模式识别中的特征提取与计算机视觉不变量

模式识别中的特征提取与计算机视觉不变量 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:国防工业出版社
作者:孙即祥
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2001
价格:22.00
装帧:
isbn号码:9787118024883
丛书系列:
图书标签:
  • 生物识别
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具体描述

机器视觉中的深度学习与三维重建 一本探索现代计算机视觉前沿技术的深度指南 本书简介 随着计算能力的飞速发展和海量数据的积累,计算机视觉领域正经历着一场由深度学习驱动的深刻变革。本书《机器视觉中的深度学习与三维重建》旨在为读者提供一个全面而深入的视角,探讨如何利用当前最前沿的深度学习技术解决复杂的机器视觉问题,并重点聚焦于构建精确、鲁棒的三维重建系统。 本书内容结构严谨,逻辑清晰,内容涵盖了从基础理论到尖端应用的广阔范围,特别适合于计算机科学、电子工程、自动化以及相关交叉学科的研究人员、高年级本科生、研究生以及希望在机器视觉领域深造的工程师。 第一部分:深度学习基础与视觉表征学习 本书的开篇部分系统回顾了深度学习在计算机视觉中的核心地位,并为后续的高级主题奠定了坚实的理论基础。 第一章:卷积神经网络(CNN)的演进与精髓 本章首先回顾了经典的图像处理方法,并引出深度学习的必然性。随后,详细剖析了现代CNN的架构演变,从 LeNet 到 AlexNet、VGG、GoogLeNet,直至残差网络(ResNet)和密集连接网络(DenseNet)。重点讲解了卷积层、池化层、激活函数的数学原理及其在特征层次化提取中的作用。此外,还将深入探讨注意力机制(如 Squeeze-and-Excitation Networks)如何增强模型的特征选择能力,以及可分离卷积(如 MobileNet 中的应用)如何实现计算效率与性能的平衡。 第二章:高级表征学习与度量学习 在视觉任务中,如何学习出具有判别力的特征表示至关重要。本章聚焦于如何超越传统的分类损失函数。内容包括: 度量学习(Metric Learning): 详细介绍三元组损失(Triplet Loss)、对比损失(Contrastive Loss)以及 Softmax 损失的改进版本(如 ArcFace, CosFace),探讨它们如何优化特征空间中的类内紧凑性和类间可分性。 自监督学习(Self-Supervised Learning): 深入解析当前主流的自监督范式,例如对比学习(Contrastive Learning,如 SimCLR, MoCo)的工作原理。阐释如何利用数据本身的结构(如旋转预测、图像修复、遮挡恢复等“前置任务”)来预训练强大的视觉骨干网络,从而减少对大规模标注数据的依赖。 第二章还包括对生成模型在特征空间中应用的初步探讨,为后续的三维重建部分做铺垫。 第二部分:三维视觉的核心:几何与学习的融合 本书的第二部分是核心内容,重点攻克机器视觉中极具挑战性的三维重建任务,强调如何将深度学习的强大表征能力与传统的几何光学原理相结合。 第三章:多视图几何基础与深度回归 在进入深度学习重建之前,本章首先巩固了多视图几何的经典理论框架,包括相机内参与外参标定、对极几何、基础矩阵和本质矩阵的推导与应用。这是理解从二维图像到三维空间映射的基础。 随后,本章转向基于深度学习的单目三维重建方法: 深度图估计(Depth Estimation): 详细分析基于 CNN 的单目深度估计网络结构,如 Encoder-Decoder 架构。讨论关键挑战,包括尺度不确定性、远距离物体的精度下降,以及如何利用立体匹配(Stereo Matching)的损失函数(如视差损失)来辅助单目模型的训练。 第四章:隐式表面表示与神经辐射场(NeRF) 本书浓墨重彩地介绍了近年来颠覆三维重建领域的神经辐射场(Neural Radiance Fields, NeRF)及其衍生工作。 NeRF 的核心机制: 详细阐述如何利用多层感知机(MLP)来表示连续的三维空间函数——体密度和视图依赖颜色。重点讲解了位置编码(Positional Encoding)在捕捉高频细节中的关键作用,以及体渲染(Volume Rendering)方程在生成高清视图上的实现过程。 NeRF 的加速与泛化: 探讨了如何改进标准 NeRF 的训练速度和泛化能力,包括即时辐射场(Instant-NGP)利用多分辨率哈希编码的加速技术,以及 Mip-NeRF 解决抗锯齿问题的方案。 场景表示的扩展: 介绍基于隐式表示的其他方法,例如将 NeRF 应用于可编辑的场景或动态场景(如 D-NeRF, K-Planes)。 第五章:基于学习的几何结构恢复 本章关注如何直接从图像中学习和恢复结构化的三维信息,而不仅仅是密度场。 点云生成与处理: 介绍如何使用网络(如 PointNet/PointNet++)直接从深度图或特征图中生成稀疏或稠密的点云。讨论点云的特征提取和分类、分割的应用。 网格重建(Mesh Reconstruction): 探讨深度学习如何用于细化或生成显式的三维网格。讲解基于体素(Voxel)的方法和更高效的基于隐式函数(如 SDF - 有符号距离函数)的网格提取方法(如 Marching Cubes 算法与学习的 SDF 结合)。 语义级三维重建: 结合实例分割和三维定位,实现对特定物体(如人、车辆)的精确三维模型重建,这在自动驾驶和机器人抓取中具有关键意义。 第三部分:应用、挑战与未来方向 本书的最后一部分将视角转向实际应用场景,并探讨该领域未来可能的发展趋势。 第六章:实时性能优化与系统集成 在实际部署中,算法的效率至关重要。本章探讨了如何将复杂的深度学习三维重建模型优化到可部署的水平: 模型量化与剪枝: 介绍用于减少模型体积和计算需求的后处理技术。 硬件加速: 讨论 CUDA 编程模型、TensorRT 等工具在加速神经渲染管线中的应用。 SLAM/SfM 与学习的结合: 探讨如何利用深度学习提供的更鲁棒的特征匹配和更准确的初始深度估计,来增强或替代传统同步定位与地图构建(SLAM)和运动恢复结构(SfM)中的关键模块。 第七章:动态场景重建与可塑性 现代视觉应用往往涉及运动物体。本章专门分析动态场景的挑战: 运动分解: 如何在重建静态背景的同时,准确地分离和建模前景物体的形变和运动轨迹。 时空建模: 介绍如何将时间维度纳入神经表示中(如 D-NeRF),以实现对非刚体运动的连续建模和插值渲染。 总结 《机器视觉中的深度学习与三维重建》不仅是技术手册,更是一份引领读者进入三维视觉前沿的路线图。本书通过深入浅出地解析深度学习在特征提取、几何推理和隐式建模中的最新突破,帮助读者构建坚实的理论基础和实践能力,为解决下一代机器视觉难题做好准备。本书力求全面覆盖从基础理论到尖端实验的每一个环节,确保读者能够掌握构建高精度、实时三维系统的核心技术。

