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出版者:

作者:徐建民

出品人:

页数:290

译者:

出版时间:2010-6

价格:29.00元

装帧:

isbn号码:9787121080456

丛书系列:

图书标签:

• 汇编
• 汇编语言
• 程序设计
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• 底层编程
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数字图像处理与计算机视觉：从基础理论到前沿应用 本书简介 《数字图像处理与计算机视觉：从基础理论到前沿应用》是一本系统性、深入探讨数字图像处理和计算机视觉领域的权威著作。本书旨在为读者，无论是高等院校的在校学生、科研人员，还是致力于图像和视觉技术开发的工程师，提供一个从底层原理到最新技术实现的完整知识框架。我们力求在严谨的数学基础之上，结合大量的实际案例和前沿算法，帮助读者构建坚实的理论根基并掌握实用的工程技能。 第一部分：数字图像处理基础 本部分是构建后续高级内容的基础，着重于图像的本质、表示、获取与基本操作。 第一章：图像的数字化与表示 本章首先阐述了光信号如何转化为数字信号的过程，详细介绍了采样、量化等关键概念。我们深入探讨了数字图像的数学模型，包括灰度图像、彩色图像（RGB、HSV、CMYK等模型）的数学表达。此外，还对图像的存储格式和数据结构进行了详尽的分析，为后续的算法实现奠定数据基础。 第二章：图像增强技术 图像增强的目标是改善图像的视觉效果或为后续分析提供更好的输入。本章系统介绍了空间域和频率域的增强方法。 空间域增强： 详述点运算（如灰度拉伸、阈值处理）、直方图处理（均衡化、规定化）的原理和实现。重点剖析了空域滤波技术，包括线性滤波（均值滤波、高斯滤波）和非线性滤波（中值滤波、最大/最小滤波）在去噪和锐化中的应用。 频率域增强： 引入傅里叶变换在图像处理中的应用，解释低通、高通、带通和带阻滤波器的设计及其在图像去模糊和增强中的作用。 第三章：图像复原与噪声模型 图像复原关注的是对图像退化过程的逆向建模。本章首先详细分类和分析了常见的噪声模型（如高斯噪声、椒盐噪声、周期性噪声）及其统计特性。随后，重点讲解了图像复原技术，包括运动模糊的恢复，以及基于约束条件的复原方法，如维纳滤波和最小均方误差（MMSE）复原。 第四章：图像分割 分割是图像分析的关键步骤，旨在将图像划分为具有特定意义的区域。本章涵盖了多种经典的分割策略： 基于阈值的分割： 详细介绍全局阈值法、局部阈值法，并深入探讨了Otsu法、最大熵法等自适应阈值确定方法。 区域生长与边缘检测的结合： 讨论区域的合并与分裂策略。 边缘检测： 全面回顾一阶导数算子（Sobel, Prewitt, Roberts）和二阶导数算子（Laplacian），并重点解析了Canny边缘检测算法的完整流程及优化。 第二部分：计算机视觉与高级分析 在掌握了基础处理技术后，本部分转向如何从图像中提取高层次信息，即计算机视觉的核心领域。 第五章：形态学图像处理 形态学处理基于集合论，特别适用于处理二值图像中的形状特征。本章详细阐述了腐蚀、膨胀、开运算和闭运算的数学定义和实际应用（如图形简化、孔洞填充、边界提取）。同时，介绍了更高级的形态学算法，如击中与未击中变换（Hit-or-Miss Transform）和形态学骨架提取。 