计算机视觉基础
本书围绕新工科建设核心目标及工科学生知识结构的特点编写,涵盖计算机视觉的基础知识与方法,及本领域的新进展。

作者:鲁鹏、朱新山

丛书名: 高等学校智能科学与技术/人工智能专业教材

定价:49.8元

印次:1-1

ISBN:9787302684312

出版日期:2025.03.01

印刷日期:2025.03.14

图书责编:张玥

图书分类:教材

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"本书围绕计算机视觉的五大核心任务: 图像分类、图像分割、目标检测、目标跟踪、三维场景重建,将内容划分为三部分: 基础篇、识别篇与重建篇。其中,基础篇(第1~5章)讲述计算机视觉任务的共性知识与算法,涵盖线性滤波器、图像边缘提取、纹理表示、角点特征提取、尺度不变特征;识别篇(第6~9章)关注机器如何理解图像内容,重点介绍图像分类、目标检测、图像分割、目标跟踪四个视觉识别任务的难点、解决思路及对应的识别算法与模型;重建篇(第10~15章)聚焦如何从图像中进行三维场景的结构重建,内容涵盖摄像机几何、摄像机标定、单视图几何、三角化与极几何、双目立体视觉、运动恢复结构等基本概念与算法。 本书适合作为高等院校人工智能、智能科学与技术专业高年级本科生、研究生的教材,也可供对计算机视觉比较熟悉的开发人员、广大科技工作者和研究人员参考。"

鲁鹏,男,副教授,1978年9月生于湖北省武汉市,就职于北京邮电大学人工智能学院。2003年7月获得华中科技大学图像所硕士学位,2006年7月获得中国科学院自动化所博士学位,2008 年到2010 年在北京大学人机交互与多媒体实验室从事博士后研究。

前言 作为人工智能领域的重要分支,计算机视觉旨在赋予计算机类似人类视觉的感知和理解能力。其技术已在多个领域展示出巨大潜力,并广泛应用于各方面,如图像识别、目标检测、人脸识别以及自动驾驶等。 本书以计算机视觉的基础技术为起点,以五大核心任务为主线,对其基础知识进行了系统梳理与组织,并按照主要任务的顺序组织课程内容,使学习更为便捷。通过学习本教材,读者将提升工程开发能力。 全书共分15章,以计算机视觉任务为主线,内容由浅入深展开,结构清晰,易于理解。第1章介绍线性滤波器,包括卷积的基础理论及其在图像去噪中的典型应用。第2章探讨图像边缘提取技术,涉及图像边缘与图像求导、经典的Canny边缘检测算法以及3种拟合技术。第3章着眼纹理表示,介绍图像纹理的概念、图像纹理的表示和LeungMalik卷积核组。第4章为角点特征提取,分为局部特征和角点检测两部分,详细讲述了Harris角点检测算法。第5章关注图像的尺度不变特征,介绍尺度不变理论基础,以及SIFT和ORB特征提取方法。第6章介绍图像分类任务的定义与难点,探讨了基于机器学习与词袋模型的图像分类方法。第7章聚焦目标检测技术,以人脸检测和行人检测为例,介绍目标检测技术中的两个经典算法——AdaBoost算法和HOG算法。第8章介绍图像分割任务,包括基于像素聚类的图像分割方法以及基于图的图像分割方法。第9章深入探讨目标跟踪的核心技术和算法,包括基于光流、卡尔曼滤波以及粒子滤波的方法。第10章详细介绍摄像机的数学模型,包括其内部参数和外部参数的概念,它们是理解和应用摄像机几何理论的基础。第11章深入讨论摄像机的参数标定问题...

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第1章线性滤波器1

1.1卷积1

1.1.1数字图像基础1

1.1.2卷积的定义2

1.1.3卷积的性质4

1.1.4卷积的用例4

1.2图像去噪6

1.2.1噪声分析6

1.2.2中值滤波7

1.2.3高斯卷积核8

小结13

习题13

第2章图像边缘提取14

2.1图像边缘与图像求导14

2.1.1图像边缘的含义14

2.1.2边缘位置的特点15

2.1.3图像导数与梯度15

2.1.4高斯一阶偏导核17

2.2Canny边缘检测算法19

2.3拟合21

2.3.1最小二乘法22

2.3.2RANSAC算法25

2.3.3Hough变换28

小结32

习题32

第3章纹理表示34

3.1图像纹理的概念34

3.1.1理解图像纹理34

3.1.2图像纹理的作用36

3.2图像纹理的表示37

3.2.1纹理的表示方法37

3.2.2构建卷积核组37

3.2.3纹理统计分析38

3.3LeungMalik卷积核组39

3.3.1LeungMalik卷积核组的组成39

3.3.2LeungMalik卷积核组的构建40

小结42

习题42

第4章角点特征提取43

4.1局部特征43

4.1.1图像拼接问题43

4.1.2局部特征概念44

4.2角点检测46

4.2.1角点特性分析46

4.2.2Harris角点检测器46

4.2.3Harris角点检测效果51

小结52

习题52

第5章尺度不变特征54

5.1尺度不变理论基础54

5.1.1尺度不变...

"1. 创新课程体系:围绕计算机视觉五大核心任务,全书构建了“基础篇—识别篇—重建篇”课程体系,使读者循序渐进地学习,体验全程无缝式学习之旅。
2. 精选教学内容:基于编者多年研究与教学经验精心编排内容,深入浅出地阐述建模任务的策略,引导读者透彻理解视觉任务的数学框架与求解智慧,为探索复杂视觉谜题铺设清晰道路。
3. 配套资源全面:教学大纲简明,课件精美,代码详尽,视频全面,在线资源丰富,为读者打造全方位的学习资源,促进知识吸收与技能内化,提高学习效率。
4. 读者覆盖面广:本书不仅满足不同层次人工智能专业读者的需求,也满足计算机视觉研究者深化探索的要求,实现学术与实践的广泛覆盖。
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