第01章 引论

第一章引论

人类在征服自然、改造自然和推动社会进步的过程中，面临着自身能力、能量的局限性，因而发明和创造了许多机器来辅助或代替人类完成任务．智能机器，包括智能机器人，是这种机器最理想的形式，也是人类科学研究中所面临的最大挑战之一．智能机器是指这样一种系统，它能模拟人类的功能，能感知外部世界并有效地解决人所能解决问题．人类感知外部世界主要是通过视觉、触觉、听觉和嗅觉等感觉器官，其中约80%的信息是由视觉获取的．因此,对于智能机器来说，赋予机器以人类视觉功能对发展智能机器是及其重要的，也由此形成了一门新的学科—机器视觉(也称计算机视觉或图像分析与理解等)．机器视觉的发展不仅将大大推动智能系统的发展，也将拓宽计算机与各种智能机器的研究范围和应用领域．

机器视觉是研究用计算机来模拟生物外显或宏观视觉功能的科学和技术．机器视觉系统的首要目标是用图像创建或恢复现实世界模型，然后认知现实世界．机器视觉系统获取的场景图像一般是灰度图像，即三维场景在二维平面上的投影．因此，场景三维信息只能通过灰度图像或灰度图像序列来恢复处理，这种恢复需要进行多点对一点的映射逆变换．在信息恢复过程中，还需要有关场景知识和投影几何知识．

机器视觉是一个相当新且发展十分迅速的研究领域，并成为计算机科学的重要研究领域之一．机器视觉是在20世纪50年代从统计模式识别开始的[1]，当时的工作主要集中在二维图像分析和识别上，如光学字符识别，工件表面、显微图片和航空图片的分析和解释等．60年代，Roberts(1965)通过计算机程序从数字图像中提取出诸如立方体、楔形体、棱柱体等多面体的三维结构，并对物体形状及物体的空间关系进行描述[Roberts 1965]．Roberts 的研究工作开创了以理解三维场景为目的的三维机器视觉的研究．Roberts对积木世界的创造性研究给人们以极大的启发，许多人相信，一旦由白色积木玩具组成的三维世界可以被理解，则可以推广到理解更复杂的三维场景．于是，人们对积木世界进行了深入的研究，研究的范围从边缘、角点等特征提取，到线条、平面、曲面等几何要素分析，一直到图像明暗、纹理、运动以及成像几何等，并建立了各种数据结构和推理规则．到了70年代，已经出现了一些视觉应用系统[Guzman 1969, Mackworth 1973,]．

70年代中期，麻省理工学院(MIT)人工智能(AI)实验室正式开设“机器视觉”( Machine Vision)课程，由国际著名学者B．K．P．Horn教授讲授．同时，MIT AI 实验室吸引了国际上许多知名学者参与机器视觉的理论、算法、系统设计的研究，David Marr教授就是其中的一位．他于1973年应邀在MIT AI 实验室领导一个以博士生为主体的研究小组，1977年提出了不同于＂积木世界＂分析方法的计算视觉理论(computational vision)，该理论在80年代成为机器视觉研究领域中的一个十分重要的理论框架．

可以说，对机器视觉的全球性研究热潮是从20世纪80年代开始的，到了80年代中期，机器视觉获得了蓬勃发展，新概念、新方法、新理论不断涌现，比如，基于感知特征群的物体识别理论框架，主动视觉理论框架，视觉集成理论框架等．

到目前为止，机器视觉仍然是一个非常活跃的研究领域．许多会议论文集都反应了该领域的最新进展，比如，International Conference on Computer Vision and Pattern Recognition(CVPR); International Conference on Computer Vision(ICCV); International Conference on Pattern Recognition(ICPR); International Conference on Robotics and Automation(ICRA); Workshop on Computer Vision, and numerous conferences of SPIE．还有许多学术期刊也包含了这一领域的最新研究成果, 如，IEEE Transaction on Pattern Analysis and Machine Intelligence(PAMI); Computer Vision, Graphics, and Image Processing(CVGIP); IEEE Transaction on Image Processing; IEEE

Transaction on Systems, Man, and Cybernetics(SMC); Machine Vision and Applications; International Journal on Computer Vision(IJCV); Image and Vision Computing; and Pattern Recognition．每年还出版许多研究专集、学术著作、技术报告，举行专题讨论会等．所有这些都是研究机器视觉及其应用的很好信息来源．

1．2 Marr的视觉计算理论

Marr的视觉计算理论[Marr1982]立足于计算机科学，系统地概括了心理生理学、神经生理学等方面业已取得的所有重要成果，是视觉研究中迄今为止最为完善的视觉理论．Marr建立的视觉计算理论，使计算机视觉研究有了一个比较明确的体系，并大大推动了计算机视觉研究的发展．人们普遍认为，计算机视觉这门学科的形成与Marr的视觉理论有着密切的关系．事实上，尽管20世纪70年代初期就有人使用计算机视觉这个名词[Binford，1971]，但正是Marr 70年代末建立的视觉理论促使计算机视觉这一名词的流行．下面简要地介绍Marr的视觉理论的基本思想及其理论框架．

1．2．1 三个层次

Marr认为, 视觉是一个信息处理系统，对此系统研究应分为三个层次：计算理论层次，表示(representation)与算法层次，硬件实现层次，如表1-1所示．

表1-1

按照Marr的理论，计算视觉理论要回答视觉系统的计算目的和策略是什么，或视觉系统的输入和输出是什么，如何由系统的输入求出系统的输出．在这个层次上，信息系统的特征是将一种信息(输入)映射为另一种信息(输出)．比如，系统输入是二维灰度图像，输出则是三维物体的形状、位置和姿态，视觉系统的任务就是如何建立输入输出之间的关系和约束，如何由二维灰度图像恢复物体的三维信息．表示与算法层次是要进一步回答如何表示输入和输出信息，如何实现计算理论所对应的功能的算法，以及如何由一种表示变换成另一种表示，比如创建数据结构和符号．一般来说，不同的输入、输出和计算理论，对应不同的表示，而同一种输入、输出或计算理论可能对应若干种表示．在解决了理论问题和表示问题后，最后一个层次是解决用硬件实现上述表示和算法的问题，比如计算机体系结构及具体的计算装置及其细节．从信息处理的观点来看，至关重要的乃是最高层次，即计算理论层次．这是因为构成知觉的计算本质，取决于解决计算问题本身，而不取决于用来解决计算问题的特殊硬件．换句话说，通过正确理解待解决问题的本质，将有助于理解并创造算法．如果考虑解决问题的机制和物理实现，则对理解算法往往无济于事．

上述三个层次之间存在着逻辑的因果关系，但它们之间的联系不是十分紧密，因此，某些现象只能在其中一个或两个层次上进行解释．比如神经解剖学原则上与第三层次即物理实现联

系在一起．突触机制、动作电位、抑制性相互作用都在第三个层次上．心理物理学与第二层次(即表示与算法)有着更直接的联系．更一般地说，不同的现象必须在不同的层次上进行解释，这会有助于人们把握正确的研究方向．例如，人们常说，人脑完全不同于计算机，因为前者是并行加工的，后者是串行的．对于这个问题，应该这样回答：并行加工和串行加工是在算法这个层次上的区别，而不是根本性的区别, 因为任何一个并行的计算程序都可以写成串行的程序．因此，这种并行与串行的区别并不支持这种观点，即人脑的运行与计算机的运算是不同的，因而人脑所完成的任务是不可能通过编制程序用计算机来完成．

1．2．2 视觉表示框架

视觉过程划分为三个阶段, 如表1-2所示．第一阶段(也称为早期阶段)是将输入的原始图像进行处理，抽取图像中诸如角点、边缘、纹理、线条、边界等基本特征，这些特征的集合称为基元图(primitive sketch)；第二阶段(中期阶段)是指在以观测者为中心的坐标系中，由输入图像和基元图恢复场景可见部分的深度、法线方向、轮廓等，这些信息的包含了深度信息，但不是真正的物体三维表示，因此，称为二维半图(2．5 dimensional sketch)；在以物体为中心的坐标系中，由输入图像、基元图、二维半图来恢复、表示和识别三维物体的过程称为视觉的第三阶段(后期阶段)．

