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專門用Python講解計算機視覺編程
推薦序 XI
前言 XIII
第1章 基本的圖像操作和處理 1
1.1 PIL:Python圖像處理類庫 1
1.1.1 轉換圖像格式 2
1.1.2 創建縮略圖 3
1.1.3 復製和粘貼圖像區域 3
1.1.4 調整尺寸和鏇轉 3
1.2 Matplotlib 4
1.2.1 繪製圖像、點和綫 4
1.2.2 圖像輪廓和直方圖 6
1.2.3 交互式標注 7
1.3 NumPy 8
1.3.1 圖像數組錶示 8
1.3.2 灰度變換 9
1.3.3 圖像縮放 11
1.3.4 直方圖均衡化 11
1.3.5 圖像平均 13
1.3.6 圖像的主成分分析(PCA) 14
1.3.7 使用pickle模塊 16
1.4 SciPy 17
1.4.1 圖像模糊 18
1.4.2 圖像導數 19
1.4.3 形態學:對象計數 22
1.4.4 一些有用的SciPy模塊 23
1.5 高級示例:圖像去噪 24
練習 28
代碼示例約定 29
第2章 局部圖像描述子 31
2.1 Harris角點檢測器 31
2.2 SIFT(尺度不變特徵變換) 39
2.2.1 興趣點 39
2.2.2 描述子 39
2.2.3 檢測興趣點 40
2.2.4 匹配描述子 43
2.3 匹配地理標記圖像 47
2.3.1 從Panoramio下載地理標記圖像 47
2.3.2 使用局部描述子匹配 50
2.3.3 可視化連接的圖像 52
練習 54
第3章 圖像到圖像的映射 57
3.1 單應性變換 57
3.1.1 直接綫性變換算法 59
3.1.2 仿射變換 60
3.2 圖像扭麯 61
3.2.1 圖像中的圖像 63
3.2.2 分段仿射扭麯 67
3.2.3 圖像配準 70
3.3 創建全景圖 76
3.3.1 RANSAC 77
3.3.2 穩健的單應性矩陣估計 78
3.3.3 拼接圖像 81
練習 84
第4章 照相機模型與增強現實 85
4.1 針孔照相機模型 85
4.1.1 照相機矩陣 86
4.1.2 三維點的投影 87
4.1.3 照相機矩陣的分解 89
4.1.4 計算照相機中心 90
4.2 照相機標定 91
4.3 以平麵和標記物進行姿態估計 93
4.4 增強現實 97
4.4.1 PyGame和PyOpenGL 97
4.4.2 從照相機矩陣到OpenGL格式 98
4.4.3 在圖像中放置虛擬物體 100
4.4.4 綜閤集成 102
4.4.5 載入模型 104
練習 106
第5章 多視圖幾何 107
5.1 外極幾何 107
5.1.1 一個簡單的數據集 109
5.1.2 用Matplotlib繪製三維數據 111
5.1.3 計算F:八點法 112
5.1.4 外極點和外極綫 113
5.2 照相機和三維結構的計算 116
5.2.1 三角剖分 116
5.2.2 由三維點計算照相機矩陣 118
5.2.3 由基礎矩陣計算照相機矩陣 120
5.3 多視圖重建 122
5.3.1 穩健估計基礎矩陣 123
5.3.2 三維重建示例 125
5.3.3 多視圖的擴展示例 129
5.4 立體圖像 130
練習 135
第6章 圖像聚類 137
6.1 K-means聚類 137
6.1.1 SciPy聚類包 138
6.1.2 圖像聚類 139
6.1.3 在主成分上可視化圖像 140
6.1.4 像素聚類 142
6.2 層次聚類 144
6.3 譜聚類 152
練習 157
第7章 圖像搜索 159
7.1 基於內容的圖像檢索 159
7.2 視覺單詞 160
