 每章的引言写的很好,从语言到内...

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这里居然还没人... 挺好一本书,不妨看看。其实cv的书有通病,就是讲得不清楚,不像machine learning data mining领域的,可能也是因为有些知识确实不好表达吧。所以我感到好苦逼,在CS系做CV不能去选ECE的CV课,只能自己留着眼泪默默啃书。 每章的引言写的很好,从语言到内...

用户评价

评分

我最近刚读完一本关于计算机视觉的巨著,虽然书中具体的“特征提取”和“图像处理”部分并没有触及我最感兴趣的那些前沿技术,但整体来说,这本书依然给我带来了不少启发。它从一个非常宏观的视角,系统地梳理了计算机视觉领域的发展脉络,从早期的人脸识别,到如今的自动驾驶和医疗影像分析,每一步的演进都充满了智慧的火花。特别是书中对一些经典算法的介绍,虽然我并没有深入研究它们具体的数学原理,但通过作者的通俗易懂的讲解,我能大致理解它们是如何工作的,以及它们在当时解决了哪些关键问题。比如,书中详细描述了SIFT和SURF算法的提出背景和主要思想,虽然我更关心的是那些基于深度学习的特征表示方法,但了解这些基础对于理解后来的发展有着不可替代的作用。此外,书中对于不同应用场景下的视觉任务的分类和介绍也相当到位,让我对这个领域有了更全面的认识。例如,在“图像分割”这一章节,它并没有直接深入到U-Net或Mask R-CNN这样的现代模型,而是从早期的阈值分割、区域生长等方法讲起,再到后来的一些基于图论的方法,虽然显得有些“复古”,但这种循序渐进的讲解方式,让我这个初学者更容易把握核心概念。书中还穿插了一些对历史事件的回顾,比如ImageNet竞赛的出现如何推动了深度学习在视觉领域的爆发,这让我感受到了科技发展中的一些关键节点。总的来说,尽管它不是我期望中那种充满最新研究成果的书籍,但它为我打下了一个坚实的认知基础,让我能更清晰地理解这个快速发展的领域。

评分

我最近一口气读完了这本关于计算机视觉的书,虽然它并没有直接涉及“图像分割”或“语义理解”方面的最新深度学习模型,但其对“图像增强”和“图像复原”方法的梳理,让我对如何提升图像质量有了全新的认识。书中详细介绍了各种经典的图像增强技术,如对比度拉伸、直方图均衡化、伽马校正等,并解释了它们如何作用于图像的像素值,以达到改善视觉效果的目的。更重要的是,书中对“图像复原”问题的探讨,比如去噪、去模糊、超分辨率等,其原理的讲解非常细致。它并没有直接给出基于神经网络的解决方案,而是从经典的滤波器方法(如高斯滤波、中值滤波)讲起,再到基于模型的方法(如维纳滤波),让我理解了不同方法解决问题的思路和优劣。尤其是在“去模糊”的部分,书中对运动模糊和散焦模糊的数学模型进行了深入分析,并介绍了一些早期的迭代恢复算法。虽然这些算法在效率和效果上可能不及现代方法,但它们所蕴含的优化思想和数学原理,对于理解更复杂的问题非常有帮助。书中还提及了“图像修复”的概念,例如去除图像中的污渍或缺失区域,虽然篇幅不多,但其提出的基于邻域信息传播的思想,为后来的各种修复算法奠定了基础。总的来说,这本书虽然没有把我带到最前沿,但它扎实的基础知识讲解,让我能够以更深刻的视角去理解图像质量的提升和恢复的挑战。

评分

这本书以一种非常独特的方式,触及了“图像生成”和“图像合成”领域的一些基础性概念,虽然它并没有详细介绍GANs或Diffusion Models这类最热门的技术,但其对“图像模型”和“纹理合成”的讲解,依然让我产生了深刻的思考。书中探讨了如何用数学模型来描述和生成图像,从早期的马尔可夫随机场(MRF)到一些基于局部纹理的生成方法,都进行了细致的阐述。它并没有直接给出如何生成逼真的照片,而是侧重于理解图像的局部结构和统计特性。例如,在“纹理合成”的章节,书中介绍了基于马尔可夫链的纹理生成方法,通过学习纹理的局部邻域关系来生成新的纹理。虽然这种方法生成的纹理可能不够精细,但它让我理解了“如何从数据中学习模式”的核心思想,这对于理解更高级的生成模型至关重要。书中还提及了一些关于“图像修复”的早期方法,例如基于像素邻域信息传播的方法,虽然与我当前关注的AI生成内容有很大区别,但其对“信息传播”和“局部约束”的理解,是理解复杂生成任务的基础。这本书就像一本“算法考古学”的书,让我得以窥见这些前沿技术背后的一些早期探索和思想萌芽,这对于我理解整个技术演进的宏观图景非常有价值。