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读后感

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这本书的书名,乍一看,或许会让人觉得它是一本专注于技术细节的专业书籍,但我相信,它所探讨的问题,是计算机视觉领域中最具挑战性也最引人入胜的。我一直认为,模式识别的精髓在于“识别”,而要实现有效的识别,就必须依赖于能够捕捉到事物本质特征的信息。在计算机视觉领域,这种“本质特征”往往需要在各种视觉干扰下保持不变,这就是“不变量”的由来。我非常期待这本书能够深入地讲解“不变量”的概念,并将其与“特征提取”紧密地联系起来。我希望书中能够详细阐述,为什么某些特征会具有不变量的性质,它们背后的数学原理是什么?是否会从几何学、代数或者群论等角度进行 rigorous 的推导?我尤其对书中关于如何设计和提取具有特定不变量性质的特征的方法感到好奇。例如,它是否会介绍如何构造能够抵抗尺度、旋转、仿射变换甚至光照变化的特征描述符?对于“特征提取”本身,我希望书中能够提供一个全面的视角,从低级特征(如边缘、角点)到高级特征(如形状、姿态)的提取方法,都能有深入的探讨。我希望这本书不仅仅是罗列算法,更能引导我理解这些算法背后的思想,并能够让我自己去思考如何根据实际问题设计出更有效的特征提取方案。