Marr理论是计算机视觉研究领域的划时代成就，但该理论不是十分完善的，许多方面还有争议．比如，该理论所建立的视觉处理框架基本上是自下而上，没有反馈．还有，该理论没有足够地重视知识的应用．尽管如此，Marr理论给了我们研究计算机视觉许多珍贵的哲学思想和研究方法，同时也给计算机视觉研究领域创造了许多研究起点．

1．3 机器视觉的应用

机器视觉技术正广泛地应用于各个方面，从医学图象到遥感图像，从工业检测到文件处理，从毫微米技术到多媒体数据库，不一而足．可以说，需要人类视觉的场合几乎都需要机器视觉．应该指出的是，许多人类视觉无法感知的场合，如精确定量感知、危险场景感知、不可见物体感知等，机器视觉更突显其优越性．下面是一些机器视觉的典型应用．

（1）零件识别与定位

由于工业环境的结构、照明等因素可以得到严格的控制，因此，机器视觉在工业生产和装配中得到了成功的应用．图1．1 是一个具有简单视觉的工业机器人系统示意图，其视觉系统由一个摄象机和相关的视觉信息处理系统组成．摄象机位于零件传输带上方，对于不同的零件，可以选择不同颜色的传输带，比如，明亮的物体，选择黑色传输带，暗色的零件，选择白色的背景，这样有利于视觉系统将零件从传输带上分离出来，并进行识别和定位，识别的目的是为机器人提供是否操作或进行何种操作的信息，定位的目的是导引机器人手爪实时准确地夹取零件．

图1．1 用于生产线上具有简单视觉系统的工业机器人系统示意图

（2）产品检验

机器视觉在工业领域中另一个成功的应用是产品检验．目前已经用于产品外形检验、表面缺陷检验，比如，滑块及滑槽的外形检验以及装配后的位置检验，以决定它们能否装配在一起，并且准确无误地完成装配任务；发动机内壁麻点、刻痕等缺陷检查，以决定产品的质量．通过X射线照相或超声探测获取物体内部的图像，可以实现内部缺陷检验，如钢梁内部裂纹和气孔等缺陷检验．

(3) 移动机器人导航

我们来看一下图1．2所示的两组图像，每一组图像称为一个立体对（stereo pair），是由移动机器人上的两个摄象机同步获取的，表示某一时刻关于场景的不同视点的两幅图像．机器人利用立体对可以恢复周围环境的三维信息．移动机器人可以利用场景的三维信息识别目标、识别道路、判断障碍物等，实现道路规划、自主导航，与周围环境自主交互作用等．将立体图像对和运动信息组合起来，可以构成满足特定任务分辨率要求的场景深度图．这种技术对无人汽车、无人飞机、无人战车等自主系统的自动导航十分有用．比如，著名的美国Sojourner和Rocky7等系列火星探测移动机器人都使用了立体视觉导航系统．

图1．2 由移动机器人立体视觉系统获取的立体图像对，可用来重建场景三维信息

（4）遥感图像分析

目前的遥感图像包括三种：航空摄影图像、气象卫星图像、资源卫星图像．这些图像的共同特点是在高空对地表或地层进行远距离成像，但三种图像的成像机理完全不同．航空图像可以用普通的视频摄象机来获取，分析方法也同普通的图像分析一样．卫星图像的获取和应用随着成像机理不同而变化很大，气象卫星使用红外成像传感系统可以获取不同云层的图像，即云图，由此分析某一地区的气象状况；海洋卫星使用合成孔径雷达获取海洋、浅滩图像，由此重构海洋波浪三维表面图；资源卫星装备有多光谱探测器（multiple spectral sensor, MSS），可以获取地表相应点的多个光谱段的反射特性，如红外、可见光、紫外等，多光谱图像被广泛地用于找矿、森林、农作物调查、自然灾害测报、资源和生态环境检测等．

（5）医学图像分析

目前医学图像已经广泛用于医学诊断，成像方法包括传统的X射线成像、计算机层析（computed tomography, CT）成像、核磁共振成像（magnetic resonance imaging, MRI）、超声成像等．机器视觉在医学图像诊断方面有两方面的应用，一是对图像进行增强、标记、染色等处理来帮助医生诊断疾病，并协助医生对感兴趣的区域进行定量测量和比较；二是利用专家知识系统对图像（或是一段时期内的一系列图像）进行自动分析和解释，给出诊断结果．（6）安全鉴别、监视与跟踪

用机器视觉系统可以实现停车场监视、车辆识别、车牌号识别、探测并跟踪“可疑”目标；根据面孔、眼底、指纹等特征识别特定人。目前人们正在研究一种面部运动参数的提取和描述，以分析人的表情及内心活动．

（7）国防系统

机器视觉在国防系统中的作用越来越重要，一个理由是满足自主操作的需要，另一个理由是分析大量先进成像传感器的输出．显而易见，在国防系统中迅速作出反应是极其重要的，这就需要在人工尽可能少的干预下作出各种决策，尤其是与图像和视觉方法有关的各种技术，比如，图像制导与目标识别等．

（8）其它

机器视觉已经用于各种球类运动分析、人体测量，食品，农业、心理学、电视电影制作、美术模型、远程教育，多媒体教学等场合．

1．4 机器视觉研究内容与面临的困难

机器视觉研究可以分为如下五大研究内容:

输入设备

低层视觉

中层视觉

高层视觉

体系结构

输入设备(input device)包括成像设备和数字化设备．成象设备是指通过光学摄像机或红外、激光、超声、X射线对周围场景或物体进行探测成象，得到关于场景或物体的二维或三维数字化图像．获取数字化图像是机器视觉系统的最基本的功能．目前用于视觉研究的大多数输入设备是商品化的产品，如，CCD黑白或彩色摄像机，数字扫描仪，超声成象探测仪，CT成象设备等．但这些商品化的输入设备远远不能满足实际的需要，因此，仍有许多研究人员在研究各种性能先进的成象系统，如，红外成象系统，激光成象系统，还有所谓的计算成象系统(computational imaging)，即每一个像素元(或若干像素元)对应一个简单的处理器，这样可以适应复杂场景动态变化的场合[Brajovic 1996]．

低层视觉(low level)主要是对输入的原始图像进行处理．这一过程借用了大量的图像处理技术和算法，如图像滤波、图像增强、边缘检测等，以便从图像中抽取诸如角点、边缘、线条、边界以及色彩等关于场景的基本特征；这一过程还包含了各种图像变换（如校正）、图像纹理检测、图像运动检测等．

中层视觉（middle level）的主要任务是恢复场景的深度、表面法线方向、轮廓等有关场景的2．5维信息，实现的途径有立体视觉（stereo vision）、测距成像（rangefinder）运动估计（motion estimation）、明暗特征、纹理特征等所谓的从X恢复形状的估计方法．系统标定、系统成像模型等研究内容一般也是在这个层次上进行的．

高层视觉（high level）的任务是在以物体为中心的坐标系中，在原始输入图像、图像基本特征、2．5维图的基础上，恢复物体的完整三维图，建立物体三维描述，识别三维物体并确定物体的位置和方向．另外，主动视觉(active vision)涵盖了上述各个层次的研究内容．值得指出，低层、中层和高层机器视觉基本上与Marr视觉的三个阶段相对应．

