多媒体技术及其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学

作者:李大友

出品人:

页数:241

译者:

出版时间:2001-8-1

价格:21.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787302045052

丛书系列:

图书标签:

• 多媒体技术
• 多媒体应用
• 数字媒体
• 图像处理
• 音频处理
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• 计算机技术
• 信息技术
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• 网络技术

《数字图像处理与分析》 内容简介： 本书深入探讨了数字图像处理与分析的关键理论、核心算法以及广泛的应用。内容涵盖了从基础的图像采集、预处理，到复杂的图像增强、复原，再到高级的图像分割、特征提取和模式识别。书中详细介绍了各种滤波技术、变换域处理、形态学操作等，并结合实际案例讲解了图像压缩、图像检索、三维重建、医学影像分析以及遥感图像处理等前沿领域。旨在为读者提供扎实的理论基础和实践技能，使其能够独立解决复杂的数字图像处理与分析问题。 章节概览： 第一章 绪论 本章为读者构建了数字图像处理与分析的宏观认识。首先，从历史发展脉络入手，梳理了数字图像处理技术的重要里程碑及其对科学、技术和社会进步的深远影响。接着，深入剖析了数字图像在现代社会中的核心地位，从视觉信息的获取、表达、存储到理解，揭示了其无处不在的重要性。然后，详细阐述了数字图像处理与分析的基本概念，包括图像的定义、分类（如二值图像、灰度图像、彩色图像）以及它们在不同场景下的表现形式。此外，本章还对数字图像处理与分析的主要研究方向进行了概述，例如图像增强、图像复原、图像分割、特征提取、物体识别等，为后续章节的学习奠定基础。最后，本书将介绍数字图像处理与分析在各个领域的核心应用，包括但不限于医学诊断、工业检测、安防监控、地理信息系统、虚拟现实和人工智能等，展现其广阔的应用前景和巨大的实践价值。 第二章 数字图像基础 本章聚焦于数字图像的本质和数学表示。首先，深入讲解了图像的形成过程，从物理世界的模拟信号到数字世界的离散采样和量化，清晰地描绘了“模拟-数字转换”的关键环节。随后，详细介绍了图像的数学模型，特别是二维离散函数及其表示方法，使读者能够理解图像的像素化表示和灰度/色彩值的含义。本章还重点阐述了图像的表示方法，包括像素、分辨率、灰度级、颜色空间（如RGB、HSV、CMYK）等概念，并详细解释了不同颜色空间的转换原理及应用场景。在此基础上，本书还将介绍图像采样和量化的基本理论，包括奈奎斯特定理等，并讨论了量化误差及其对图像质量的影响。最后，本章将介绍基本的图像质量评价指标，如信噪比（SNR）、峰值信噪比（PSNR）等，为后续的图像处理和分析奠定量化评价的基础。 第三章 图像增强 本章致力于提升图像的视觉质量和突出重要特征，为后续分析提供更清晰的输入。首先，详细介绍空间域增强技术，包括点运算（如灰度变换、对比度拉伸、直方图均衡化）和邻域运算（如平滑滤波、锐化滤波）。书中将深入讲解各种平滑滤波器的原理和效果，如均值滤波、高斯滤波、中值滤波等，并分析它们在去除噪声方面的优缺点。同时，本章也将详细阐述锐化滤波器的作用，如Sobel算子、Laplacian算子、Roberts算子等，以及如何通过锐化突出图像的边缘和细节。此外，本书还将介绍频域增强技术，包括傅里叶变换及其在图像增强中的应用，如高通滤波、低通滤波、同态滤波等。通过理论推导和实例分析，使读者深刻理解不同增强技术的工作原理和适用范围。 第四章 图像复原 本章关注于恢复因各种原因（如噪声、模糊）而失真的图像。首先，深入讲解图像退化模型，分析不同退化过程（如运动模糊、离焦模糊、大气湍流）的数学描述。接着，详细介绍逆滤波及其局限性，并在此基础上重点阐述维纳滤波、约束最小二乘滤波等更鲁棒的复原方法，分析它们的原理、优缺点以及参数选择。书中还将讨论盲复原技术，即在退化信息未知的情况下进行图像复原，并介绍相关算法。此外，本章还将详细介绍各种噪声的类型（如高斯噪声、椒盐噪声）以及相应的去噪方法，包括空间域滤波（如自适应滤波）和变换域滤波（如小波去噪）。