7.3 圖像索引 164
7.3.1 建立數據庫 164
7.3.2 添加圖像 165
7.4 在數據庫中搜索圖像 167
7.4.1 利用索引獲取候選圖像 168
7.4.2 用一幅圖像進行查詢 169
7.4.3 確定對比基準並繪製結果 171
7.5 使用幾何特性對結果排序 172
7.6 建立演示程序及Web應用 176
7.6.1 用CherryPy創建Web應用 176
7.6.2 圖像搜索演示程序 176
練習 179
第8章 圖像內容分類 181
8.1 K鄰近分類法(KNN) 181
8.1.1 一個簡單的二維示例 182
8.1.2 用稠密SIFT作為圖像特徵 185
8.1.3 圖像分類:手勢識彆 187
8.2 貝葉斯分類器 190
8.3 支持嚮量機 195
8.3.1 使用LibSVM 196
8.3.2 再論手勢識彆 198
8.4 光學字符識彆 199
8.4.1 訓練分類器 200
8.4.2 選取特徵 200
8.4.3 多類支持嚮量機 201
8.4.4 提取單元格並識彆字符 202
8.4.5 圖像校正 205
練習 206
第9章 圖像分割 209
9.1 圖割(Graph Cut) 209
9.1.1 從圖像創建圖 211
9.1.2 用戶交互式分割 216
9.2 利用聚類進行分割 218
9.3 變分法 224
練習 226
第10章 OpenCV 227
10.1 OpenCV的Python接口 227
10.2 OpenCV基礎知識 228
10.2.1 讀取和寫入圖像 228
10.2.2 顔色空間 228
10.2.3 顯示圖像及結果 229
10.3 處理視頻 232
10.3.1 視頻輸入 232
10.3.2 將視頻讀取到NumPy數組中 234
10.4 跟蹤 234
10.4.1 光流 235
10.4.2 Lucas-Kanade算法 237
10.5 更多示例 243
10.5.1 圖像修復 243
10.5.2 利用分水嶺變換進行分割 244
10.5.3 利用霍夫變換檢測直綫 245
練習 246
附錄A 安裝軟件包 247
A.1 NumPy和SciPy 247
A.1.1 Windows 247
A.1.2 Mac OS X 247
A.1.3 Linux 248
A.2 Matplotlib 248
A.3 PIL 248
A.4 LibSVM 249
A.5 OpenCV 249
A.5.1 Windows和Unix 249
A.5.2 Mac OS X 249
A.5.3 Linux 250
A.6 VLFeat 250
A.7 PyGame 250
A.8 PyOpenGL 250
A.9 Pydot 251
A.10 Python-graph 251
A.11 Simplejson 252
A.12 PySQLite 252
A.13 CherryPy 252
附錄B 圖像集 253
B.1 Flickr 253
B.2 Panoramio 254
B.3 牛津大學視覺幾何組 255
B.4 肯塔基大學識彆基準圖像 255
B.5 其他 256
B.5.1 Prague Texture Segmentation Datagenerator與基準 256
B.5.2 微軟研究院Grab Cut數據集 256
B.5.3 Caltech 101 256
B.5.4 靜態手勢數據庫 256
B.5.5 Middlebury Stereo數據集 256
附錄C 圖片來源 257
C.1 來自Flickr的圖像 257
C.2 其他圖像 258
C.3 插圖 258
參考文獻 259
索引 263
  推薦序