体系结构（system architecture）这一术语最通常的含义系指在高度抽象的层次上，根据系统模型而不是根据实现设计的具体例子来研究系统的结构．为了说明这一点，可以考虑建筑设计中某一时期的建筑风格（如清朝时期）和根据这一风格设计出来的具体建筑之间的区别．体系结构研究涉及一系列相关的课题：并行结构、分层结构、信息流结构、拓扑结构以及从设计到实现的途径．

人们对上述几个研究内容进行了卓有成效的研究，研究出大量的技术和算法，并且在各个领域中得到广泛的应用．不过，机器视觉技术仍处于十分不成熟的的阶段，其发展远远落后于人们所寄予的发展水平．

对于人类视觉来说，识别和理解周围场景是一件非常容易的事，但对于机器来说，却是一件很困难的事．主要困难体现在如下几方面：

(1)图像多义性：三维场景被投影为二维图像，深度和不可见部分的信息被丢失，因而会

出现不同形状的三维物体投影在图像平面上产生相同图像的问题，如图１．3所示．另外，在不同角度获取同一物体的图像会有很大的差异．

(2)环境因素影响：场景中的诸多因素，包括照明、物体形状、表面颜色、摄像机以及空

间关系变化都会对投影的图像有影响，因此，当任何一个因素发生变化时，都会对图

像产生影响．

(3)知识导引：同样的图像在不同的知识导引下，将会产生不同的识别结果．图１．4－

１．5所示的图像，在不同的约束或知识导引下，具有不同的识别结果．图１．4（b）可能表示一个少女前视远方的侧面图像，也可能表示一个老妇人凝视下前方的正侧面

图像．图１．5包含有几个的立方体，不同的知识导引可能产生不同的空间关系，也就具有不同意义．

512

(4)大量数据：灰度图像，彩色图像，深度图像的信息量十分巨大，比如分辨率为512

的灰度图像的数据量为256K，同样分辨率的彩色图像的数据量是768K．如果处理的

是图像序列，则数据量更大．巨大的数据量需要很大的存贮空间，同时不易实现快速

处理．

为了解决视觉所面临的问题，研究人员不断寻求新的途径和手段，比如，主动视觉(active vision)，面向任务的视觉(task-oriented vision)，基于知识、基于模型的视觉，以及多传感融合和集成视觉等方法，其中人们越来越重视对知识的应用．我们会看到，机器视觉系统的最大特征是，在视觉的各个阶段，系统尽可能地进行自动运算．为此，系统需要使用各种知识，包括特征模型、成像过程、物体模型和物体间的关系．如果机器视觉系统不用这些知识，则其应用的范围及其功能将十分有限．因此，视觉系统应该使用那些可以被明确表示的知识，以使系统具有更高的适应性和鲁棒性．合理地使用知识不仅可以有效地提高系统的适应性和鲁棒性，而且可以求解机器视觉中较难的问题．

图１．3不同形状的三维物体投影在图像平面上产生相同图像

图１．4一组人脸侧面图像．注意，中间图像既与左边

图像相似，又与右边图像相似[Hochberg1964]．

图１．5几个立方体构成的多义性图像[选自Combs的作品]

1．5 机器视觉与其它学科领域的关系

与机器视觉有关的学科有许多．本节主要讨论一些与机器视觉密切相关的领域．关于机器视觉与其它学科的关系，我们不作详尽的讨论．

图像处理是一个发展比较成熟的领域．图像处理技术通常是把一幅图像变换成另外一幅图像，也就是说，图像处理系统的输入是图像，输出仍然是图像，信息恢复任务则留给人来完成．图像处理包括图像增强、图像压缩和模糊校正与非聚焦图像等课题．机器视觉系统把图像作为输入，产生的输出为另一种形式，比如图像中物体轮廓的表示．因此，机器视觉的重点是在人的最小干预下，由计算机自动恢复场景信息．图像处理算法在机器视觉系统的早期阶段起着很大的作用，它们通常被用来增强特定信息并抑制噪声．

计算机图形学是通过几何基元，如线、圆和自由曲面，来生成图像，它在可视化（Visualization）和虚拟现实（Virtual Reality）中起着很重要的作用．机器视觉正好是解决相反的问题，即从图像中估计几何基元和其它特征．因此，计算机图形学属于图像综合，机器视觉属于图像分析．这两个领域在其发展的早期阶段是没有什么联系的，但是近十几年来发展的越来越相近了．机器视觉使用了计算机图形学中的曲线和曲面表示方法以及其它的一些技术，而计算机图形学也使用机器视觉技术，以便在计算机中建立逼真的图像模型．可视化和虚拟现实把这两个领域紧密地联系在一起．

模式识别主要用于识别各种符号、图画等平面图形．模式一般指一类事物区别于其它事物所具有的共同特征。模式识别方法主要有统计方法和句法方法两种，统计方法是指从模式抽取一组特征值，并以划分特征空间的方法来识别每一个模式。句法方法是指利用一组简单的子模式（模式基元）通过文法规则来描述复杂的模式。模式识别方法是机器视觉识别物体的重要基础之一．机器视觉识别物体还经常需要其它的技术．我们将在物体识别部分简要地讨论统计模

式识别的主要内容．

人工智能（artificial intelligent, AI ）涉及到智能系统的设计和智能计算的研究．在经过图像处理和图像特征提取过程后，接下来要用人工智能方法对场景特征进行表示，并分析和理解场景．人工智能有三个过程：感知、认知和行动．感知把反应现实世界的信息转换成信号，并表示成符号，认知是对符号进行各种操作，行动则把符号转换成影响周围环境的信号．人工智能的许多技术在机器视觉的各个方面起着重要作用．事实上，机器视觉通常被视为人工智能的一个分支．

人工神经网络（artificial neural networks, ANNs ）是一种信息处理系统，它是由大量简单的处理单元（称为神经元）通过具有强度的连接（connection ）相互联系起来，实现并行分布式处理（parallel distribution processing, PDP ）．人工神经网络的最大特点是可以通过改变连接强度来调整系统，使之适应复杂的环境，实现类似人的学习、归纳和分类等功能．人工神经网络已经在许多工程技术领域得到了广泛的应用．神经网络作为一种方法和机制将用于解决机器视觉中的许多问题．

神经物理学与认知科学长期将人类视觉作为主要的研究对象．机器视觉中已有的许多方法与人类视觉极为相似．目前，许多机器视觉研究者对研究人类视觉计算模型比研究机器视觉系统更感兴趣，希望机器视觉更加自然化，更加接近生物视觉。我们在第二章介绍人类视觉的一些研究成果，使读者在研究机器视觉时或多或少能从生物视觉机理中得到启发．不过，我们的重点在于研究机器视觉系统，因此，不讨论机器视觉与神经物理学或认知科学的联系．

1．6 成象几何基础

一般的成象系统通常将三维场景变换成二维灰度或彩色图像，这种变换可以用一个从三维空间到二维空间的映射来表示：

),(),,(:

2

3y x z y x R R f ''→→ (1．1) 如果考虑时变三维场景，则上述变换是四维空间到三维空间的变换，如果再考虑某一波段或某几个波段的光谱，则上式的维数将增加到五维或更高维．这里我们只考虑三维空间到二维空间的两种常用映射：透视投影变换和正交投影变换．

1．6．１ 透视投影

透视投影(perspective projection)是最常用的成像模型，可以用针孔（pinhole ）成像模型来近似表示．透视投影成像模型的特点是所有来自场景的光线均通过一个投影中心，它对应于透镜的中心，经过投影中心且垂直于图像平面（成像平面）的直线称为投影轴或光轴，如图1．6所示．其中oxyz 是固定在摄象机上的直角坐标系，遵循右手法则，其原点o 位于投影中心，z 轴与投影轴重合并指向场景，x 轴、y 轴与图像平面的坐标轴x '和y '平行，xy 平面与图像平面的距离为f ，一般称为摄象机的焦距．在实际摄像机中，图像平面位于投影中心后面距离为f 的位置（图1．6），其投影图像是倒立的．为了避免这种倒立图像，假定图像平面位于投影中心的前面，如图1．7所示．场景中一点),,(z y x 在图像平面上的投影位置),(y x ''可以通过计算点),,(z y x 的视线（空间点与投影中心的连线）与图像平面的相交位置得到．