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这本书的封面设计就已经足够吸引人,那种深邃的蓝色背景,配合上几何图形的抽象线条,让人立刻感受到一种严谨而又充满探索精神的学术氛围。我一直对模式识别这个领域充满兴趣,尤其是那些能够让机器“看懂”世界的技术。但坦白说,很多入门级的书籍往往会停留在概念层面,对于如何将这些抽象的概念转化为实际可用的方法,讲解得不够深入,或者过于依赖成熟的工具箱,而忽略了底层原理的精妙。这本书的名字——《模式识别中的特征提取与计算机视觉不变量》——则直击了我的痛点。特征提取,这就像是给机器提供“眼睛”需要辨认的关键信息;而“不变量”,这个词更是让我联想到那些在不同光照、角度、甚至形变下依然能保持稳定的识别依据,这正是计算机视觉的魅力所在,也是实现鲁棒性识别的关键。我迫切地想知道,书中是如何将这两个看似独立但又紧密相连的概念有机地融合在一起的。特别是“不变量”这一部分,我非常好奇作者会从哪些经典的理论出发,比如经典的几何不变量,还是更现代的基于深度学习的不变量表示。是否会讲解如SIFT、SURF等经典的特征提取方法,以及它们是如何在不同视角下保持不变性的?又或者,会介绍一些更为前沿的、利用群论或拓扑学来构建不变量特征的理论?这本书的出现,对我来说,就像是为我打开了一扇通往更深层次理解模式识别和计算机视觉的大门,我希望它能提供给我一条清晰的、有理论支撑又有实践指导的路径,让我能够真正掌握那些让机器具备“火眼金睛”的奥秘。我期待在书中找到那些能够解释“为什么”和“怎么样”的答案,而不是仅仅停留在“是什么”的层面。

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这本书的书名,立刻吸引了我的目光,因为它触及了模式识别和计算机视觉领域中最核心、也最具挑战性的两个方面:“特征提取”和“不变量”。我一直觉得,要让机器真正具备“视觉智能”,就必须能够从图像中提取出那些能够抵抗各种观测变化(如尺度、角度、光照等)的“本质信息”。“不变量”这个词,恰恰概括了这种信息的关键属性。我非常期待这本书能够深入地解释,如何在特征提取的过程中,融入“不变量”的思想。它是否会从数学理论的高度,详细阐述不变量的来源和构造方法?我希望书中能够讲解一些经典的、能够在特定变换下保持不变的特征描述符,并对其数学原理进行 rigorous 的推导,让我能够理解“为什么”它们是不变的。同时,对于“特征提取”本身,我希望书中能够提供一个全面而系统的梳理。它是否会讨论从低级特征(如边缘、角点)到高级特征(如形状、语义)的提取技术,并分析不同特征表示方法的优劣?我特别关注书中是否会提供一些指导,说明如何根据不同的应用场景,选择或设计最适合的特征提取方法,例如,在人脸识别、物体跟踪或图像检索等领域。我希望这本书能够为我打开一扇更深层次的理解之门,让我能够真正掌握那些让机器“看得更准、更稳”的奥秘。

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翻开这本书,最先吸引我注意的是它对于“特征提取”这一核心概念的解构方式。很多教材常常把特征提取看作是模式识别流程中的一个独立模块,但这本书似乎将其置于一个更为宏观的计算机视觉框架下进行审视。我一直觉得,特征提取并非孤立存在,它与后续的分类、识别任务,甚至与最终的应用场景都有着千丝万缕的联系。我特别想知道,作者是如何在书中强调这种关联性的。例如,是否会深入探讨不同类型特征(如边缘、角点、纹理、颜色直方图等)在面对不同类型图像(自然场景、人脸、医学影像等)时的适用性和局限性?我希望书中能提供一些关于如何根据特定任务选择或设计最优特征提取方法的指导原则,而不仅仅是罗列现有的技术。再者,“不变量”这个词组,在我看来,是这本书区别于其他同类书籍的关键所在。我一直对那些能够抵御各种干扰,如尺度变化、旋转、仿射变换,甚至是部分遮挡和噪声的特征描述方法充满好奇。这本书是否会从数学的严谨性出发,来推导和阐释这些不变量的数学原理?例如,它是否会涉及一些基于代数几何、微分几何或者群论的理论,来构建能够保证特定变换下保持不变性的特征?我非常期待能够看到一些深入浅出的数学推导,能够让我理解这些不变量背后的逻辑,而不仅仅是记住几个公式或者算法的名字。这本书的名字本身就预示着一种深度和广度,我希望能从中获得足以应对复杂计算机视觉挑战的理论基础和方法论。

