Input/Output and Imaging Technologies II pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Society of Photo Optical

作者:Liu, Yung-Sheng/ Huang, Thomas S.

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:80

装帧:HRD

isbn号码:9780819437198

丛书系列:

图书标签:

• Input/Output
• Imaging Technologies
• Digital Imaging
• Computer Vision
• Image Processing
• Data Acquisition
• Human-Computer Interaction
• Sensors
• Displays
• Pattern Recognition

现代传感、信号处理与高级成像系统：原理与应用 本书聚焦于当代信息采集与处理领域的核心技术，深入探讨了从物理世界到数字世界的转化过程中的关键科学与工程挑战。内容涵盖了先进传感器的设计与工作原理、复杂信号的有效提取与解析方法，以及由此支撑的高性能成像与可视化技术。 本书结构清晰，内容体系严谨，旨在为电子工程、物理学、计算机科学以及相关应用学科（如医学影像、遥感、工业无损检测）的研究人员、工程师和高年级学生提供一份全面而深入的参考资料。我们着重于介绍那些驱动现代高精度测量和智能决策系统的基础理论和前沿实践。 --- 第一部分：基础传感理论与器件物理 本部分奠定了理解高级数据采集系统的物理基础。我们超越了传统的传感器分类，着重于信息捕获的效率、精度与环境适应性。 第1章：信息捕获的物理极限与噪声理论 本章首先探讨了任何测量系统所固有的物理限制，包括量子噪声、热噪声以及散粒噪声。详细分析了信噪比（SNR）在不同物理过程（如光电转换、电磁感应）中的具体表现形式。引入了信息论在传感器设计中的应用，如香农-奈奎斯特采样定理在连续物理量离散化过程中的实际约束。讨论了如何通过优化传感器结构（如减小器件尺寸、提高量子效率）来逼近理论极限。 第2章：先进材料与微纳机电系统（MEMS）传感器 深入研究了当前驱动高密度集成与小型化传感器的关键材料科学。重点剖析了压阻效应、压电效应、隧道效应在新型传感器中的应用。针对MEMS技术，详细阐述了微加工技术（如深反应离子刻蚀、光刻）如何实现高精度的惯性传感器（加速度计、陀螺仪）和微镜阵列。讨论了柔性电子学对可穿戴和生物植入式传感器设计的影响及其带来的工艺挑战。 第3章：光谱与辐射测量基础 本章关注于如何捕获不同波段的电磁辐射信息。涵盖了从紫外到远红外波段的辐射传输理论、黑体辐射定律的应用。详细分析了光电导探测器、雪崩光电二极管（APD）和CCD/CMOS图像传感器的内部结构、响应特性及非线性误差来源。对于中红外和远红外探测，讨论了制冷技术对系统性能的决定性作用，并介绍了热释电成像技术的工作原理。 --- 第二部分：复杂信号采集、处理与压缩 本部分着重于如何从原始、高维度的物理数据中有效地提取、增强和压缩有用信息。 第4章：高精度数据转换与量化技术 数据采集链的瓶颈往往在于模数转换（ADC）。本章细致研究了高速、高分辨率ADC架构（如流水线、Sigma-Delta、闪存型）的设计权衡。深入分析了量化误差、积分非线性（INL）和微分非线性（DNL）的来源与校准方法。此外，探讨了欠采样技术在射频前端信号处理中的应用，及其对混叠噪声的抑制策略。 第5章：自适应滤波与参数估计 针对随机环境下的信号提取问题，本章介绍了先进的数字滤波技术。重点阐述了卡尔曼滤波（Kalman Filtering）及其扩展形式（EKF, UKF）在线性、非线性和状态估计中的应用，特别是在传感器融合场景下的鲁棒性。同时，详细讨论了最小二乘法、最大似然估计在从噪声数据中辨识系统参数（如频率、衰减系数）时的效率与收敛性分析。 第6章：高效信号表示与压缩编码 在处理海量传感器数据时，数据压缩是至关重要的环节。本章区别于传统的图像压缩（将在下一部分涉及），专注于信号域的压缩。详细介绍了小波变换（Wavelet Transform）在时频局部化分析中的优势，以及稀疏采样理论（Compressed Sensing, CS）如何利用信号的内在稀疏性，在远低于奈奎斯特率的情况下精确重建信号。讨论了字典学习在自适应信号表示中的最新进展。 --- 第三部分：高级成像系统与重建算法 本部分将前两部分的技术成果应用于构建高性能的成像与可视化系统，重点关注了非传统成像模式和计算成像。 第7章：计算光学成像原理 本章将光学成像视为一个逆问题。从点扩散函数（PSF）和光学传递函数（OTF）的角度分析了成像系统的物理限制。重点介绍了相差重建技术，包括德拜成像（Debye Imaging）和基于相位恢复的计算成像方法。深入探讨了光场（Light Field）成像的原理，如何同时捕获空间和角度信息，并实现了对焦平面任意选择的能力。 第8章：医学与工业无损检测成像 本章关注那些需要穿透介质进行信息获取的成像技术。详细介绍了X射线断层扫描（CT）的重建算法，如滤波反投影（FBP）和迭代重建方法（如SIRT、OS-EM）。对于超声成像，分析了相控阵列的设计、波束形成技术（Beamforming）和合成孔径成像（SAFT）如何提高分辨率和信噪比。在工业应用中，探讨了涡流、声发射等电磁与声学方法的信号解读机制。 第9章：三维重建与深度映射 现代机器人视觉和增强现实严重依赖精确的三维信息。本章系统梳理了从二维图像序列中恢复三维场景的方法。详细分析了结构光、飞行时间（ToF）传感器的工作机制及其误差模型。重点研究了基于立体视觉的视差计算算法，包括块匹配、全局优化方法（如Graph Cut）的效率对比。引入了概率模型，如SLAM（同步定位与地图构建）框架，用于动态环境下的自主导航与场景建模。 --- 第四部分：系统集成与性能验证 最后一部分讨论了如何将理论与硬件转化为一个可靠、可验证的工程系统。 第10章：系统级误差分析与校准 本章强调了系统层面的相互作用对最终结果的影响。分析了传感器-信号链-处理器间的误差传递机制。详细介绍了多传感器系统的联合校准方法，包括内参标定（Intrinsic Calibration，如相机内参）和外参标定（Extrinsic Calibration，如坐标系变换）。讨论了时间同步对动态系统测量的关键影响，以及如何利用高精度时钟源进行系统级时间戳对齐。 第11章：高级图像与数据可视化 有效的数据必须能被人类或后续的自动化系统高效理解。本章探讨了超越传统RGB显示的先进可视化技术。内容包括多光谱和高光谱数据的降维可视化（如主成分分析、最小噪声扩散图），以及三维数据（如点云、体渲染）的高效渲染管线。特别关注了在人机交互（HCI）中，如何利用三维空间音频或触觉反馈来增强对无形数据的感知。 本书的综合性旨在弥合基础物理、信号处理算法与尖端应用系统之间的鸿沟，为读者提供一个坚实的知识框架，以应对未来信息采集领域不断升级的技术挑战。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