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出版者:电子工业出版社

作者:金纯

出品人:

页数:363

译者:

出版时间:2001-3

价格:39.00元

装帧:

isbn号码:9787505365278

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《光影的密码：解析数字影像的生成与编码》 书籍简介 本书深入剖析了数字影像从捕捉、处理到最终呈现的复杂而精妙的过程，揭示了光线如何被转化为可存储、可传输、可编辑的电子信号的内在逻辑与技术路径。这不是一本关于硬件设备的说明手册，而是一部聚焦于“信息”如何在二维平面上得以结构化和表达的深度探索之作。 第一部分：光学的物理基础与传感器的魔术 本书的开篇追溯了视觉科学与光学物理的基石。我们首先探讨人眼的工作原理，建立起对“可见光”这一物理现象的直观理解。随后，我们将进入数字影像采集的核心——图像传感器技术。 1. 光与物质的相互作用： 详细阐述了光的波粒二象性，以及不同波长光子与半导体材料（如硅）进行光电效应转换的物理机制。这部分内容将严谨地介绍量子效率（QE）的概念及其对最终画质的影响。 2} CMOS与CCD架构的演进： 深入对比分析了电荷耦合器件（CCD）和互补金属氧化物半导体（CMOS）传感器的结构、工作流程、优缺点及历史发展脉络。重点解析了现代BSI（背照式）和Stacked（堆栈式）CMOS技术如何突破了传统像素尺寸限制，提升了低光性能和速度。 3} 拜耳阵列与色彩的重构： 解释了为什么传感器本身只能记录亮度信息，以及拜耳（Bayer）色彩滤光阵列是如何通过红、绿、蓝三色滤光片进行空间采样，并为后续的色彩还原奠定基础。 第二部分：从模拟信号到数字矩阵 传感器采集到的电荷信号需要被精确地量化和编码，才能成为计算机可以理解的“数据”。本部分聚焦于信号处理链的前端。 1. 模数转换（ADC）的精度与速度： 探讨了ADC在将连续变化的模拟电压转化为离散数字值的过程中所面临的挑战，包括量化噪声、信噪比（SNR）的计算，以及高帧率需求下流水线ADC的设计考量。 2} 拜耳去马赛克（Demosaicing）算法的艺术： 这是数字影像处理中最为关键的一步。我们不再停留在算法名称的罗列，而是细致剖析了线性插值、边缘引导插值（如AHD、VDNG）等算法如何通过空间上下文信息来推算缺失的色彩通道值，以及这些算法的计算复杂度和引入的伪影（Artifacts）。 3} 降噪技术： 介绍了不同类型的噪声（如散粒噪声、固定模式噪声、固定噪声）的来源，并详细解析了空间域降噪（如双边滤波）和时域降噪（如多帧合成）的数学模型和实际应用中的权衡。 第三部分：色彩空间、色域与色彩管理 数字影像的“真实感”在很大程度上取决于其对人眼所见色彩的准确再现。本部分是连接物理世界与显示设备的桥梁。 1. 色彩空间的定义与转换： 深入讲解了RGB、XYZ、La等核心色彩空间的数学定义，以及它们在不同应用场景中的作用。重点剖析了如何通过矩阵变换实现色彩空间的线性与非线性映射。 2} 色域的拓宽与挑战： 区分了CIE 1931标准色域、sRGB、Adobe RGB以及现代广色域（如Rec. 2020）的技术标准。讨论了如何处理超出门限色彩（Out-of-gamut colors）的映射问题，以避免色彩断层。 3} 色彩管理系统（CMS）： 阐述了ICC Profile在标准化色彩工作流程中的核心地位，以及LUTS（查找表）在设备间色彩一致性维护中的实际应用案例。 第四部分：图像的压缩与编码标准 原始的数字图像数据量巨大，高效的存储和传输依赖于复杂的压缩算法。本书着重分析了有损压缩的理论基础与实践。 1. 变换域编码： 详细解析了离散余弦变换（DCT）在JPEG标准中的作用——如何将空间域信息高效地转换到频率域，并分离出人眼不敏感的高频信息。 2} 量化与熵编码： 探讨了量化矩阵的设置对压缩比和视觉质量的影响，并对比分析了霍夫曼编码与算术编码在数据最终压缩阶段的效率差异。 3} 超越JPEG：MPEG与视频序列的帧间冗余利用： 将讨论扩展到视频领域，解析了MPEG系列标准中预测编码（P帧、B帧）如何通过利用时间冗余来达到极高的压缩效率，并简要涉及了H.264/HEVC（H.265）中的更高级预测和变换技术。 第五部分：高动态范围（HDR）与计算摄影的未来趋势 面对光照环境的巨大差异，传统影像技术已显现疲态。本书的最后一部分展望了前沿技术。 1. HDR成像的曝光融合： 探讨了如何通过多重曝光的图像数据，建立光照图（Tone Mapping Curve），并使用非线性映射技术，将高动态范围的场景信息平滑地呈现在低动态范围的显示介质上。 2} 计算摄影的数学模型： 分析了如何利用软件算法模拟传统光学效果，例如景深模拟（散景效果的数学建模）、运动模糊的逆卷积过程，以及如何通过深度学习辅助的去模糊和超分辨率技术来“重建”原始场景信息。 总结 《光影的密码》旨在为图像处理工程师、计算机视觉研究人员以及对数字媒体底层技术感兴趣的读者，提供一个从物理现象到抽象算法的完整、严谨的学习路径。本书强调数学原理与工程实践的结合，力求揭示每一张数字照片背后隐藏的、将光转化为数据的精妙“密码”。