  計算機視覺是一門實踐性很強的課程,雖然已經有瞭不少教科書,但大多數都隻重視其中的理論和算法,很少有實踐指導書。因而對於學習者而言,如果希望在實踐中學習,往往需要編寫大量的程序。在這方麵,本書的齣版可以算是一個有效的補充,相信本書將成為計算機視覺學習者的一個重要參考。
  作為一本麵嚮計算機視覺編程的書,本書涉及瞭這一學科中相對成熟並且被以往實踐驗證有效的部分典型算法,因而具有很好的實用性。例如第2 章描述子部分選擇瞭Harris 角點檢測器和SIFT 描述子及其實現加以介紹;第3 章則以全景圖的創建為例,給齣瞭RANSAC 的實現;第9 章圖像分割中討論瞭Graph Cut 的實現等。這些方法大多數具有很好的通用性,因而為讀者提供瞭一種實現範例。
  本書的另一個特點是對介紹的單一方法,通過綜閤運用提升學習者靈活應用這些方法的能力。例如第4 章給齣的增強現實的例子,以及第8 章給齣的數獨圖像校正的例子。這些例子能夠幫助進一步提升學習者對前述方法的感性認識。
  與早期計算機視覺領域多數程序都是由C/C++ 寫就的情形不同。隨著計算機硬件速度越來越快,研究者在考慮選擇實現算法語言的時候會更多地考慮編寫代碼的效率和易用性,而不是像早年那樣把算法的執行效率放在首位。這直接導緻近年來越來越多的研究者選擇Python 來實現算法。與此同時,Python 的開放性使不同領域的研究者能夠有機會在Python 中加入他們需要的特性,甚至可以納入Python 的標準庫,這也大大吸引瞭眾多研究者對Python 的參與。
  本書的第三個特點是提供瞭與OpenCV 接口的介紹。這為利用OpenCV 中的資源提供瞭方便的途徑。
  今天在計算機視覺領域,越來越多的研究者使用Python 開展研究。本書中文版的齣版一方麵能夠鼓勵更多的研究者采用這一語言,另一方麵則為Python 的學習者提供瞭一種嘗試不同領域算法的機會。
  中國計算機學會副秘書長 陳熙霖
  2014.4.21
從一個旁觀者的角度來看,《Python計算機視覺編程》這本書的編排和內容呈現都顯得相當專業。它不像市麵上許多技術書籍那樣,僅僅是API的堆砌,而是注重原理的講解與實踐的結閤。書中對每一項技術的介紹,都伴隨著深入淺齣的理論闡述,並且輔以清晰的代碼實現。我特彆關注書中關於機器學習在計算機視覺中的應用部分,例如,對支持嚮量機(SVM)和K近鄰(KNN)算法在圖像分類中的應用進行瞭詳細的介紹。通過閱讀這本書,我不僅學會瞭如何使用這些算法,更重要的是,我理解瞭它們的工作原理以及在實際場景中的優缺點。書中對於模型訓練和評估的講解也非常細緻,讓我明白瞭如何構建一個有效的計算機視覺模型,並對其性能進行評估。另外,書中關於圖像特徵提取和選擇的討論,也讓我受益匪淺,我明白瞭如何從圖像中提取最具代錶性的信息,以便後續的模型訓練。這本書的整體風格嚴謹而不失趣味,非常適閤那些希望係統學習計算機視覺技術的讀者。
評分對於初學者來說,計算機視覺可能是一個令人生畏的領域,充斥著大量的數學公式和復雜的算法。《Python計算機視覺編程》這本書,就像一位耐心而睿智的老師,一步步地引導我穿越迷霧。我非常喜歡作者的寫作風格,他總是能夠將抽象的概念具象化,並通過生動的比喻來解釋復雜的數學原理。例如,在講解圖像捲積時,作者用瞭一個“掃描”的比喻,讓我瞬間明白瞭核函數如何在圖像上滑動並計算加權平均值。書中提供的代碼示例也極具實踐性,每一個例子都能夠讓我動手操作,親身體驗算法的效果。我記得我第一個成功運行的例子是圖像的顔色空間轉換,看著RGB圖像變成灰度圖像,再變成HSV圖像,我能夠清晰地看到不同顔色空間下的圖像信息的變化。這本書並沒有簡單地羅列API,而是從原理齣發,讓我理解每一個函數背後的邏輯。此外,書中關於圖像分割的部分,對我啓發很大,讓我明白瞭如何將圖像分解成不同的區域,這在很多實際應用中都非常重要。這本書的價值在於它能夠真正激發讀者的學習興趣,並培養獨立解決問題的能力。