点),,(z y x 的视线、点),,(z y x 到z 轴的垂直线段以及z 轴形成了一个三角形．图像平面上点),(y x ''的视线、点),(y x ''到z 轴垂直线段以及z 轴形成了另一个三角形．这两个三角形是相

似三角形，因此得到透视投影方程：

z

f y y x x ='=' (1．2) 点),,(z y x 在图像平面中的位置由下式给出：

x z

f x =' y z f y =' (1．3)

(

图1．6 透视投影倒立成像几何示意图

图1．7 透视投影几何示意图

1．6．２ 正交投影

正交投影（orthogonal projection ）指用平行于光轴的光将场景投射到图像平面上, 因此也称为平行投影（parallel projection ），如图1．8所示．正交投影是透视投影的一个特例，当透视投

影模型的焦距f 很大且物体距投影中心很远时，透视投影就可以用正交投影来近似．此时，投影方程为：

x x =' y y =' （1．4）

图 1．8 正交投影几何示意图

1．6．3 视觉系统坐标系

在计算机视觉系统中涉及到以下几种坐标：

● 像素坐标：表示图像阵列中图像像素的位置；

● 图像平面坐标：表示场景点在图像平面上的投影；

● 摄象机坐标：即以观察者为中心的坐标，将场景点表示成以观察者为中心的数据形式． ● 场景坐标：也称作绝对坐标(或世界坐标)，用于表示场景点的绝对坐标；

像素坐标也称为图像阵列坐标或网格坐标．图像处理通常是在图像阵列的像素坐标系中进行，其中图像的行数和列数],[j i 对应于图像网格的整数坐标，即像素的坐标是整数值，像素

]0,0[位于图像的左上角，i 指向下方，j 指向右方．这种图像像素坐标系，正好对应计算机程序里的阵列语法．为了提高图像处理的精度，需要引入子像素(sub-pixel)概念．所谓子像素是指像素与像素之间的点，其坐标用小数表示．使用摄象机几何假设条件可以将像素点坐标转化成图像平面坐标．

图像平面坐标定义如下：假定摄像机主点，即光轴与图像平面的交点，位于图像的中心点，若图像阵列为n m ?，则图像平面坐标的中心坐标为：

21-=m c x 21-=n c y (1．5) 其中),(y x c c 表示中心坐标的估计值；图像平面坐标x '轴方向是列数标号增加的方向，但y '轴

方向指向行数标号增加方向的反向．假定图像阵列的行列间距是相等的，则像素坐标[,]i j 到图像坐标()''x y ,的变换公式为：

21--='m j x ??

? ??---='21n i y (1．6) 如果图像阵列的行列间距不相等，并设列间距为x s ，行间距为y s ，则像素坐标到图像坐标的变换式为：

'=--?? ???x s j m x 12 '=---?? ??

?y s i n y 12 (1．7) 为了简化运算，在机器视觉应用中普遍要求摄象机的像素为正方形像素．如果使用了非正方形像素摄象机，则必须考虑非正方形像素对测量的影响．若有影响，则必须在测量之前将其坐标转化为标准的图像平面坐标．图像坐标可以是摄象机误差(如透镜畸变)修正之后或未修正的真实图像坐标。

在本书中，场景坐标或绝对坐标用),,(Z Y X 表示，摄象机坐标用),,(z y x 表示。摄象机坐标系也称为以观察者为中心的坐标系．在场景中也许有多个摄象机，每个摄象机都有其自己的坐标系．例如，在双目立体系统中，就有左摄象机坐标和右摄象机坐标，以及表示深度测量的立体坐标．这里请读者注意，由于在许多情况下，图像平面坐标系是摄象机坐标系的一部分，因此，为了书写简单，在不混淆的情况下，通常使用摄象机y x -平面坐标代替图像平面y x '-'坐标。

1．7本书内容向导

本书各章内容基本上是按照由低级到高级，由灰度到彩色，由二维到三维， 由分析到表示和理解这种顺序安排的．大致说来，除了第二章是有关生理视觉的介绍外，本书的前半部分基本上是限于二维空间，后半部分把范围则扩展到了三维空间．关于二值图像的第三章介绍了机器视觉领域所用的基本术语和概念，那里所讨论的技术可用于视觉系统的所有方面．第四章介绍了图像区域检测技术，同时也讨论了区域表示方法．所有的视觉系统都离不开区域检测或分析技术，，因此这一章讨论的内容是视觉的基本内容．第五章介绍了图像滤波方法，论述了图像增强技术和一些其它的滤波技术．图像滤波的主要目的是突显用于视觉识别的特征，去除噪声等，因此是实现机器视觉的基础。边缘检测技术也是许多机器视觉系统中最重要、最基本的步骤，第六章介绍了几种边缘检测技术并比较了它们的性能以及在应用中注意的问题。接下来一章介绍了轮廓表示方法，边缘是局部的，只有把它们组成有意义的物体并表示出来才能使用它们．纹理在诸如表面检测、场景分类、表面姿态和形状分类等许多机器视觉的任务中起着重要作用，这些内容将在第八章讨论．辐射测量学将在第九章讨论．在许多应用中，色彩是图像的重要组成部分，我们将在第十章讨论．第十一章介绍主动方法和被动方法恢复图像深度信息的技术．这种技术把我们从二维图像带到了三维图像．第十二章讨论了摄像机标定技术， 为了从图像中获取三维信息，必须知道摄像机的位置和姿态及其自身的一些参数．这一章讨论了各种用于摄像机标定的技术． 第十三章讨论了空间中曲线和曲面的表示和它们的一些性质，并讨论了内插和逼近技术．第十四章介绍了图像二维运动估计，包括图像变化检测、基于运动特性的图像分割和物体跟踪技术。关于从运动恢复结构的方法等有关三维运动分析和估计是最近几年的研究热点，这一部分内容在第十五章讨论．物体识别是视觉系统的一个最普遍的应用．我们将在第十六章讨论一些物体识别的基本方面．还有一些最新的信息处理方法，如神经元网络、分数维方法、子波方法，主要从应用的角度进行了讨论，这些内容分布在有关章节中。

我们认为练习是课程中一个十分重要的环节．本书各章都给出了一些概念题和计算题来检验读者对书中内容的理解，另外还有一定数量的计算机练习题，以增加读者的实际．我们把这门课看成是一门理论与实验相结合的课程．请读者注意，完成一个简单的视觉系统设计练习题对于真正理解机器视觉系统非常重要．