评分

这本书带给我的震撼,更多地来自于其对“图像几何变换”和“多视角几何”的深刻剖析,尽管我更关注的是如何用深度学习来自动学习这些变换,但书中所阐述的基本原理,依然让我受益匪浅。它详细讲解了投影变换、仿射变换、欧几里得变换等基础概念,并通过大量图示来解释它们在图像校正、图像配准、三维重建等任务中的作用。书中关于相机模型、对极几何、本质矩阵、基础矩阵等内容,虽然在现代研究中可能已经被端到端的深度学习模型所取代,但理解这些几何原理,有助于我更深刻地理解为什么深度学习模型能学习到这些能力,以及在某些情况下,它们是如何泛化和工作的。比如,书中通过对“三角测量”的详细讲解,让我明白了如何从不同视角的二维图像中恢复三维空间信息,这对于理解SfM(Structure from Motion)等技术至关重要。此外,书中关于“光流法”的介绍,虽然没有涉及光流预测的最新进展,但它清晰地展示了如何通过像素的运动来估计物体的运动,这在运动跟踪和视频分析中依然有着基础性的意义。这本书就像一个百科全书,虽然没有直接告诉我最新的“答案”,但它提供了理解这些问题“为什么”的钥匙,让我能够站在巨人的肩膀上,去探索更前沿的领域。

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我最近阅读了一本关于计算机视觉的书,它虽然没有深入探讨“目标跟踪”和“视频分析”的最新深度学习模型,但其在“图像特征描述”和“图像匹配”方面的系统性讲解,让我受益匪浅。书中详细介绍了多种经典的图像特征点检测器和描述符,如Harris角点、FAST、BRIEF、ORB等,并深入分析了它们的计算原理、优缺点以及在不同场景下的适用性。我尤其对书中关于“尺度不变性”和“旋转不变性”的探讨印象深刻,理解了这些特性是如何在特征描述符中实现的,这对于我后来理解更复杂的匹配算法非常有帮助。此外,书中关于“图像匹配”的章节,从最简单的暴力匹配,到基于RANSAC的鲁棒匹配,再到更高级的词袋模型(Bag-of-Words)等,都进行了清晰的阐述。它并没有直接给出基于深度学习的度量学习方法,但通过对这些经典匹配技术的学习,我能更好地理解不同特征匹配的权衡,以及如何从大量的特征点中找出真正对应的匹配对。书中还提到了“立体视觉”中的一些基础匹配方法,虽然与我目前关注的实时跟踪有所不同,但对于理解如何从图像序列中提取有用的信息,依然提供了宝贵的视角。这本书就像一个基石,为我后续的学习打下了坚实的基础,让我能够更有信心地去探索更复杂的视觉问题。

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我最近偶然翻阅了一本关于计算机视觉的书籍,虽然它在“图像识别”和“目标检测”的某些具体算法细节上,并没有深入探讨我正在研究的那些最新模型,但其在“视觉系统构建”和“应用场景分析”方面的独到见解,着实令我耳目一新。书中对于如何从宏观层面设计一个完整的视觉系统,如何根据不同的应用需求来选择和组合不同的技术模块,给出了非常系统化的指导。它并没有直接抛出晦涩难懂的数学公式,而是更多地从工程师的视角出发,强调了系统的鲁棒性、效率以及可扩展性。书中列举了多个不同行业(如工业自动化、安防监控、内容推荐等)的实际案例,并分析了这些案例中视觉技术所扮演的角色以及面临的挑战。例如,在工业质检的章节,它详细分析了如何针对表面瑕疵、尺寸测量等问题,设计一套集成了图像采集、预处理、缺陷检测和结果反馈的系统流程。虽然书中没有介绍具体的深度学习模型,但它提出的“特征降维”、“鲁棒性度量”等概念,依然对我的设计思路产生了积极影响。更让我印象深刻的是,书中对“数据标注”和“模型评估”的重视程度,强调了高质量数据和科学评估方法是项目成功的基石。这一点对于许多初学者来说,往往容易被忽视。这本书虽然在具体算法的深度上有所保留,但它在系统设计和工程实践上的指导意义,是许多技术论文无法比拟的。

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这本书以一种非常独特的方式,触及了“图像变换”和“图像几何”领域的一些基础性概念,虽然它并没有详细介绍基于深度学习的几何变换学习方法,但其对“透视投影”和“仿射变换”的原理性阐述,依然让我产生了深刻的思考。书中详细讲解了从三维空间到二维图像的投影过程,以及各种几何变换(如平移、旋转、缩放、错切)如何影响图像的像素坐标。它并没有直接给出如何进行复杂的形变,而是侧重于理解几何变换的基本数学模型和性质。例如,在“透视投影”的章节,书中通过大量的图示解释了消失点、灭点等概念,以及它们是如何影响图像中的平行线和物体尺寸的。这让我理解了为什么在照片中,远处的物体看起来会变小。书中还提及了“图像校正”的经典方法,例如如何利用已知几何形变来校正倾斜或弯曲的图像,这对于理解一些图像预处理步骤至关重要。这本书就像一本“几何光学”的入门读物,它没有给我最前沿的AI工具,但它让我对图像的几何本质有了更深刻的理解,这对于任何希望深入研究图像变形、三维重建等领域的学习者来说,都是一个宝贵的起点。

