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出版者:电子工业出版社

作者:马玉良

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1997-10-01

价格:21.0

装帧:

isbn号码:9787505338524

丛书系列:

图书标签:

• 计算机组成原理
• 计算机体系结构
• 数字逻辑
• 汇编语言
• 计算机硬件
• 存储系统
• CPU
• 输入输出
• 流水线
• 并行处理

《数字图像处理与分析》 本书系统地介绍了数字图像处理与分析领域的基本理论、核心算法和前沿技术。内容涵盖了图像获取、增强、复原、分割、表示与描述、识别与理解等关键环节，旨在为读者提供一个全面而深入的理解框架。 第一部分：图像基础与处理 绪论： 阐述了数字图像处理的定义、发展历程、应用领域及其在现代科技中的重要地位。我们将从图像的基本概念出发，解释图像在计算机中的表示方式，如像素、灰度级、颜色空间（RGB、HSV、Lab等）及其转换。 图像增强： 详细探讨了提升图像视觉质量和分析便利性的各种技术。这包括空间域增强方法，如点运算（灰度拉伸、直方图均衡化、对数变换、幂律变换）和邻域运算（平滑滤波器如均值滤波、高斯滤波、中值滤波；锐化滤波器如Sobel算子、Prewitt算子、Laplacian算子）。我们还将介绍频率域增强方法，如傅里叶变换的应用、高通滤波、低通滤波、同态滤波等，用以改善图像的对比度、去除噪声或突出边缘特征。 图像复原： 聚焦于消除或减轻图像退化（如模糊、噪声）并尽可能恢复原始图像的技术。我们将深入讲解退化模型，并介绍逆滤波、维纳滤波、约束最小二乘滤波等经典复原方法。特别地，对盲去卷积和基于模型的复原技术进行详细阐述，以处理更复杂的退化场景。 第二部分：图像分割与特征提取 图像分割： 研究将图像划分为多个有意义区域（例如，前景和背景，或者不同对象）的技术。我们将分析基于阈值的方法（全局阈值、局部阈值、Otsu法），基于边缘的分割方法（Canny边缘检测、Hough变换），以及基于区域的分割方法（区域生长、区域分裂与合并）。此外，还将介绍图割、主动轮廓模型（Snake）等更高级的分割技术，并讨论在不同应用场景下的选择与优化。 图像表示与描述： 探讨如何为图像中的对象提取有用的特征，以便进行后续的分析和识别。这包括： 边界表示： 如链码、多边形近似。 区域表示： 如傅里叶描述符、Hu矩、Zernike矩、形状上下文等，用于描述对象的形状和纹理特征。 特征提取： 介绍SIFT（尺度不变特征变换）、SURF（加速鲁棒特征）、ORB（Oriented FAST and Rotated BRIEF）等关键点检测与描述符，以及LBP（局部二值模式）等纹理描述方法。 第三部分：图像识别与分析 模式识别基础： 简要回顾模式识别的基本概念，包括分类器设计（贝叶斯分类器、k-近邻分类器、支持向量机（SVM）、决策树）以及模型训练与评估。 图像识别： 结合上述特征提取和模式识别基础，讲解如何将图像信息转化为可识别的模式。我们将介绍基于模板匹配、基于特征的识别方法。 计算机视觉中的高级技术： 涉及更广泛的图像分析内容。 物体检测与跟踪： 介绍经典的物体检测算法（如Viola-Jones人脸检测）、基于深度学习的目标检测框架（如R-CNN系列、YOLO、SSD）以及视频序列中的物体跟踪算法。 图像配准： 讨论如何将不同来源、不同时间或不同视角的图像对齐的技术，这对于多模态图像融合、变化检测至关重要。 图像修复与生成： 介绍基于内容的图像修复（inpainting）技术，以及近年来发展迅速的生成对抗网络（GANs）在图像生成、风格迁移等方面的应用。 应用实例： 穿插介绍数字图像处理与分析在医学影像、遥感、安防监控、工业检测、人机交互等领域的实际应用案例，通过具体问题引导读者理解理论的价值和方法的有效性。 目标读者： 本书适合计算机科学、电子工程、自动化、信息与通信工程、生物医学工程以及相关专业的本科生、研究生，也适合从事图像处理、计算机视觉、人工智能等领域的研究人员和工程师。 学习效果： 通过学习本书，读者将能够： 1. 掌握数字图像处理的基本概念和数学原理。 2. 熟练运用各种图像增强、复原技术改善图像质量。 3. 理解并实现图像分割的关键算法，能够有效地提取图像中的感兴趣区域。 4. 掌握常用的图像特征提取方法，为后续识别奠定基础。 5. 了解图像识别、物体检测与跟踪等计算机视觉的核心技术。 6. 能够将所学知识应用于解决实际的图像分析问题。 本书力求理论与实践相结合，辅以丰富的图示和伪代码，帮助读者建立扎实的理论基础，并具备实际动手能力。

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老实说，这本书的叙事方式是我最欣赏的一点。它没有采用那种教科书式的、生硬的知识灌输方式，而是更像一位经验丰富的工程师，在娓娓道来他对于计算机底层运作的理解。它善于运用类比，将那些抽象的电子元件和逻辑电路，转化为生活中我们熟悉的场景。比如，它在解释算术逻辑单元（ALU）时，会将其比作一个精密的计算器，能够执行加减乘除等基本运算。而在讲解数据通路时，则会用“管道”的比喻，形象地描绘出数据在各个部件之间流动的过程。这种亲切的叙述风格，极大地降低了阅读门槛，让我在轻松愉快的氛围中，不知不觉地掌握了那些原本可能令人生畏的知识。更重要的是，书中不仅仅是介绍“硬件是什么”，更强调了“硬件如何影响软件”。它会解释，为什么某些指令集的效率更高，为什么不同的数据类型在内存中的存储方式会影响访问速度，以及如何根据硬件的特性来优化软件的设计。这种软硬结合的视角，是我在其他同类书籍中很少见到的。读完这本书，我感觉自己不再仅仅是一个软件的使用者，而是对软件运行的底层环境有了更深的洞察，这让我对编写更优化的代码有了更强的信心。