第一章绪论_1

第一章绪论 第一节劳动社会学基本分析 一、劳动社会学的对象 (一) 劳动及相关概念 1. 劳动 劳动社会学, 是以研究“劳动”这一社会现象与所构成的劳动问题为对象的社会学分支学科。 所谓劳动, 是指人类围绕着各种生活资料和生产资料进行的生产活动和提供的非物质形态的服务活动。劳动作为创造价值和使用价值的活动, 作为创造财富的行为, 是人类社会得以存在的前提, 劳动和劳动分工的发展促进了人类社会的发展。 2. 工作 工作是劳动的另一个层面, 是人类通过劳动分工而进行的、有组织的、以获得劳动报酬为目的的生产活动。“工作”的概念, 是随着工业化生产和现代劳动组织的出现而产生的。18 世纪英国首先出现了蒸汽机和纺织机, 促成了工业革命的诞生, 由此出现了现代组织劳动的方式、生产制度的社会结构。工业化打破了传统的农业生产或手工作坊式的生产方式, 采用了与机械发展相配套的组织劳动方式。工作的概念表明, 广义上的劳动变成了狭义的有酬劳动, 变成了在一个特定组织中从事的劳动, 即雇用关系和经济交换关系建立后的劳动。 3. 职业 职业作为人的一种标志, 是劳动专门化和劳动分工的结果, 这一概念突出了劳动者在劳动组织中的专业化程度。职业类别和职业分化具有广泛的社会统计学的意义, 是人们工作的专业类别。 由于劳动、工作与职业有着内在的联系性, 因此劳动社会学也被称为工作社会学(Sociology of Work) 或职业社会学(Sociology of Occupation )。 (二) 劳动社会学的特点 第一, 劳动社会学是一门应用社会学。 第二, 劳动社会学以“人”为中心。。 第三, 劳动社会学越来越向着跨学科的方向发展, 劳动社会学正在吸收经济学、政治学、管理学等学科发展的最新成果。 第四, 劳动社会学与社会变迁紧密联系, 它紧跟时代的发展脉络, 把社会发展作为劳动发展的核心。第五, 劳动社会学具有明确的价值取向和批判色彩。 (三) 劳动社会学的发展背景 劳动社会学从普通社会学中分离出来成为一门社会学的分支学科, 是在第二次世界大战之后。 “劳动社会学”一词最早出现在法国, 1959 年法国社会学者乔·弗里德曼和彼·纳维利首次使用“劳动社会学”一词, 并创办了劳动社会学杂志, 出版了专著, 促进了这一名称的流传。 二、劳动社会学的内容 劳动社会学是社会学的重要分支。它以社会学理论为基础, 研究劳动者及其行为、劳动关系、劳动组织、劳动制度和劳动过程, 由此分析和理解工业社会中与劳动相关的社会结构、功能和运作规律。(一) 劳动社会学基本理论 劳动社会学的基本理论是整个劳动社会学研究的思想基础, 包括劳动的自然形态、劳动的社会价值标准、人类劳动的基本运行规律、劳动的历史发展过程、劳资关系和权力运作以及劳动与其他社会条件之间的互动关系等基本范畴和理论。 (二) 劳动者

1第一章绪论参考答案

第一章绪论参考答案 一、判断题（正确的打√，错误的打×） 1.不经挑选，调整和修配就能相互替换，装配的零件，装配后能满足使用性能要求，就是 具有完全互换性的零件。（√） 2.互换性原则中适用于大批量生产。（╳） 3.为了实现互换性，零件的公差应规定得越小越好。（╳） 4.国家标准中，强制性标准是一定要执行的，而推荐性标准执行与否无所谓。 （╳） 5.企业标准比国家标准层次低，在标准要求上可稍低于国家标准。（╳） 6.厂外协作件要求不完全互换。（╳） 7.装配时需要调整的零、部件属于不完全互换。（√） 8.优先数系包含基本系列和补充系列，而派生系列一定是倍数系列。（╳） 9.产品的经济性是由生产成本唯一决定的。（╳） 10.保证互换的基本原则是经济地满足使用要求。（√） 11.直接测量必为绝对测量。( × ) （绝对、相对测量：是否与标准器具比较） 12.为减少测量误差，一般不采用间接测量。( √ ) 13.为提高测量的准确性，应尽量选用高等级量块作为基准进行测量。(×1-6等，0-k 级 ) 14.使用的量块数越多，组合出的尺寸越准确。(× ) 15.0~25mm千分尺的示值范围和测量范围是一样的。( √ ) 16.用多次测量的算术平均值表示测量结果，可以减少示值误差数值。( × ) 17.某仪器单项测量的标准偏差为σ=0.006mm，若以9次重复测量的平均值作为测量结果， 其测量误差不应超过0.002mm。( ××误差＝X－X0 0.006mm )。 18.测量过程中产生随机误差的原因可以一一找出，而系统误差是测量过程中所不能避免 的。( × ) 19.选择较大的测量力，有利于提高测量的精确度和灵敏度。( × ) 20.对一被测值进行大量重复测量时其产生的随机误差完全服从正态分布规律。 ( √ ) 二、选择题（将下面题目中所有正确的论述选择出来） 1、下列论述正确的有____ABD_______ Ａ、测量误差δ往往未知，残余误差γ可知。 Ｂ、常用残余误差分析法发现变值系统误差。 Ｃ、残余误差的代数和应趋于零。 Ｄ、当|γ|>3σ时，该项误差即为粗大误差。 Ｅ、随机误差影响测量正确度，系统误差影响测量精密度。准确度（精确度） （E应该是随机误差影响测量精密度，系统误差影响测量正确度。） 2、从高测量精度的目的出发，应选用的测量方法有__ADE_______ Ａ、直接测量 Ｂ、间接测量 Ｃ、绝对测量 Ｄ、相对测量 Ｅ、非接触测量。 3、下列论述中正确的有__BCD_______ A、指示表的度盘与指针转轴间不同轴所产生的误差属于随机误差。 B、测量力大小不一致引起的误差，属随机误差。 C、测量被测工件的长度时，环境温度按一定规律变化而产生的测量误差属于系统误差。

第01章绪论

多媒体原理与应用设计 黄东军著 中南大学信息科学与工程学院 2016-03-01

第一章绪论 欢迎来到“多媒体原理与应用设计”课堂。多媒体技术是一门应用广泛的学科，随着数字计算与移动互联网的兴起，多媒体技术正迎来新的发展机遇。本教程是面向计算机科学与技术、软件工程、数字媒体、通信工程、电子信息工程、物联网工程、信息安全等专业的多媒体技术专业性教程。这一定位使得本教程重点强调技术原理的学习与研究，它以揭示技术内幕为基本出发点。同时，本教程也十分重视多媒体技术的实际应用，通过程序设计和系统开发，引导读者深化对原理与技术的理解，并将它们付诸应用。本章首先介绍多媒体技术的相关概念，描述其应用场景，分析多媒体技术的系统构成，从而为后续学习与研究提供概念基础。 1.1 基本概念 1.1.1 媒体及其分类 （1）媒体 多媒体领域的第一个概念无疑是媒体。媒体是一个使用频率很高的词，在当今社会，强大的媒体系统对社会生活有着广泛而深刻的影响。从语义上看，媒体（Media）就是指信息的载体，其本质是信息传播的技术和手段。人们每天都在收听广播，收看电视，阅读报刊杂志，获取各种时政消息、财经报道、娱乐新闻等等，因此广播、电视、报刊杂志是非常典型的媒体。不过，这三类媒体已经伴随人类很长时间了，所以，人们常常把这三种媒体称为传统媒体（如图1-1所示）。 图1-1 传统媒体：广播、电视和报刊杂志 然而，随着计算机、通信和数字技术的兴起，人们越来越依赖互联网、PC、移动终端等手段获取信息。基于互联网、PC和移动终端技术的数字媒体技术被称为新媒体，如图文网站、博客、微博、微信、智能手机App、移动电视、网络视频等等。