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这本书的结构设计非常人性化，即便我不是一个专业的嵌入式开发人员，也能找到属于自己的阅读路径。对于我这种偏向于应用层和协议栈上层理解的读者来说，它提供的“应用层开发实例”部分简直是量身定做。它没有局限于 C 语言的底层驱动编写，而是详细展示了如何利用高级语言（比如 Swift 和 Kotlin）来高效地实现蓝牙服务的发现、特征的读写以及通知的订阅。特别是书中对状态机管理的探讨，用流程图和伪代码结合的方式，清晰地梳理了连接建立、丢失、重连的完整生命周期，这对于编写健壮的应用至关重要。很多时候，我们应用层程序崩溃，往往是因为没有正确处理底层的异步事件，而这本书对于如何优雅地处理这些异步回调，提供了大量实用的设计模式。总结来说，它成功地搭建了一座从硬件到用户界面的桥梁，让复杂的无线连接技术不再是高不可攀的黑盒，而是可以被清晰理解和有效控制的系统组件。

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翻阅这本关于“蓝牙技术”的著作，我仿佛进入了一个技术演进的博物馆，里面陈列的不仅是当前的热门标准，还有那些已经被淘汰但极具启发性的前代技术。它对蓝牙历史的梳理，尤其是在音频编解码（A2DP的SBC到AAC乃至最新的LC3）上的演变脉络，写得极富洞察力。作者巧妙地将音频传输的延迟、带宽与功耗这三者之间的“不可能三角”矛盾，放在了技术发展的历史坐标系中进行解析，让我深刻理解了为什么我们现在还在忍受传统蓝牙耳机的音质妥协，以及为什么 LE Audio 会被视为下一代音频革命。书中对新标准 LC3 的介绍非常详尽，不仅包含了其压缩算法的优势，还用图表直观地展示了它在相同比特率下相对于 SBC 的信噪比提升。这种对“渐进式创新”的深度挖掘，使得这本书不仅仅是技术手册，更像是一部技术进步的编年史，让人在掌握现有工具的同时，对未来技术发展方向有了清晰的预判。

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这本书的叙述风格，简直像一位经验丰富的老师在耳边耐心讲解，它拒绝了教科书式的僵硬，转而采用了一种非常注重“为什么”而非仅仅“是什么”的讲解方式。例如，在讨论低功耗蓝牙（BLE）的服务（Services）和特征（Characteristics）模型时，作者并没有直接抛出 GATT 规范，而是先用一个场景——比如一个智能水杯如何向手机报告温度和剩余水量——来引出抽象的数据结构的需求，然后自然而然地过渡到标准的 UUID 和描述符的定义。这种从应用场景反推技术模型的构建方式，极大地降低了初学者的理解门槛。此外，书中对不同厂商实现差异性的讨论也极其到位。我们都知道，虽然有规范，但实际操作中，苹果的 Core Bluetooth、安卓的 AOSP 蓝牙栈，以及各种芯片厂商的 SDK 在处理某些边缘情况时总有细微差别，这本书非常坦诚地指出了这些“坑”，并提供了跨平台的兼容性处理策略。这种对行业“潜规则”的洞察力，是那些只停留在白皮书层面的书籍所无法比拟的。

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这本《蓝牙技术》的书，我刚翻了几页，就发现它完全不是我预想中的那种枯燥的技术手册。作者似乎非常懂得如何将那些复杂的底层协议和各种应用场景编织在一起，读起来有一种引人入胜的故事感。比如，它对经典蓝牙（BR/EDR）和低功耗蓝牙（BLE）的演进脉络梳理得极其清晰，不是那种简单罗列规格参数的写法，而是深入剖析了为什么BLE会成为物联网时代的首选，它如何通过更精简的广播包和睡眠周期解决了功耗的世纪难题。我特别欣赏其中关于“角色扮演”的描述，设备一会儿是中央（Central），一会儿是外设（Peripheral），这种动态的视角让我对连接建立的过程有了更直观的理解，远比那些流程图要生动得多。书中还花了大量篇幅探讨了Mesh网络架构，这不是简单的点对点连接，而是如何构建一个自愈合、自扩展的无线拓扑，对于那些从事智能家居或者工业自动化领域的工程师来说，这部分简直是宝典。我甚至觉得，对于一个从未接触过无线通信的新手，这本书也能提供一个坚实而有趣的技术起点，它成功地平衡了深度与广度，没有为了追求高深而放弃了可读性，这在技术书籍中是相当难得的。

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说实话，我本来以为这本关于“蓝牙技术”的书会充斥着晦涩难懂的时序图和寄存器设置，结果，我被它的实战指导深度给震撼到了。这本书的价值远超理论介绍，它更像是一本资深工程师的实战笔记。最让我眼前一亮的，是关于射频性能优化的章节。作者没有停留在理论上说“距离受环境影响”，而是细致地讲解了PCB天线设计中的地平面效应、屏蔽罩的开窗位置对2.4GHz频段辐射效率的具体影响。他甚至提供了一套调试工具链的组合建议，包括如何利用特定的频谱分析仪来定位干扰源，以及如何通过固件调整发射功率和监听窗口来应对复杂的电磁环境。这部分的细节之丰富，让我立刻决定要对照书中的建议，重新审视我们现有产品中遇到的间歇性连接丢失问题。更难能可贵的是，书中还穿插了对安全机制的深入探讨，从配对过程中的密钥交换到数据包的加密传输，甚至对“中间人攻击”（MITM）的防御策略都给出了具体的代码级建议，这让这本书直接从“学习资料”升级成了“生产力工具”。

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明显是翻译的，真TM烂，能给本有力的不？中国人？

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