通过对经典复原算法的深入剖析和实际案例的演示，使读者掌握图像复原的关键技术。 第五章 图像分割 本章探讨如何将图像划分为若干具有相似属性的区域，这是图像分析和理解的重要前提。首先，介绍基于阈值的方法，包括全局阈值法、局部阈值法以及Otsu方法等，并详细分析不同阈值选取策略对分割效果的影响。接着，深入讲解边缘检测技术，介绍Sobel、Prewitt、Canny等经典边缘检测算子，并分析它们的原理、性能以及在不同图像中的适用性。书中还将介绍基于区域的方法，如区域生长法、区域分裂与合并法，分析它们的实现流程和优缺点。此外，本章还将介绍基于连接组件分析的方法，以及更高级的分割技术，如Watershed变换、分水岭算法等，并讨论这些方法在实际应用中的挑战与解决方案。 第六章 特征提取与描述 本章旨在从图像中提取出具有代表性的特征，为后续的识别和匹配提供依据。首先，详细介绍点特征提取，如Harris角点检测、FAST角点检测等，并分析它们在图像稳定性方面的表现。接着，深入讲解线特征提取，如Hough变换在检测直线、圆等几何形状中的应用。书中还将重点介绍边缘和轮廓的提取与描述，包括边缘链码、边界描述符等。在此基础上，本书将深入探讨区域特征的提取与描述，例如纹理特征（如灰度共生矩阵GLCM、LBP）、形状特征（如Hu矩、傅里叶描述符）以及颜色特征。此外，本章还将介绍更高级的局部特征描述子，如SIFT（尺度不变特征变换）、SURF（加速鲁棒特征）等，分析它们的尺度和旋转不变性，以及在物体识别和图像匹配中的重要作用。 第七章 图像压缩 本章关注于如何减少图像数据的存储空间和传输带宽，同时尽量保持图像质量。首先，介绍图像压缩的分类，包括无损压缩和有损压缩。然后，详细讲解无损压缩技术，如行程长度编码（RLE）、霍夫曼编码（Huffman Coding）、LZW编码等，分析它们的原理和压缩效率。接着，重点深入研究有损压缩技术，特别是离散余弦变换（DCT）在JPEG图像压缩标准中的应用，详细解析JPEG压缩流程，包括颜色空间转换、DCT变换、量化和熵编码。书中还将介绍其他有损压缩技术，如小波变换（Wavelet Transform）及其在JPEG 2000中的应用，分析其在图像质量和压缩效率上的优势。最后，本章还将介绍一些评价图像压缩性能的指标，如压缩比、失真度等。 第八章 图像识别与匹配 本章聚焦于利用提取的特征对图像中的物体进行识别和匹配。首先，介绍图像匹配的基本概念和方法，包括模板匹配、像素级匹配、特征匹配等，并详细分析它们在不同应用场景下的优缺点。书中将深入讲解模式识别的基本原理，包括分类器设计、学习算法等，并介绍一些常用的识别方法，如K近邻（KNN）算法、支持向量机（SVM）、神经网络（ANN）等。在此基础上，本章将重点介绍基于特征的图像识别方法，特别是利用SIFT、SURF等局部特征进行物体识别和图像检索。书中还将介绍目标跟踪算法，以及如何在视频序列中实现目标识别和跟踪。最后，本章还将讨论一些高级的识别技术，如深度学习在图像识别中的应用，并展望未来的发展方向。 第九章 应用实例 本章通过一系列具体的应用案例，展示数字图像处理与分析技术的实际价值。首先，将详细介绍医学影像分析，包括X射线、CT、MRI等影像的增强、分割、特征提取以及病灶识别等。接着，将深入探讨工业检测领域的应用，例如产品缺陷检测、质量控制、自动化装配等。书中还将分析遥感图像处理，包括地物分类、变化检测、目标识别等，以及其在环境保护、资源管理等方面的作用。此外，本章还将展示数字图像处理在安防监控、人脸识别、交通监控、虚拟现实、增强现实等领域的广泛应用。通过这些鲜活的案例，使读者能够深刻理解所学理论和技术的实际意义，并激发其在各自领域进行创新的灵感。 第十章 总结与展望 本章对全书内容进行系统性的回顾和总结，巩固读者的知识体系。首先，重申了数字图像处理与分析在现代科技中的核心地位及其发展趋势。接着，梳理了本书所介绍的各种技术和方法，并分析了它们之间的相互联系和应用场景。最后，本章将对数字图像处理与分析领域的未来发展进行展望，包括人工智能与深度学习的深度融合、实时处理能力的提升、多模态图像分析、3D与4D图像处理等前沿方向，并探讨这些技术可能带来的革命性变化，鼓励读者在这一充满活力的领域中不断探索和创新。