第1章操作系统引论1操作系统概述

第1章操作系统引论 1.1操作系统概述 一、操作系统的概念、特征、功能和提供的服务 1. 操作系统的概念 操作系统介于计算机硬件系统和其他所有软件系统之间，为所有软件系统使用计算机硬件提供各项服务。操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源、合理地组织计算机工作流程以及方便用户的程序集合。 操作系统追求的基本目标是用户使用计算机的方便性，以及计算机硬件的高效率运行。操作系统主要有两方面重要的作用。 (1) 操作系统管理系统中的各种资源，包括硬件及软件资源。 在计算机系统中，所有硬件部件（如CPU、存储器和输入/输出设备等）均称作硬件资源，而程序和数据等信息称作软件资源。因此，从微观上看，使用计算机系统就是使用各种硬件资源和软件资源。特别是在多用户和多道程序的系统中，同时有多个程序在运行，这些程序在执行的过程中可能会要求使用系统中的各种资源。操作系统就是资源的管理者和仲裁者，由它负责在各个程序之间调度和分配资源，保证系统中的各种资源得以有效地利用。 (2) 操作系统要为用户提供的良好的界面。 一般来说，使用操作系统的用户有两类：一类是最终用户,另一类是系统用户。最终用户只关心自己的应用需求是否被满足，而不在意其他情况。至于操作系统的效率是否高，所有的计算机设备是否正常，只要不影响他们的使用，他们则一律不去关心，而后面这些问题则是系统用户所关心的。 操作系统必须为最终用户和系统用户这两类用户的各种工作提供良好的界面，以方便用户的工作。典型的操作系统界面有两类：一类是命令行界面，如UNIX、Linux等；另一类则是图形化的操作系统界面，如Windows、Linux等。 2. 操作系统特征 多道程序设计技术可以极大地提高计算机资源的利用率，但它也改变了程序的工作环境，使程序由顺序执行变成并发执行，因此带来一些新的复杂问题，使得现代操作系统具有如下一些特征： （1）并发性（Concurrence）。这种标题要缩进两个字 并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生；并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生。在多道程序环境下，并发性是指宏观上在一段时间内有多道程序在同时执行。但在单处理机系统中，每一个时刻仅能执行一道程序，微观上，这些程序是在交替执行。 （2）共享性（Sharing）。 共享是指系统中的所有资源（如CPU、内存、I/O设备及软件资源）不再为一个程序所独占，而是供同时存在于系统中的多道程序共同使用。根据资源属性不同，可有互斥共享和同时共享两种不同的共享方式。 （3）虚拟性（Virtual）。 虚拟是指通过某种技术把一个物理实体变成若干个逻辑上的对应物。物理实体是实际存在的，是实的；逻辑物体是用户感觉到的，是虚拟的。例如在单CPU多道分时系统中，通过多道程序技术和分时技术可以把一个物理CPU虚拟为多台逻辑上的CPU，使每个终端用户都认为有一台“独立”的CPU为它运行，用户感觉的CPU是虚拟CPU。

第一章 绪论1

北京化工大学人物形象设计专业《服装服饰设计》 ——主讲教师：陈郁 第一章绪论 第二章服装服饰的分类 第三章服装的结构与型 第四章服装制作的基本知识 第五章男性服装服饰礼仪 第六章女性服装服饰礼仪 第七章儿童服装服饰

第一章绪论 第一节：服装服饰的基本概念一、服装服饰起源和相互间的关系（一）服装服饰起源的理论 保护说： 服装的起源是人类为了 适应气候环境（主要是适应 寒冷）或为了身体不受外界伤害，而从长年累月的裸态生活中逐渐进化到用自然的或人工的物体来遮盖和包裹身体。沙漠居民防晒装束

装饰说： 服装的起因来自于人们 想使自己更富有魅力，想创 造性地表现自己的心理冲动。 羞耻说： 人类之所以穿用衣物， 用各种方式来整改身体，是 出自于羞耻心。这种学说从 圣经旧约全书创世纪篇的亚 当和夏娃的故事可以得到考 证。 刚果妇女臀部装饰的“耐葛比”

性差说 男女两性相互为了吸引对方，引起对方的注意和好感，把性的特征装饰得特别突出。 护符说 原始人由于自然崇拜和图腾信仰，对醒时的感觉和梦中的幻觉不能正确区分，以致把精神和肉体分离开来，视精神独立于肉体之外而存在。他们相信万物皆有灵，给人带来幸福和欢乐的是善灵，带来疾病和灾难的是恶灵。为了获得善灵的保护，常将一些视为能起避邪作用的东西带在身上。

二、服装与服饰的关系 服饰从属于服装。服饰的风格、材料、数量的确定取决于服装的风格，使用得当将起到一定的烘托、补充作用。

三、服装服饰设计在人物形象设计中的地位、作用及特点 ?地位： 服装服饰设计是从事人物形象设计所必须具备的三大技术基础（化妆基础、发型设计基础、服装服饰设计基础）之一，在人物形象设计专业中占有重要地位。 ?作用： 服装服饰设计是人物形象设计的重要组成部分，根据人物形象设计的要求，运用服装服饰设计的基本理论和原则，能够使整体形象设计达到较好的设计效果。

第1章操作系统引论-题库及参考答案

第1章操作系统引论－选择题参考答案 一、选择题 1.在计算机系统中，控制和管理各种资源、有效地组织多道程序运行的系统软件称为( )。 A. 文件系统 B.操作系统 C. 网络管理系统 D. 数据库管理系统 2.操作系统负责管理计算机系统的( )。 A. 程序 B. 作业 C.资源 D. 进程 3.按照所起的作用和需要的运行环境，操作系统属于( )。 A. 用户软件 B. 应用软件 C. 支撑软件 D. 系统软件 4.以下不属于操作系统具备的主要功能的是( )。 A. 内存管理 B. 中断处理 C.文档编辑 D. CPU调度 5.以下不属于操作系统关心的主要问题的是( )。 A. 管理计算机裸机 B. 设计、提供用户程序与计算机硬件系统的界面 C. 管理计算机系统资源 D.高级程序设计语言的编译器 6.为用户分配主存空间，保护主存中的程序和数据不被破坏，提高主存空间的利用率。 这属于( )。 A. 处理器管理 B.存储器管理 C. 文件管理 D. 作业管理 7.在实时系统中，一旦有处理请求和要求处理的数据时，CPU就应该立即处理该数据并 将结果及时送回。下面属于实时系统的是( )。 A. 计算机激光照排系统 B. 办公自动化系统 C. 计算机辅助设计系统 D. 航空订票系统 8.工业过程控制系统中运行的操作系统最好是( )。 A. 分时系统 B.实时系统 C. 分布式操作系统 D. 网络系统 9.在下列操作系统中，强调吞吐能力的是( )。 A. 分时系统 B.多道批处理系统 C. 实时系统 D. 网络系统 10. CPU状态分为核心态和用户态，从用户态转换到核心态的途径是( )。 A. 运行进程修改程序状态字 B. 中断屏蔽 C.系统调用 D. 进程调度程序 11.系统调用是由操作系统提供的内部调用，它( )。 A. 直接通过键盘交互方式使用 B.只能通过用户程序间接使用

1第一章绪论参考答案

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 第一章绪论参考答案 一、判断题(正确的打",错误的打x ) 不经挑选,调整与修配就能相互替换,装配的零件,装配后能满足使用性能要求,就就是具有完全互换性的零件。(V) 互换性原则中适用于大批量生产。( X ) 为了实现互换性,零件的公差应规定得越小越好。( X ) 国家标准中,强制性标准就是一定要执行的,而推荐性标准执行与否无所谓。 ( X) 企业标准比国家标准层次低,在标准要求上可稍低于国家标准。厂外协作件要求不完全互换。( X ) 装配时需要调整的零、部件属于不完全互换。( V 优先数系包含基本系列与补充系列,而派生系列一定就是倍数系列。 ( X) ) ) ) (绝对、相对测量:就是否与标准器具比较) 产品的经济性就是由生产成本唯一决定的。( X 保证互换的基本原则就是经济地满足使用要求。( V 直接测量必为绝对测量。( x 为减少测量误差,一般不采用间接测量。 ( V ) 为提高测量的准确性,应尽量选用高等级量块作为基准进行测量。使 用的量块数越多,组合出的尺寸越准确。(x ) 0~25mm 千分尺的示值范围与测量范围就是一样的。( V 用多次测 量的算术平均值表示测量结果,可以减少示值误差数值。某仪器单项 测量的标准偏差为b (x 1-6 等,0-k 级 ) ( x ) =0.006mm,若以9次重复测量的平均值作为测量结果 0.006mm ) 。 其测量误差不应超过0.002mm。( xx 误差=X —X。测量过程中产生随机误差的原因可以一一找出,而系统误差就是测量过程中所不能避免的。( x ) 选择较大的测量力,有利于提高测量的精确度与灵敏度。( x ) 对一被测值进行大量重复测量时其产生的随机误差完全服从正态分布规律。( V ) 二、选择题( 将下面题目中所有正确的论述选择出来) 1、下列论述正确的有ABD __________ A、测量误差3往往未知，残余误差丫可知。E、常用残余误差分析法发现变值系统误差。 C、残余误差的代数与应趋于零。 D、当| 丫|>3 b时,该项误差即为粗大误差。 E、随机误差影响测量正确度，系统误差影响测量精密度。准确度(精确度) (E 应该就是随机误差影响测量精密度, 系统误差影响测量正确度。) 2、从高测量精 度的目的出发, 应选用的测量方法有__ADE ____________________ A、直接测量 E、间接测量 C、绝对测量 D、相对测量 E、非接触测量。 3、下列论述中正确的有__BCD _______ A、指示表的度盘与指针转轴间不同轴所产生的误差属于随机误差。 B测量力大小不一致引起的误差，属随机误差。 C测量被测工件的长度时，环境温度按一定规律变化而产生的测量误差属于系统误差。 D测量器具零位不对准时，其测量误差属于系统误差。