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这本书的价值在于它提供了一个高度结构化的学习框架。它将计算机系统这个庞大而复杂的概念，分解成一个个相互关联、逻辑清晰的部分，使得我能够有条不紊地进行学习。书中对于指令集架构（ISA）的讲解尤为出色，它不仅介绍了不同ISA的特点，还深入分析了它们对CPU设计和软件开发的影响。我特别喜欢书中关于指令流水线和乱序执行的章节，这些内容让我明白了现代CPU如何通过复杂的调度和并行执行技术来榨取每一丝性能。此外，书中对内存管理单元（MMU）和虚拟内存的讲解，也让我对操作系统如何管理内存有了更深刻的认识，理解了页表、TLB等机制的作用。让我惊喜的是，这本书并没有止步于CPU和内存，还详细介绍了外围设备是如何通过各种总线和控制器与CPU进行交互的，比如图形处理器（GPU）和网络接口卡（NIC）。它解释了这些设备的工作原理，以及它们在整个计算机系统中扮演的角色。这本书让我看到了计算机硬件设计的宏大图景，以及软件与硬件之间紧密的协同关系，这对于我成为一名更全面的技术人员非常有启发。

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对于我这样一个对计算机硬件充满好奇，但又担心自己技术背景不够扎实的人来说，这本书简直是量身定制的。它以一种非常包容的方式，逐步引导读者进入计算机的微观世界。书中从最基本的逻辑门开始，层层递进，清晰地解释了如何从这些最基础的积木块构建出复杂的计算单元。让我印象深刻的是，它在讲解时，并没有回避那些稍微复杂的数学原理，但会用非常易懂的方式进行阐述，并且通过图示将抽象的公式具象化。我尤其喜欢书中对于总线和接口部分的介绍。它详细讲解了不同类型的总线（如PCIe）是如何工作的，以及各种接口（如USB、SATA）如何实现不同设备之间的通信。这让我明白了，为什么不同的硬件设备能够协同工作，以及数据是如何在它们之间高速传输的。书中还对I/O系统进行了深入的探讨，解释了中断、DMA等机制如何提高I/O效率，以及各种存储设备的读写原理。这些内容对我理解计算机整体的性能瓶颈和优化方向非常有帮助，让我能够更全面地看待计算机这个复杂的系统，而不仅仅局限于某一个孤立的组件。

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这本书简直是打开了我对电子世界的大门！一直以来，我总觉得电脑是个神奇的黑盒子，输入一些东西，它就能变出我想要的结果，但背后的原理却摸不着头脑。直到我开始深入研读这本书，那种“恍然大悟”的感觉简直太美妙了。它不像我之前看过的那些技术书籍，上来就堆砌一堆我看不懂的术语，而是循序渐进，从最基础的概念讲起。比如，它用非常形象的比喻来解释二进制，让我这个完全没有电子工程背景的人也能轻松理解数据的本质。然后，它又把这些最基本的数据单元如何组建成复杂的逻辑门，再如何通过这些逻辑门搭建出CPU，整个过程描绘得条理清晰，逻辑严谨。我尤其喜欢它在讲解CPU内部结构时，那种抽丝剥茧的分析方式。它并没有直接抛出一个完整的CPU模型，而是先从指令集的概念入手，然后一点点构建出取指、译码、执行、写回等各个阶段的功能，并详细解释了流水线技术是如何提升效率的。读到这里，我才真正理解了为什么CPU的性能会如此重要，以及各种指令集架构（比如RISC和CISC）的优劣之处。这本书不仅提供了“是什么”，更重要的是教会了我“为什么”，让我对计算机的运行机制有了根本性的认识，这对于我今后深入学习更高级的计算机科学知识打下了坚实的基础。

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我得说，这本书的深度和广度都令人惊叹！我原本以为它会是一本侧重于理论的枯燥读物，但实际上，它在理论深度和实践应用之间找到了一个绝佳的平衡点。它并没有停留在抽象的概念层面，而是通过大量的实例和图示，将那些复杂的硬件设计原理变得生动易懂。举个例子，在讲解存储器层次结构时，书中不仅仅是罗列了缓存、主存、外存这些概念，还详细分析了它们之间的性能差异、容量限制以及如何通过优化算法来最大化利用这些存储资源，甚至还涉及了一些实际的内存管理技术。这让我不仅理解了CPU为什么需要缓存，更明白缓存的大小、延迟以及关联度对程序性能有着怎样的直接影响。更让我印象深刻的是，书中还触及了一些更高级的主题，比如并行计算和向量处理。它并没有把这些内容写得高不可攀，而是通过清晰的图示和数学模型，解释了多核处理器的工作原理，以及SIMD指令集如何通过同时处理多个数据来加速运算。读完这部分，我对现代高性能计算的架构有了更深刻的理解，也对如何编写更高效的并行程序有了一些初步的想法。这本书就像是一个宝藏，每次翻阅都能发现新的亮点，每一次深入阅读都感觉收获颇丰。

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