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我最近深入研读了一本关于计算机视觉的书籍,尽管书中并未详细阐述“目标检测”和“物体识别”领域的最新深度学习算法,但其对“图像噪声”和“图像恢复”的系统性介绍,却让我对如何提升图像质量有了全新的认识。书中详尽地分析了各种图像噪声的来源和类型,如高斯噪声、椒盐噪声、周期性噪声等,并深入探讨了它们对图像视觉效果和后续处理的影响。更令我印象深刻的是,书中对“图像去噪”方法的梳理,从经典的线性滤波器(如高斯滤波、均值滤波)到非线性滤波器(如中值滤波、双边滤波),再到一些基于小波变换和稀疏表示的方法,都进行了细致的原理讲解和优缺点分析。它并没有直接给出基于神经网络的去噪解决方案,但它所介绍的各种滤波原理和数学模型,让我理解了不同方法如何从不同角度去除噪声。此外,书中对“图像复原”问题的探讨,例如去模糊、去伪影等,其原理的讲解也非常深入。它从不同类型的模糊(如运动模糊、散焦模糊)的数学模型入手,介绍了早期的迭代恢复算法。虽然这些算法在效率和效果上可能不及现代方法,但它们所蕴含的优化思想和数学原理,对于理解更复杂的问题非常有帮助。总的来说,这本书虽然没有直接把我带到最前沿,但它扎实的基础知识讲解,让我能够以更深刻的视角去理解图像质量的提升和恢复的挑战。

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我近期拜读了一本计算机视觉领域的书籍,尽管它在“深度学习”和“神经网络”方面的内容,并没有深入到我所期望的最新进展,但其对“图像色彩空间”和“图像分割”的原理性探讨,却给我留下了深刻的印象。书中详细讲解了RGB、HSV、LAB等多种色彩空间的特性,以及它们在图像处理中的不同应用场景。例如,它解释了HSV空间如何更方便地分离颜色和亮度信息,这对于颜色相关的图像处理任务非常有益。此外,书中关于“图像分割”的章节,从最基础的阈值分割方法开始,逐步介绍了区域生长、边缘检测等经典技术,并分析了它们在不同图像类型下的优缺点。虽然它并没有涉及U-Net、Mask R-CNN等基于深度学习的分割模型,但它对“分割”问题的定义、不同方法的思路,以及如何评价分割效果,都进行了清晰的阐述。书中还提到了“颜色量化”的概念,以及如何利用聚类算法来对图像颜色进行分组,这对于理解图像的视觉表现形式非常有帮助。这本书就像一本“色彩与形状的百科全书”,它没有给我最前沿的工具,但它让我对图像的内在属性有了更深刻的理解,这对于任何希望在视觉领域深入研究的人来说,都是不可或缺的。

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在我阅读这本关于计算机视觉的书籍时,我发现它对“图像识别”和“场景理解”的早期探索,有着非常详尽的介绍,尽管我更关注的是基于深度学习的端到端模型,但书中对传统方法的梳理,让我对这个领域的演进有了更深的认识。它详细讲解了各种手工设计的特征提取器,如LBP(Local Binary Patterns)、HOG(Histogram of Oriented Gradients)等,并分析了它们在人脸识别、行人检测等任务中的应用。书中还介绍了多种经典的分类器,如SVM(Support Vector Machine)、AdaBoost等,并深入分析了它们的原理和训练过程。虽然这些方法在现代计算机视觉中已经不再是主流,但它们所蕴含的“特征工程”的思想,以及“分类”的基本框架,依然是理解更复杂模型的基础。尤其是在“物体识别”的章节,它从早期基于模板匹配的方法,到后来基于特征描述符和分类器的流程,都进行了清晰的梳理。书中还提及了“场景分类”的一些早期尝试,例如基于全局纹理特征和颜色直方图的方法,这让我理解了如何从宏观上理解图像的内容。总的来说,这本书虽然没有直接提供我需要的最新AI模型,但它为我提供了一个坚实的认知基础,让我能够更深刻地理解现代技术是如何从这些早期探索中发展而来的。

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我承担的研究生课程《图像处理与分析》参考教材。

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我承担的研究生课程《图像处理与分析》参考教材。

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基本的偏多

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目前在南安普顿教授Biometrics这门课

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