計算機公共基礎教程上機實驗指導與測試 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:高等教育齣版社

作者:陳少清/國彆：

出品人:

頁數:175

译者:

出版時間:2006-6

價格:13.80元

裝幀:簡裝本

isbn號碼:9787040196320

叢書系列:

圖書標籤:

• 計算機基礎
• 上機實驗
• 教程
• 計算機公共課
• 基礎知識
• 實驗指導
• 測試
• 編程入門
• 信息技術
• 高等教育

《數字圖像處理與計算幾何基礎》 作者：[此處可填寫真實的作者姓名] 齣版社：[此處可填寫真實的齣版社名稱] ISBN：[此處可填寫真實的ISBN號] --- 內容提要 本書深入探討瞭數字圖像處理領域的核心算法與計算幾何學的基本原理，旨在為計算機科學、電子工程、模式識彆及相關交叉學科的專業人士和高年級本科生提供一套嚴謹而實用的理論框架與實踐指導。全書結構清晰，理論與應用並重，詳細闡述瞭從基礎的像素操作到復雜的形態學分析，再到幾何變換與特徵提取的全過程。 本書的重點在於構建堅實的數學基礎，並將其轉化為高效的計算機實現。我們不側重於軟件工具的使用教程，而是聚焦於算法的內在邏輯、數學推導及其在實際工程問題中的應用潛力。 第一部分：數字圖像基礎與預處理 本部分奠定瞭數字圖像處理的理論基石，詳細解析瞭圖像的數字化過程、錶示方法以及基本的空間域和頻率域操作。 第一章：圖像的數字化與錶示 本章首先迴顧瞭連續信號到離散信號的采樣與量化理論，詳細闡述瞭數字圖像的形成過程，包括空間分辨率和灰度級的選擇對圖像質量的影響。重點討論瞭不同類型的圖像錶示方法，如二值圖像、灰度圖像、彩色圖像（RGB、HSV、CMY色彩空間轉換及其物理意義）。此外，還引入瞭圖像直方圖的概念，分析其在圖像對比度和均衡化中的作用，並推導瞭直方圖均衡化的數學公式及其實現步驟。 第二章：空間域濾波技術 本章是圖像增強的基礎。詳細分析瞭綫性濾波（如均值濾波、高斯濾波）和非綫性濾波（如中值濾波、極值濾波）的原理。深入剖析瞭捲積核（Mask）的設計哲學，解釋瞭如何通過捲積運算實現平滑、銳化等基本功能。重點討論瞭圖像銳化中的拉普拉斯算子和梯度算子的性能差異，以及二階導數濾波在邊緣檢測中的敏感性問題。 第三章：圖像的頻域分析與濾波 本章將視角從空間域轉嚮頻率域。係統介紹瞭傅裏葉變換（DFT）在圖像分析中的應用，包括其二維形式的推導、性質及在計算機中的快速實現（FFT）。詳細講解瞭如何利用頻率域濾波器實現圖像去噪和圖像增強，包括理想低通/高通濾波器、巴特沃斯濾波器和高斯濾波器的頻域實現及其在混疊效應和振鈴效應上的錶現對比。 第四章：圖像復原基礎 圖像復原旨在消除或減輕圖像在采集、傳輸過程中引入的退化。本章專注於退化模型的建立，特彆是捲積模型。深入分析瞭綫性、空間變退化和噪聲模型。核心內容在於逆濾波（Wiener Filter）的理論推導，重點闡述瞭維納濾波器如何在噪聲和退化估計不完全的情況下實現最優的最小均方誤差（MMSE）復原。 第二部分：圖像分割、形態學與特徵提取 本部分聚焦於如何從圖像中提取有意義的信息，是計算機視覺和模式識彆的關鍵環節。 第五章：圖像分割方法 圖像分割是識彆圖像中對象的基礎。本章全麵覆蓋瞭基於閾值的分割技術，包括全局閾值（Otsu法）和局部（自適應）閾值方法的數學原理。隨後，詳細介紹瞭基於區域的分割技術，如區域生長法和分水嶺算法的數學建模與局限性分析。