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在阅读这本书的过程中，我最先被吸引的是它对于“多媒体技术发展历程”的梳理。作者以一种清晰而有条理的方式，将从早期简单的图文信息到如今高度复杂的交互式体验的发展脉络勾勒得淋漓尽致。我一直对技术是如何一步步演进并深刻影响我们生活感到好奇，这本书恰好满足了我的求知欲。它不仅讲述了关键的技术节点，比如像素的诞生、数字编码的革新、互联网的普及，更重要的是，它分析了这些技术进步背后的驱动力以及它们如何相互作用，最终催生了我们今天所熟知的多媒体形式。作者并没有仅仅停留在技术层面，而是巧妙地将技术发展与社会文化、经济需求相结合，这使得整个叙述更加生动和有深度。读到关于早期交互式媒体的章节，我仿佛看到了那个充满创新和探索的时代，那些先驱者的智慧和勇气着实令人钦佩。这本书让我对多媒体技术有了更宏观的认识，不再仅仅是孤立的工具，而是一个不断演进、与人类社会发展紧密相连的庞大体系。

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阅读这本书的“多媒体在教育领域的应用”部分，我深受启发。作为一名教育工作者，我一直在思考如何利用现代技术来提升教学效果，让学习过程更加生动有趣。书中详细介绍了各种多媒体教学模式，例如交互式电子课本、在线学习平台、虚拟实验室等，以及它们在不同学科和不同年龄段学生中的应用案例。我特别欣赏书中关于“游戏化学习”的理念，它强调如何通过引入游戏机制来提高学生的学习积极性和参与度。我尝试将书中介绍的一些互动式教学设计方法融入到我的课堂中，比如在讲解历史事件时，我运用了虚拟现实技术让学生“亲临”历史现场，这极大地激发了他们的学习兴趣。这本书不仅为我提供了丰富的多媒体教育资源和工具，更重要的是，它引导我思考如何将技术与教育理念更有效地结合，从而为学生创造更优质的学习体验。

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这本书的“多媒体在娱乐产业的应用”这一章节，让我充分领略到多媒体技术如何深刻地改变了我们的休闲娱乐方式。从高清电影、沉浸式游戏到虚拟演唱会，多媒体技术为我们带来了前所未有的视听盛宴。作者详细介绍了影院级特效的制作流程，以及如何运用动作捕捉、表情捕捉等技术来创造逼真的虚拟角色。在游戏领域，书中对实时渲染、物理引擎以及多人在线互动技术的解读，让我对现代游戏的复杂性和精妙性有了更深的认识。我尤其对书中关于“互动电影”的讨论感到兴奋，它模糊了电影和游戏之间的界限，让观众能够参与到故事的发展中，这种体验是前所未有的。这本书让我看到了多媒体技术在娱乐领域的巨大创造力，也让我对未来娱乐体验的可能性充满了期待。它不仅是一本技术书籍，更是一扇通往未来数字娱乐世界的窗口。

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这本书在介绍“数字音视频处理技术”的部分，用了很多生动的例子和图示，这对于我这样的非技术背景读者来说，理解起来非常轻松。我之前一直对音频和视频的压缩、编码、格式转换等概念感到困惑，认为它们是高度专业且难以掌握的知识。但是，通过作者的讲解，我了解到这些技术背后有着非常直观的原理。例如，在解释MP3压缩原理时，作者引用了人耳听觉的掩蔽效应，这让“无损”和“有损”的区别变得一目了然。对于视频编码，作者也通过类比的方式，将复杂的算法简化为易于理解的概念，比如关键帧和预测帧。我尤其欣赏书中关于“流媒体技术”的介绍，它解释了我们如何能够实时地观看在线视频和收听播客，这在现代生活中已经变得不可或缺。通过这本书，我对这些幕后技术有了更深的理解，也让我对未来数字媒体的传输和体验充满了想象。

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这本书的封面设计给我留下了深刻的印象，简洁而不失专业感。我喜欢封面上那种深邃的蓝色调，仿佛预示着探索未知的数字世界。书脊的设计也很考究，文字清晰易读，放在书架上十分醒目。拿到手里，纸张的质感也相当不错，厚实而有韧性，翻阅起来手感极佳。迫不及待地翻开目录，我看到了许多我一直以来都非常感兴趣的关键词，比如“交互式媒体”、“数字音视频”、“虚拟现实”等等。我从事的行业与这些概念息息相关，长期以来都渴望能有一本全面而深入的著作来系统地梳理和学习。这本书的出现，无疑满足了我的这一期待。我特别注意到目录中对“多媒体内容创作流程”的详细划分，这对于想要进入这个领域的新手来说，无疑是一份宝贵的路线图。同时，对于像我这样有一定经验的从业者，也能从中找到新的视角和方法来优化现有的工作。总的来说，这本书从视觉到内容，都给我一种专业、权威且充满吸引力的感觉，让我对即将展开的学习充满了期待。