評分作為一名有一定Python基礎的開發者,我一直在尋找能夠深入探索計算機視覺領域的可行途徑。《Python計算機視覺編程》這本書,準確地擊中瞭我的痛點。它並沒有停留在淺嘗輒止的介紹,而是深入到算法的底層邏輯,並且用Python語言進行實現,這對於我理解計算機視覺的“黑魔法”非常有幫助。我尤其贊賞書中對OpenCV庫的詳細講解,它幾乎涵蓋瞭OpenCV中絕大多數常用的功能,並且通過具體的例子進行瞭演示。例如,書中關於特徵匹配的部分,詳細講解瞭SIFT、SURF等算法的原理,並通過代碼展示瞭如何提取圖像的關鍵點和描述符,然後進行匹配。這讓我對圖像的相似性度量和物體識彆有瞭更深刻的認識。另外,書中對於圖像變換的解釋也十分到位,包括仿射變換、透視變換等,讓我明白瞭如何對圖像進行幾何校正和視角調整。這本書的深度和廣度都讓我非常滿意,它不僅教會瞭我如何“用”,更教會瞭我“為什麼”。對於想要在計算機視覺領域進行更深入研究的讀者來說,這本書絕對是值得投資的。
評分說實話,我一直對計算機視覺有著強烈的好奇心,但總覺得門檻很高。《Python計算機視覺編程》這本書,徹底改變瞭我的看法。它提供瞭一個非常友好的入口,讓我能夠用Python這門易學易用的語言,去探索這個迷人的領域。書中的例子設計得非常巧妙,每一個例子都能夠解決一個實際的問題,並且通過代碼的逐步解析,讓我理解每一步操作的意義。我記得我嘗試瞭書中關於人臉檢測的例子,看著程序能夠準確地在圖像中識彆齣人臉,並用方框標記齣來,那種震撼感至今難忘。這本書的結構非常清晰,從基礎的圖像處理,到更復雜的應用,層層遞進,讓我能夠循序漸進地掌握知識。我特彆喜歡書中關於物體跟蹤的章節,它詳細介紹瞭卡爾曼濾波等跟蹤算法,讓我明白瞭如何實現對動態物體的持續追蹤。這本書的實踐性非常強,每一個章節都提供瞭可以直接運行的代碼,讓我能夠邊學邊練,鞏固所學知識。對於任何想要進入計算機視覺領域的人來說,這本書都是一個絕佳的選擇,它能夠讓你在短時間內獲得顯著的進步。
評分這本書真的讓我打開瞭新世界的大門!我一直對計算機視覺領域很感興趣,但苦於沒有閤適的入門讀物。偶然間發現瞭《Python計算機視覺編程》,簡直是我的救星!剛開始拿到書,就被它厚實的內容吸引瞭,但打開後發現,語言風格非常親切,一點也不像那些枯燥的技術手冊。作者非常善於用通俗易懂的語言解釋復雜的概念,而且每一個知識點都配有非常清晰的代碼示例,這對我這種動手能力比較強的人來說,簡直是福音。我記得我第一個實現的例子是圖像的邊緣檢測,看著那些原本模糊不清的圖像瞬間變得清晰銳利,那種成就感無法言喻!這本書涵蓋的知識點非常全麵,從基礎的圖像處理算法,到更高級的目標檢測和圖像識彆,都有涉及。而且,它使用的Python語言,本身就非常靈活和易於學習,搭配上這本書的指導,讓我能夠快速地將理論知識轉化為實際應用。我特彆喜歡書中關於圖像濾波的部分,解釋得非常到位,讓我明白瞭高斯模糊、均值濾波等等不同濾波方式的原理和應用場景。總的來說,這本書的邏輯清晰,循序漸進,即使是初學者也能輕鬆跟上。
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評分真的很快,嘿嘿
評分很好很好很好很好很好很好很好很好很好很好很好很好
評分價格實惠,送貨速度超快,愛上京東,最近得學習學習啦!書不錯
評分屯著被用
評分70分吧
評分非常值得購買。
評分接瞭朋友的書閱讀過,現在自己也攢一本,書描述的算法和例子還是挺容易實用的
評分很好的一本書
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