操作系统第一章答案

第一章操作系统引论 1、设计现代OS的主要目标是什么？P1 答：其主要目标是有效性、方便性、可扩充性、开放性。 2、OS的作用可表现在哪几个方面？P2-P3 答：1、OS 作为用户与计算机硬件系统之间的接口；2、OS 作为计算机资源的管理者；3、OS 实现了对计算机资源的抽象； 3、为什么说OS实现了计算机资源的抽象？P4 答：OS 是铺设在计算机硬件上的多层系统软件，它们不仅增强了系统的功能，而且还隐藏了对硬件操作的细节，由它们实现了对计算机硬件操作的多个层次的抽象。值得说明的，对一个硬件在底层进行抽象后，在高层还可再次对该资源进行抽象，成为更高层的抽象模型。随着抽象层次的提高，抽象接口所提供的功能就越来越强，用户使用起来也更加方便。 4、试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么？P7，P4-P5 答：为了进一步提高资源的利用率和系统吞吐量，在该系统中，用户所提交的作业都先存放在外存上并排成一个队列，称为“后备队列”；然后，由作业调度程序按一定的算法从后备队列中选择若干个作业调入内存，使它们共享CPU 和系统中各种资源。在OS 中引入多道程序设计技术可带来以下好处：提高CPU 和利用率、可提高内存和I/O 设备利用率、增加系统吞吐量。 主要动力：1、不断提高计算机资源的利用率；2、方便用户；3、器件的不断更新换代；4、计算机体系结构的不断发展； 5、何谓脱机I/O和联机I/O？P6 答：脱机I/O方式：由于程序和数据的输入和输出都是在外围机的控制下完成的，或者说，它们是在脱离主机的情况下进行的，故称为脱机输入/输出方式。 联机I/O方式：在主机的直接控制下进行输入/输出的方式称为联机输入/输出方式。 6、试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么？P9 答：分时系统它能很好地将一台计算机提供给多个用户同时使用，提高计算机的利用率。1、人-机交互；2、共享主机；3、便于用户上机。 7、实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？P10 答：其最关键的问题是如何使用户能与自己的作业进行交互，即当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命令，再将结果返回给用户。用户可继续键入下一条命令，此即人-机交互。应强调指出，即使有多个用户同时通过自己的键盘键入命令，系统也应能全部地及时接收并处理这些命令。1、及时接收；2、及时处理； 8、为什么要引入实时OS？P11 答：实时系统是指系统能及时（或即时）响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。1、应用需求； 2、实时任务； 9、什么是硬实时任务和软实时任务？试举例说明。P12 答：硬实时任务是系统必须满足任务对截止时间的要求，否则可能出现难以预测的结果。软实时任务是它也联系着一个截止时间，但并不严格，若偶尔错过了任务的截止时间，对系统产生的影响也不会太大。举例说明：硬实时任务为订车票、工业；软实时任务为网页更新；

第1章绪论

第1章绪论 一、选择题 1. 算法的计算量的大小称为计算的（）。 A．效率 B. 复杂性 C. 现实性 D. 难度 2. 算法的时间复杂度取决于（） A．问题的规模 B. 待处理数据的初态 C. A和B 3.计算机算法指的是（1），它必须具备（2）这三个特性。 (1) A．计算方法 B. 排序方法 C. 解决问题的步骤序列 D. 调度方法 (2) A．可行性、可移植性、可扩充性 B. 可行性、确定性、有穷性 C. 确定性、有穷性、稳定性 D. 易读性、稳定性、安全性 4．一个算法应该是（）。 A．程序B．问题求解步骤的描述C．要满足五个基本特性D．A和C. 5. 下面关于算法说法错误的是（） A．算法最终必须由计算机程序实现 B.为解决某问题的算法同为该问题编写的程序含义是相同的 C. 算法的可行性是指指令不能有二义性 D. 以上几个都是错误的 6. 下面说法错误的是（） (1）算法原地工作的含义是指不需要任何额外的辅助空间 （2）在相同的规模n下，复杂度O(n)的算法在时间上总是优于复杂度O(2n)的算法 （3）所谓时间复杂度是指最坏情况下，估算算法执行时间的一个上界 （4）同一个算法，实现语言的级别越高，执行效率就越低 A．(1) B.(1),(2) C.(1),(4) D.(3) 7．从逻辑上可以把数据结构分为（）两大类。 A．动态结构、静态结构B．顺序结构、链式结构 C．线性结构、非线性结构D．初等结构、构造型结构 8．以下与数据的存储结构无关的术语是（）。 A．循环队列 B. 链表 C. 哈希表 D. 栈 9．以下数据结构中，哪一个是线性结构（） A．广义表 B. 二叉树 C. 稀疏矩阵 D. 串 10．以下属于逻辑结构的是（）。 A．顺序表 B. 哈希表 C.有序表 D. 单链表 11．在下面的程序段中，对x的赋值语句的时间复杂度为（） for(i=1;i<=n;i++) for(j=1;j<=n;j++) x=x+1; A．O(2n) B．O(n) C．O(n2) D．O(log2n) 12．程序段for(i=n-1;i>=1 ;i--) for(j=1;j<=i;j++) if (a[j]>a[j+1]) A[j]与A[j+1]对换； 其中n为正整数，则最后一行的语句的时间复杂度在最坏情况下是（） A. O（n） B. O(nlogn) C. O(n3) D. O(n2) 13．连续存储设计时，存储单元的地址（）。 A．一定连续B．一定不连续C．不一定连续D．部分连续，部分不连续

1、绪论及第一章

绪论 高分子材料加工设备，这门课的主要任务是研究高分子材料常见的加工设备的基本的一些分类、结构、作用方式和作用原理，以及如何将这些知识运用的问题。 橡胶、塑料和化学纤维都是高分子材料，其成型加工设备有相似之处，有一些设备是通用的，如密炼机、压延机；但也有一些设备有较大的差别，例如挤出机、注射机等。 高分子材料加工设备概述 高分子材料生产过程所需设备一般可分为两种，传递过程设备（动量、热量、质量传递等物理过程设备）和化学反应过程设备。完成化学反应过程的设备成为聚合反应器。 1、聚合反应器 聚合物反应特点:与一般化学反应不同，聚合反应机理复杂，且随反应进行，系统的粘度急剧上升，因此聚合反应器的设计具有特殊性。 典型的聚合反应器包括： 釜式反应器：多设有搅拌装置，称搅拌釜反应器。它适应性强，操作弹性大，适用的温度和压力范围广，既可用于间歇操作，亦可用于连续操作。主要用于乙烯、丙烯、氯乙烯、醋酸乙烯、丙烯腈的聚合，也可用于丁苯橡胶、氯化橡胶和顺丁橡胶的反应。 管式反应器：这种反应器多用于粘度较高的均相反应物料，它属于连续流动反应器，内部物料的流动接近于平推流，返混程度不大。主要通过控制加料速度来控制物料在反应器内的停留时间。也可以按照工艺要求分段控制反应温度。典型的反应体系有:乙烯高压聚合、苯乙烯本体聚合、己内酰胺的开环聚合等。 特殊反应器: 对于高粘度体系，如本体聚合或缩聚反应聚合后期，反应物体系粘度可达500-5000 Pa.S, 为此需要特殊反应器。如尼龙的后缩聚反应可采用双螺杆型反应器，聚酯生产中的后缩聚采用的表面更新型反应器。 2、化纤生产设备 化纤设备发展的主要趋势为：大型化、连续化、高速化和自动化。 设备按产品类别可分为：长丝和短丝纤维生产设备。 按加工方法可分为：湿法、干法和熔法生产设备。 本课程按照生产过程将化纤设备分为： 纺前准备设备 纺丝设备