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《模式识别中的特征提取与计算机视觉不变量》这个书名,对我而言,就像是一份承诺,承诺将带领我深入探索计算机视觉最迷人的领域之一:如何让机器在变幻莫测的视觉世界中“一眼识别”。我一直认为,特征提取的终极目标,是找到那些能够跨越各种干扰,真正代表物体“身份”的信息,而“不变量”正是这种信息的精髓所在。我非常好奇,书中将如何从理论和实践的层面,将这两个概念融会贯通。它是否会深入讲解不变量的数学基础,例如,如何利用代数几何、微分几何或者群论的原理,来构造具有特定不变量性质的特征?我期待书中能够详细介绍一些经典的、能够抵抗尺度、旋转、仿射变换甚至光照变化的特征描述符,并对其背后的数学逻辑进行清晰的阐述。对于“特征提取”本身,我希望书中能够提供一个广阔的视野。它是否会讨论从传统的、手工设计的特征(如SIFT、SURF、HOG)到现代的、基于深度学习的端到端特征学习方法,并分析它们各自的优势和局限性?我更想知道,书中是否会引导读者思考,如何根据不同的应用场景(例如,医疗影像分析、自动驾驶、增强现实等),选择或设计出最适合的特征提取策略。这本书的出现,对我来说,就像是为我提供了一张探索计算机视觉奥秘的地图,我渴望在这张地图上找到那些指引我理解“本质”的关键节点。

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这本书的书名,充满了学术的严谨感,但同时也隐含着一种对计算机视觉核心问题的深刻洞察。“特征提取”是模式识别的基石,而“计算机视觉不变量”则是我一直以来非常着迷的一个方向。我总觉得,如果机器能够像人一样,即使在不同的光照、角度、甚至形状变化下,也能识别出同一个物体,那才是真正的智能。这本书的名字似乎承诺了能够引导读者走向这个目标。我非常期待书中能够深入地解释“不变量”这一概念是如何在特征提取中得以实现的。它是否会从数学理论出发,比如群论或者几何学的角度,来阐述不变量的生成机制?我希望书中能够详细讲解那些经典的、能够在一定变换下保持不变的特征描述符,并分析它们的优缺点。例如,对于尺度不变性、旋转不变性、仿射不变性等,书中会有怎样的理论支撑和方法论介绍?同时,我非常好奇书中对于“特征提取”的讨论会达到怎样的深度。它是否会涵盖从像素级别的局部特征,到图像整体的全局特征,甚至到语义级别的特征?我希望书中能够提供一些关于如何根据不同的应用场景(例如,人脸识别、目标跟踪、图像检索等)来选择和设计最适合的特征提取方法。总而言之,我希望这本书能够为我提供一条清晰的、理论与实践相结合的学习路径,让我能够真正掌握如何提取出鲁棒、有意义的视觉特征,并最终实现对图像内容的深入理解。

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这本书的书名,乍一看,似乎是一种非常技术化和学院派的著作,但仔细品味,却能感受到其中蕴含的深刻思想。我一直认为,模式识别的核心在于如何从海量的数据中提取出最有用的信息,而计算机视觉则更侧重于让机器理解图像的含义。这两者结合,尤其是“特征提取”和“不变量”这两个关键词,正是我一直以来在学习和实践中反复思考的关键问题。我非常好奇,作者是如何在书中将“特征提取”这个过程进行细致的拆解和分析的。它是否会涵盖从低级特征(如颜色、纹理、边缘)到高级特征(如形状、姿态、语义信息)的提取方法?我更关心的是,书中是否会探讨不同特征表示(如向量、图、或者更高维度的表示)的优劣,以及它们在不同应用场景下的选择依据。而“不变量”这个概念,更是让我感到兴奋。它直接指向了计算机视觉中最具挑战性的问题之一:如何实现对图像内容的鲁棒性识别,不受观测条件的影响。我希望书中能够深入讲解那些能够保证在尺度、旋转、光照、仿射变换甚至非线性形变下依然保持稳定的特征描述符。这是否意味着书中会详细介绍一些经典的几何不变量,比如对数极坐标变换下的不变量?或者,是否会涉及一些利用群论或者代数方法来构造不变量的理论?我期待这本书能够提供给我一套完整的理论框架,让我能够理解为什么某些特征具有不变量的性质,以及如何设计和应用这些不变量特征来解决实际的计算机视觉问题。