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这本书对于“交互式用户界面设计”的探讨，是我非常看重的内容之一。在当今数字化时代，用户体验是决定产品成败的关键因素。作者在这里提供的不仅仅是理论性的原则，更包含了大量的实践案例和设计思路。我特别欣赏书中关于“用户中心设计”的理念，强调要从用户的角度出发，理解他们的需求、行为和偏好。书中的章节详细介绍了如何进行用户研究、绘制用户画像、设计交互流程，以及如何通过原型测试来验证设计的有效性。我尝试将书中提到的“隐喻性设计”和“反馈机制”应用到我参与的一个APP开发项目中，结果用户对新界面的接受度和满意度都大幅提升。这本书让我认识到，一个好的交互设计，不仅仅是视觉上的美观，更在于它能否让用户直观、便捷地完成任务，并获得愉悦的体验。它为我提供了一个系统性的方法论，帮助我在实际工作中更好地理解和实践用户体验设计。

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在深入了解“虚拟现实与增强现实技术”的部分，我感受到了作者对前沿技术的敏锐洞察力。书中对VR和AR的定义、关键技术、应用场景以及发展趋势进行了全面而深入的分析。我对于VR技术在游戏、教育、医疗等领域的应用尤其感兴趣，书中详细介绍了这些领域的实际案例，让我对这些技术的潜力有了更直观的认识。例如，在医疗领域，VR被用于手术模拟训练和康复治疗，这听起来就像是科幻小说中的情节，但事实证明它正在改变现实。同时，书中对AR技术的讲解，也让我看到了它在导航、导览、产品展示等方面的巨大潜力。我最欣赏的是，作者并没有仅仅停留在描述技术本身，而是深入探讨了这些技术如何改变我们的生活方式、工作模式，以及它们可能带来的伦理和社会影响。这让我对多媒体技术的未来发展方向有了更深刻的思考。

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我特别喜欢书中对“多媒体内容策划与设计原则”的阐述。作为一名内容创作者，我深知优秀的内容不仅仅是技术的堆砌，更需要精妙的构思和人性化的设计。这本书在这方面给予了我许多启发。作者深入剖析了如何根据不同的受众群体和传播目标来制定内容策略，如何运用视觉、听觉、文本等多种元素进行有机整合，以达到最佳的沟通效果。书中关于“叙事性多媒体”的讨论尤其令我印象深刻，它强调了故事在吸引用户、传递信息方面的重要性，以及如何通过多媒体手段来增强故事的表现力和感染力。我尝试将书中的一些设计理念应用到我的项目上，例如在策划一个科普视频时，我更加注重场景的营造和情感的连接，而不是仅仅罗列枯燥的事实。结果显示，观众的参与度和反馈都有了显著的提升。这本书为我提供了一个系统化的框架，让我能够更科学、更有效地进行多媒体内容的创作，将创意转化为引人入胜的作品。

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这本书中关于“多媒体网络传输与优化”的章节，为我打开了一个新的视野。我一直以为网络传输是理所当然的事情，但读了这本书之后，我才意识到其中蕴含着多么复杂的学问。作者系统地介绍了各种网络协议、传输方式以及它们在多媒体传输中的作用。我尤其对书中关于“带宽管理”、“延迟优化”和“数据压缩”的讨论印象深刻。例如，在解释如何提高视频流的流畅性时，作者详细介绍了使用CDN（内容分发网络）的原理，以及如何根据用户的地理位置和网络状况来选择最优的服务器。这对于理解我们日常使用的在线视频服务为何能够如此稳定流畅至关重要。这本书让我认识到，高效的网络传输是实现高质量多媒体体验的基石，而背后是无数技术人员的努力和智慧。它不仅解答了我对网络传输的疑惑，也让我对未来网络技术的发展有了更深的期待。

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我特别欣赏书中对“多媒体版权保护与数字水印技术”的详细阐述。在信息爆炸的时代，如何保护原创内容的版权是一个日益严峻的挑战。作者通过引入数字水印的概念，为我提供了一个非常有价值的解决方案。书中详细解释了数字水印的工作原理，包括如何将水印信息嵌入到多媒体文件中，以及如何通过提取和验证水印来追踪和证明文件的来源。我了解到，这种技术不仅可以用于版权保护，还可以用于追踪信息泄露，甚至在军事和情报领域也有广泛的应用。书中列举的多种数字水印算法，也让我对这项技术的复杂性和多样性有了初步的认识。我之前也遇到过作品被盗用的情况，这本书提供的知识让我对如何更有效地保护自己的劳动成果有了更清晰的方向。它让我认识到，在享受多媒体技术带来的便利的同时，我们也必须关注其伴随的法律和伦理问题，并积极寻求解决方案。

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