此外，還深入探討瞭邊緣檢測的高級技術，如Canny邊緣檢測算法的優化步驟及其在不同噪聲環境下的魯棒性分析。 第六章：圖像形態學處理 形態學處理是基於圖像中對象形狀和結構的數學形態分析。本章從集閤論的角度齣發，嚴格定義瞭膨脹、腐蝕、開運算和閉運算。重點討論瞭形態學濾波在消除噪聲、連接斷裂的結構和提取邊界輪廓中的應用。隨後，深入講解瞭更復雜的形態學算法，如擊中與未中變換（Hit-or-Miss Transform）及其在模闆匹配中的應用。 第七章：圖像變換與特徵描述 本章探討如何用數學語言描述圖像內容。介紹瞭霍夫變換（Hough Transform）在綫檢測直綫和圓的數學原理，以及其在復雜場景中的局限性。著重分析瞭描述物體形狀的關鍵不變量，如傅裏葉描述子和Hu矩。在紋理分析方麵，詳細闡述瞭灰度共生矩陣（GLCM）的構建及其在紋理特徵量化中的應用，包括對比度、能量、同質性等統計量。 第三部分：計算幾何基礎與應用 本部分脫離瞭傳統的像素域處理，轉而關注幾何對象的精確描述、操作與分析，為三維重建、機器人路徑規劃提供必要的數學工具。 第八章：平麵幾何基礎與數據結構 本章側重於二維空間中的幾何錶示。詳細介紹瞭點、綫、多邊形的基本運算，包括嚮量叉積、點積在綫性關係判斷中的應用。重點討論瞭平麵掃描綫算法和掃描圓算法的基本流程，以及如何利用Doubly Connected Edge List (DCEL) 或 Winged-Edge 結構高效地存儲和操作拓撲關係。 第九章：凸包與區域劃分 本章的核心是凸包的計算。詳細比較瞭 Graham 掃描法、Jarvis 步進法（Gift Wrapping）和 QuickHull 算法的計算復雜度和幾何直覺，並提供漸進時間復雜度分析。此外，本章還涉及平麵圖的對偶性，以及如何應用掃描綫算法解決綫段相交和平麵網格劃分等經典計算幾何問題。 第十章：幾何變換與空間錶示 本章側重於如何在計算機中錶示和操作幾何對象。深入講解瞭齊次坐標係的概念及其在二維和三維變換中的作用，推導瞭平移、鏇轉和縮放的組閤矩陣。討論瞭如何利用這些變換矩陣實現圖像或模型的坐標係轉換，並探討瞭投影幾何的基本概念，為後續的三維圖形學打下基礎。 第十一章：布爾運算與空間索引 本章探討復雜多邊形的組閤操作，即布爾運算（並、交、差）。詳細闡述瞭使用布爾掩碼和布爾運算算法（如Vatti算法的簡化版）來處理幾何重疊區域的方法。最後，介紹瞭空間數據結構在幾何查詢中的應用，如四叉樹（Quadtree）和八叉樹（Octree）的構建、維護及其在最近鄰搜索和區域管理中的效率優勢。 --- 適用對象 本書適閤以下讀者群： 1. 計算機科學、軟件工程專業高年級本科生及研究生，作為數字圖像處理、計算機視覺、計算幾何課程的參考教材。 2. 從事模式識彆、遙感圖像分析、醫學影像處理、機器人視覺等領域的工程技術人員。 3. 希望係統學習並掌握底層算法而非僅依賴工具箱函數的自學者。 本書特點 數學嚴謹性高： 每一個算法的引入都伴隨著清晰的數學推導和復雜度分析。 理論與實踐結閤： 強調算法思想的理解，鼓勵讀者從底層實現來掌握核心技術。 內容廣而不散： 覆蓋瞭從經典圖像處理到計算幾何的核心模塊，脈絡清晰，結構完整。 側重底層邏輯： 區彆於大量依賴商業軟件API的教材，本書專注於算法的“為什麼”和“如何做”的內在機製。

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