第六章：图像特征提取与描述 特征是连接像素数据与高级语义的关键桥梁。本章侧重于稳定、可区分特征的提取： 关键点检测： 深入分析了Harris角点检测、FAST角点检测，并全面讲解了尺度不变特征变换（SIFT）和加速鲁棒特征（SURF）的原理、构造过程及其对仿射变换的鲁棒性。 描述符的构建： 讨论如何为检测到的关键点生成描述符，以及描述符的匹配方法（如暴力匹配、FLANN）。 纹理分析： 介绍了灰度共生矩阵（GLCM）和局部二值模式（LBP）在纹理描述中的应用。 第七章：图像变换与几何矫正 本章讨论如何处理图像在不同视角或传感器下的几何畸变。详细介绍了仿射变换和透视变换的数学模型（齐次坐标系、单应性矩阵）。讲解了如何利用已知特征点估计变换矩阵，并实现图像的配准与矫正。 第八章：三维重建与立体视觉基础 本部分将处理从二维图像恢复三维世界信息的技术。首先引入了相机模型（针孔模型、内参与外参），接着深入探讨了立体视觉的基本原理——视差的计算。详细讲解了双目立体视觉中的极线约束、匹配算法（块匹配、代价聚合）和视差图的生成，并讨论了深度图的计算与可视化。 第三部分：现代计算机视觉前沿技术 本部分将视野扩展到当前研究热点，尤其关注机器学习和深度学习在视觉领域的革命性进展。 第九章：传统目标检测与跟踪回顾 在深度学习时代之前，目标检测和跟踪依赖于手工设计的特征。本章回顾了Viola-Jones人脸检测框架的级联分类器思想，以及HOG特征在行人检测中的应用。在跟踪方面，详细介绍了基于相关滤波（如Mean-shift, CAMshift）和卡尔曼滤波在目标状态估计中的经典应用。 第十章：深度学习在视觉中的应用概览 本章作为过渡，系统介绍了卷积神经网络（CNN）的基本结构，包括卷积层、池化层、激活函数和全连接层。深入剖析了经典网络结构（LeNet, AlexNet, VGG, ResNet）的创新点及其对图像特征层次化学习的意义。 第十一章：现代目标检测技术 本章聚焦于当前主流的两阶段和一阶段目标检测框架： 两阶段方法： 深入解析R-CNN系列（Fast R-CNN, Faster R-CNN）中区域提议网络（RPN）的工作机制。 一阶段方法： 详细阐述YOLO（You Only Look Once）系列（从v1到最新版本）和SSD（Single Shot MultiBox Detector）的设计理念，强调其在速度与精度上的权衡。 第十二章：语义分割与实例分割 本章探讨如何对图像中的每个像素进行分类（语义分割）或区分同一类别的不同实例（实例分割）： 语义分割： 重点讲解全卷积网络（FCN）如何将分类网络转化为像素级预测网络，并分析U-Net在医学图像分割中的结构优势。 实例分割： 介绍Mask R-CNN如何通过增加并行分支来同时实现目标检测和高质量的像素掩码生成。 附录：开发环境与工具链 附录部分为读者提供了实践指导，介绍了基于Python的OpenCV库、Scikit-image库的使用方法，以及如何利用TensorFlow/PyTorch等主流深度学习框架进行模型构建和训练。附录还包含了常用数据集的介绍和性能评估指标（如mAP, IoU）的计算指南。 本书特点 理论深度与实践广度兼备： 既提供坚实的傅里叶分析、矩阵代数等数学基础，也包含大量可操作的代码示例和工程应用。 结构清晰，循序渐进： 从基础的像素操作逐步过渡到复杂的深度学习模型，非常适合作为教材或自学参考书。 覆盖面广： 囊括了从传统图像处理到当前最热门的AI视觉算法的全景知识体系。