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在我眼中,《模式识别中的特征提取与计算机视觉不变量》不仅仅是一本书名,更像是一个宣言,它宣告着对理解视觉世界深层规律的追求。我一直觉得,很多关于特征提取的讨论,往往停留在算法的层面,而忽略了其背后更本质的问题——如何找到那些能够跨越各种干扰,真正代表物体本质属性的信息。这本书的名字就直接点出了这一点:“不变量”。我非常期待这本书能够深入探讨“不变量”的概念,并将其与“特征提取”紧密结合。我希望书中能够解释,为什么某些特征在特定的变换下能够保持不变,这背后的数学原理是什么?它是否会涉及一些经典的几何不变量理论,例如基于代数几何的方法,还是更侧重于在现代机器学习框架下的不变量表示?我尤其对书中关于“如何设计和构建不变量特征”的部分感到好奇。是会介绍一些经典的不变量特征描述符,比如SIFT、SURF的变种,还是会引导读者思考如何根据不同的应用场景,设计出具有特定不变量性质的特征?对于“特征提取”本身,我希望书中能够提供一个全面的视角,从低级到高级,从手工设计到学习驱动,都能够有深入的讲解。例如,是否会讨论一些经典的图像处理技术如何作为特征提取的基础,以及如何利用深度学习模型自动学习鲁棒的特征表示?我渴望在这本书中找到能够提升我对计算机视觉本质理解的洞见,能够让我不仅仅是“会用”工具,更能“懂”工具背后的原理。

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《模式识别中的特征提取与计算机视觉不变量》这个书名,就像是一把钥匙,能够打开我一直以来对计算机视觉核心问题探索的大门。我深信,要让机器真正“看懂”世界,就必须能够从纷繁复杂的图像信息中,提取出那些具有鲁棒性、能够代表物体本质的“信息”。“不变量”这个词,恰恰点明了这种信息的核心特质。我迫切地想知道,书中是如何将“特征提取”与“不变量”这两个关键概念有机地结合起来的。它是否会从数学的根源出发,深入浅出地讲解不变量的数学理论,例如,如何利用群论或者几何学来构造那些在特定变换下保持不变的特征?我希望书中能够详细介绍一些经典的、能够抵御尺度、旋转、仿射变换等干扰的特征描述符,并对其背后的原理进行深入剖析。同时,对于“特征提取”这一过程,我期待书中能够提供一个全面而系统的梳理。它是否会涵盖从低级特征(如纹理、颜色)到高级特征(如形状、语义)的提取方法?我更关心的是,书中是否会提供关于如何根据不同的应用场景(例如,物体识别、场景理解、图像检索等)来选择或设计最优特征提取策略的指导。总而言之,我希望这本书能够为我提供一个坚实的理论基础和灵活的方法论,让我能够更深刻地理解计算机视觉的奥秘。

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我之所以对《模式识别中的特征提取与计算机视觉不变量》这本书如此感兴趣,是因为它精准地触及了我在计算机视觉学习过程中遇到的核心挑战。很多人在学习特征提取时,往往会淹没在各种算法的海洋里,而忽略了更根本的问题:如何提取出那些在各种变化下依然稳定的、能够代表物体本质的“信息”。“不变量”这个词,恰恰抓住了问题的本质。我非常期待这本书能够详细阐述,在特征提取过程中,如何利用数学原理来构建和寻找那些具有不变量性质的特征。它是否会从几何学、代数或者群论的角度,深入剖析不变量的来源和构造方法?我特别想知道,书中是否会介绍一些经典的、能够抵抗尺度、旋转、仿射变换甚至非线性形变的特征描述符,并详细解释它们的原理和实现。例如,是否会讲解如何通过特定的变换(如对数极坐标变换)来获得尺度不变性,或者如何利用图像的梯度信息来构建旋转不变性?对于“特征提取”本身,我希望这本书能够提供一个全面而深入的视角。它是否会讨论从传统的局部特征(如SIFT、SURF、ORB)到更高级的、基于学习的特征表示(如深度卷积神经网络提取的特征),并分析它们在不同应用场景下的适用性?我希望这本书能够为我提供一套系统的理论框架和实践指导,让我能够真正理解计算机视觉中“看得更准、更稳”的奥秘。

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