视觉计算基础 计算机视觉、图形学和图像处理的核心概念PDF电子书下载

第一部分 预备知识 2

第1章 数据 2

1.1 可视化 2

1.2 离散化 3

1.2.1 采样 3

1.2.2 量化 5

1.3 表示 6

1.4 噪声 11

1.5 本章小结 13

参考文献 14

习题 14

第2章 技术 16

2.1 插值 16

2.1.1 线性插值 17

2.1.2 双线性插值 17

2.2 几何相交 20

2.3 本章小结 22

参考文献 22

习题 22

第二部分 基于图像的视觉计算 24

第3章 卷积 24

3.1 线性系统 24

3.1.1 线性系统的响应 25

3.1.2 卷积的性质 27

3.2 线性滤波器 28

3.2.1 全通、低通、带通和高通滤波器 30

3.2.2 设计新滤波器 37

3.2.3 二维滤波器的可分性 40

3.2.4 相关和模式匹配 41

3.3 实现细节 43

3.4 本章小结 44

参考文献 44

习题 45

第4章 谱分析 47

4.1 离散傅里叶变换 47

4.2 极坐标 52

4.2.1 性质 54

4.2.2 信号分析示例 55

4.3 频域的周期性 57

4.4 混叠 58

4.5 推广到二维插值 60

4.5.1 周期性的影响 61

4.5.2 陷波器 63

4.5.3 混叠效应示例 63

4.6 对偶性 65

4.7 本章小结 67

参考文献 68

习题 68

第5章 特征检测 71

5.1 边缘检测 71

5.1.1 边缘子检测器 72

5.1.2 多分辨率边缘检测 81

5.1.3 边缘子聚合 82

5.2 特征检测 84

5.3 其他非线性滤波器 86

5.4 本章小结 88

参考文献 88

习题 88

第三部分 基于几何的视觉计算 92

第6章 几何变换 92

6.1 齐次坐标 92

6.2 线性变换 94

6.3 欧氏和仿射变换 95

6.3.1 平移 95

6.3.2 旋转 96

6.3.3 缩放 97

6.3.4 剪切 98

6.3.5 一些现象 99

6.4 变换的串联 99

6.4.1 相对于中心点的缩放 100

6.4.2 相对于任意轴的旋转 101

6.5 坐标系 103

6.6 串联的性质 106

6.7 透视变换 107

6.8 自由度 108

6.9 非线性变换 109

6.10 本章小结 110

参考文献 110

习题 110

第7章 针孔相机 113

7.1 针孔相机模型 113

7.1.1 相机标定 116

7.1.2 三维深度估计 117

7.1.3 单应性 119

7.2 实际相机的一些考虑 122

7.3 本章小结 125

参考文献 125

习题 125

第8章 对极几何 128

8.1 背景 128

8.2 多视几何中的匹配 130

8.3 基础矩阵 131

8.3.1 性质 132

8.3.2 基础矩阵的估计 133

8.3.3 仿前置双眼的相机设置 134

8.4 本质矩阵 135

8.5 整流 136

8.6 应用对极几何 138

8.6.1 根据视差恢复深度 138

8.6.2 根据光流恢复深度 139

8.7 本章小结 141

参考文献 141

习题 142

第四部分 基于辐射度的视觉计算 144

第9章 光照 144

9.1 辐射度学 144

9.1.1 双向反射分布函数 146

9.1.2 光传播方程 147

9.2 光度学与色彩 147

9.2.1 CIE XYZ色彩空间 149

9.2.2 CIE XYZ空间的认知结构 152

9.2.3 认知一致色彩空间 155

9.3 本章小结 157

参考文献 157

习题 158

第10章 色彩还原 160

10.1 加性色彩混合的建模 161

10.1.1 设备的色域 162

10.1.2 色调映射算子 165

10.1.3 强度分辨率 166

10.1.4 显示器示例 168

10.2 色彩管理 169

10.2.1 色域变换 170

10.2.2 色域匹配 171

10.3 减性色彩混合的建模 172

10.4 局限性 173

10.4.1 高动态范围成像 173

10.4.2 多光谱成像 176

10.5 本章小结 177

参考文献 178

习题 179

第11章 光度处理 181

11.1 直方图处理 181

11.2 图像融合 186

11.2.1 图像混合 187

11.2.2 图像割 193

11.3 光度立体视觉 193

11.3.1 阴影处理 196

11.3.2 光照方向计算 197

11.3.3 色彩处理 197

11.4 本章小结 198

参考文献 199

习题 199

第五部分 视觉内容合成 204

第12章 多样化域 204

12.1 建模 204

12.2 处理 205

12.3 渲染 206

12.4 应用 208

12.5 本章小结 211

参考文献 212

第13章 交互式图形流程 213

13.1 顶点的几何变换 214

13.1.1 模型变换 214

13.1.2 视图变换 215

13.1.3 透视投影变换 217

13.1.4 遮挡处理 219

13.1.5 窗口坐标变换 224

13.1.6 最终变换 224

13.2 裁剪和属性的顶点插值 224

13.3 光栅化和属性的像素插值 229

13.4 本章小结 230

参考文献 230

习题 231

第14章 真实感与性能 232

14.1 光照 232

14.2 着色 235

14.3 阴影 236

14.4 纹理贴图 238

14.4.1 纹理至对象空间映射 238

14.4.2 对象至屏幕空间映射 241

14.4.3 分级细化贴图 242

14.5 凹凸贴图 243

14.6 环境贴图 245

14.7 透明度 247

14.8 累积缓存 249

14.9 背面剔除 250

14.10 可见性剔除 251

14.10.1 包围体 251

14.10.2 空间细分 253

14.10.3 其他用途 254

14.11 本章小结 256

参考文献 257

习题 257

第15章 图形编程 262

15.1 图形处理单元的发展 262

15.2 图形API和程序库的发展 266

15.3 现代GPU和CUDA 267

15.3.1 GPU架构 267

15.3.2 CUDA编程模型 268

15.3.3 CUDA存储模型 269

15.4 本章小结 270

参考文献 270