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这本书的配套习题设计，老实说，是它最让人头疼，也最值得称道的地方。它们并非那种简单的“请写出实现两个数相加的程序”的基础练习，而是设置了大量的、需要动手调试和逻辑推理的“迷你项目”。例如，要求我们自行实现一个简易的内存块拷贝函数，并严格限制其执行周期，或者模拟一个简单的定时器中断服务程序。这种强迫读者去面对真实编程环境中遇到的各种边界条件和资源冲突的训练方式，极大地提升了对程序控制流的直观感受。我花了整整一周的时间才调试通那个涉及浮点运算单元初始化的练习，那种从一团乱麻中理出头绪的成就感是单纯阅读理论无法给予的。唯一的遗憾是，对于部分高难度习题，书中提供的参考答案过于精简，缺乏详细的解题思路和陷阱分析，使得卡住的时候，除了反复阅读前文，几乎没有其他救助途径。

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阅读完这本书的第三章和第四章后，我深感作者在对“性能优化”这一主题的处理上，展现出了一种近乎偏执的严谨性。特别是关于内存访问模式和Cache预取机制的讲解，其深度远超了我预期的“程序设计”范畴，简直可以当作一本微处理器体系结构的补充读物。作者没有停留在“代码能跑起来”的层面，而是深入剖析了不同寻常的指令序列如何影响CPU流水线的效率，那些关于栈帧对齐和函数调用开销的分析，精细到让人惊叹。然而，这种深度也带来了一个副作用：可读性打了折扣。那些由复杂的时序图和汇编代码块构成的段落，需要读者反复对照手册和硬件手册才能勉强跟上思路。我尤其欣赏作者在附录中提到的几个经典优化案例，它们并非是教科书上的陈词滥调，而是结合了特定处理器架构的实际限制所做的精妙取舍。总体而言，这是一本“重实战、轻理论抽象”的书，但它对“实战”的定义非常高，要求读者已经具备相当的底层知识储备，才能真正领会其中三味。

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与其他市面上流行的、侧重于特定操作系统（比如Windows或Linux）API调用的汇编教材相比，《汇编语言程序设计》采取了一种更加“纯粹”的教学路径，这使得它在跨平台兼容性上显得尤为可贵，但也造成了它在现代软件开发语境中的“疏离感”。书中几乎完全避免了对操作系统提供的系统调用或高级库函数的依赖，坚持用最底层的硬件指令来模拟高级功能，比如自己构建堆栈、自己处理字符串操作。这种做法的优点在于，它确保了读者掌握的是计算机最本质的执行逻辑，无论未来转到哪种架构或操作系统，这些基本功都是通用的财富。缺点则是，当你试图将书中的代码用于构建一个实际的、能够与用户交互的应用时，你会发现自己仿佛回到了DOS时代，所有的事情都需要亲力亲为，缺乏现代编程的便利性。它更像是历史的切片，展示了计算的原始形态，而不是面向未来的工具箱。

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从排版和图示的角度来看，这本书的风格可谓是“硬核复古”。装帧结实，纸张厚实，明显是为了耐得住反复翻阅和在实验台上留下的油渍。图表部分，主要集中在数据结构、指令格式以及时序逻辑图，线条简洁有力，没有花哨的阴影或渐变，完全服务于信息传递的效率。然而，这种严肃性有时也显得过于刻板。在解释那些涉及到循环展开和位操作的复杂逻辑时，仅仅依靠文字和代码块的堆砌，对于视觉学习者来说，理解起来确实比较吃力。我更希望看到一些流程图或者状态转移图，能更直观地展示指令执行过程中的状态变化。总的来说，这本书散发着一种老派工匠精神的气息，它不讨好读者，也不迎合潮流，它只是将知识点以最直接、最不加修饰的方式呈现出来，要求读者拿出足够的耐心和毅力去征服它。

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这本名为《汇编语言程序设计》的书，坦白说，初翻时我有些失望。封面设计相当朴素，那种蓝白相间的配色，让人不禁联想到上世纪末的技术手册，缺乏现代感。内容上，它似乎更侧重于对指令集的机械罗列和寄存器状态的细致描述，对于初学者而言，这就像是直接跳入了烹饪的精髓——如何精准地切配料，却完全忽略了如何点火生火的基础知识。书中大量的篇幅被用来讲解如何直接与硬件寄存器打交道，那些诸如端口I/O、中断处理的章节，即便配有详尽的图表，读起来依旧像是在啃干涩的教科书。我期待的，或许是一个更具“情境感”的引入，比如从操作系统启动流程的宏大视角切入，逐步深入到汇编的细节，而不是一上来就陷入低级细节的泥潭。对于那些希望快速了解汇编在现代系统编程中应用价值的读者，这本书提供的“即时满足感”恐怕不高，它更像是为那些目标明确、愿意花费大量时间钻研底层原理的计算机科学专业学生准备的深度参考资料，对于业余爱好者或者想快速掌握应用技巧的人来说，这条学习曲线未免过于陡峭了。

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把一本本该作为入门的书写成了一本技术手册

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