第一章 操作系统引论复习题(有答案)

第一章操作系统引论复习题 一、选择题 1．从用户的观点看，操作系统是（）。 A.用户与计算机之间的接口 B.控制和管理计算机资源的软件 C.合理地组织计算机工作流程的软件 D. 由若干层次的程序按一定的结构组成的有机体 2．操作系统中采用多道程序设计技术提高CPU和外部设备的（）。 A.利用率 B.可靠性 C.稳定性 D.兼容性 3．操作系统是现代计算机系统不可缺少的组成部分，是为了提高计算机的（）和方便用户使用计算机而配备的一种系统软件。 A.速度 B.利用率 C.灵活性 D.兼容性 4．操作系统的基本类型主要有（）。 A.批处理系统、分时系统及多任务系统 B.实时操作系统、批处理操作系统及分时操作系统 C.单用户系统、多用户系统及批处理系统 D.实时系统、分时系统和多用户系统 5．所谓（）是指将一个以上的作业放入主存，并且同时处于运行状态，这些作业共享处理机的时间和外围设备等其他资源。 A.多重处理 B.多道程序设计 C.实时处理 D.并行执行 6*．多道批处理系统的硬件支持是20世纪60年代初发展起来的（）。 A.RISC技术 B.通道和中断机构 C.集成电路 D.高速内存 7．下面关于操作系统的叙述中正确的是（）。 A.批处理作业必须具有作业控制信息 B.分时系统不一定都具有人机交互功能 C.从响应时间的角度看，实时系统与分时系统差不多 D.由于采用了分时技术，用户可以独占计算机的资源 8．（）操作系统允许在一台主机上同时连接多台终端，多个用户可以通过各自的终端同时交互地使用计算机。 A.网络 B.分布式 C.分时 D.实时 9．分时操作系统通常采用（）策略为用户服务。 A.可靠性和灵活性 B.时间片轮转 C.时间片加权分配 D.短作业优先 11．设计实时操作系统时，首先应考虑系统的（）。 A.可靠性和灵活性 B.实时性和可靠性 C.灵活性和可靠性 D.优良性和分配性 12*．在下列操作系统的各个功能组成部分中，（）不需要硬件的支持。 A. 进程调度 B. 时钟管理 C. 地址映射 D. 中断系统 13．在计算机系统中配置操作系统的主要目的是（）。 A. 增强计算机系统的功能 B. 提高系统资源的利用率 C.提高系统的运行速度 D.合理组织系统的工作流程，以提高系统吞吐量 14．在OS中采用多道程序设计技术，能有效地提高CPU、内存和I/O设备的利用率。为实现多道程序设计需要

1第一章 绪论

第一章绪论 1.1选题的工程背景 近年来，随着我国经济的迅速发展，国家对公路建设的投资越来越大，特别是高速公路建设的投资，每年投资上千亿元，高速公路发展非常迅速。2004年中国高速公路里程新增4400公里，高速公路通车里程超过3.4万公里，居世界各国高速公路通车里程第二位；2005年底，我国高速公路里程达到4.1万公里，继续保持世界第二的位置。根据交通部最新公布的《国家高速公路网规划》，从2005年起到2030年，国家将斥资2万亿元，新建5.1万公里的高速公路，使我国高速公路的里程达到8.5万公里。对于高速公路如此大的投入何如此快的发展速度，保证工程质量、提高施工效率，减少因过早破坏而导致的浪费，就显得尤为重要。与水泥混凝土路面相比，沥青路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、噪声小、养护简便等优点，因而得到广泛应用。据初步统计，在我国已建成的高等级公路中，沥青混凝土路面已经占到了75%以上。 随着我国高速公路的发展，我国的公路施工技术已经路面质量已经有了较大提高，但是由于我国高速公路建设起步较晚，施工经验较少、施工法规不够科学合理、施工水平参差不齐，加上我国人口众多，交通量迅猛增长以及重型车比例增加（尤其是违法超重车辆现象存在依然严重），沥青路面在设计寿命（一般指建成通车到第一次大修的年限）内甚至是营运初期就开始出现一些早期破坏，如裂缝、车辙、松散、剥落等。 沥青路面病害发生的原因是多方面的，其中包括路面设计不合理、施工质量水平不高、施工机械技术落后、养护管理不到位、交通量大、重车多，超载现象严重、水对路面结构的破坏、气候影响等因素。而其中一个最重要的原因就是施工质量存在问题。影响施工质量的因素也较多，但最关键的因素就是沥青混合料的离析问题和压实度问题。 由于我国幅员辽阔，高等级公路的规划里程和在建里程数量庞大，而建设资金并不是很充足，因此我国的公路施工企业对于在满足公路施工技术规范和质量要求的前提下，对于提高施工效率和降低施工成本有着更高的需求，这是我国公路建设与国外发达国家所面对问题的不同之处，是我国的国情所决定的。这也就决定了我国筑路机械行业和公路建设行业的专家学者的研究方向和研究热点。 目前，解决提高施工效率、降低施工成本这一问题的重要途径之一就是采用大厚度、

第1章绪论习题参考答案

第四章 炔烃和二烯烃习题参考答案 1、 写出C 6H 10的所有炔烃异构体的构造式，并用系统命名法命名之。 解： CH 3CH 2CH 2C CCH 3 CH 3CH 2C CCH 2CH 3 CH 3CH 2CH 2CH 2C CH CH 3 CH 3CH 2CHC CH CH 3CHCH 2C CH CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 C C CH CH 3CHC CCH 3 CH 31-己炔 3-甲基-1-戊炔4-甲基-1-戊炔3，3-二甲基-1-丁炔2-己炔 4-甲基-2-戊炔 3-己炔 2、命名下列化合物。 (CH 3)3CC CCH 2C(CH 3)3CH 3CH=CHCH(CH 3)C CCH 3 HC CC CCH=CH 2 (1)(2)(3)(4) (5) 解：（1） 2，2，6，6-四甲基-3-庚炔 （2） 4-甲基-2-庚烯-5-炔 （3） 1-己烯-3，5-二炔 （4） （Z ）-5-异丙基-5-壬烯-1-炔 （5） （2E ，4Z ）-3-叔丁基-2，4-己二烯 3、 写出下列化合物的构造式和键线式，并用系统命名法命名。 （1） 烯丙基乙炔 （2） 丙烯基乙炔 （3） 二叔丁基乙炔 （4） 异丙基仲丁基乙炔 解：（键线式略） CH 2=CHCH 2C CH CH 3 C C C C CH 3 CH 3CH 3 CH 3CH 3CH 3CH=CH C CH CH 3CHC CCHCH 2CH 3 CH 3 CH 3 (1) (2) (3) (4) 1-戊烯-4-炔3-戊烯-1-炔2，2，5，5-四甲基-3-己炔 2，5-二甲基-3-庚炔