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出版者:

作者:王学力 编

出品人:

页数:184

译者:

出版时间:2002-8

价格:20.00元

装帧:

isbn号码:9787502539412

丛书系列:

图书标签:

• 电视技术
• 接收机
• 数字电视
• 模拟电视
• 信号处理
• 射频电路
• 视频技术
• 通信原理
• 电子工程
• 电视系统

《数字影像的魔力：从传感器到屏幕的完整解析》 第一章：光影的捕获——数字成像基础 本书将带领读者深入探索现代数字影像的形成过程，从最基础的光学原理到复杂的数字信号处理，揭示我们日常所见的丰富多彩的画面是如何被精确捕获并转化为电子数据的。 1.1 光学系统的设计与优化： 详细阐述了镜头焦距、光圈、景深等核心概念，并通过案例分析现代相机和扫描设备中非球面镜片和高级镀膜技术如何消除色差与畸变，实现极致的光学清晰度。我们还将探讨微型化光学系统在智能手机和内窥镜中的应用。 1.2 图像传感器的演进： 深入剖析电荷耦合器件（CCD）和有源像素传感器（CMOS）的工作机制。重点介绍背照式（BSI）技术如何极大提升弱光环境下的量子效率，以及堆栈式（Stacked）传感器在实现超高速读出和集成图像信号处理器（ISP）方面的突破。色彩滤光阵列（Bayer Pattern）的采样理论与去马赛克算法是本节的理论核心。 1.3 像素级信号的数字化： 阐述模拟信号转换为数字信号的关键步骤，包括增益调节、模数转换（ADC）的速度与精度要求。我们还会讨论暗电流噪声、读取噪声的特性及其在低照度成像中对最终画质的影响，并介绍降噪技术的基本原理。 第二章：色彩科学与人眼视觉模型 图像的逼真度不仅依赖于清晰度，更依赖于对色彩的准确再现。本章聚焦于色彩理论、标准以及如何使数字图像更符合人眼视觉的感知。 2.1 色彩空间与色域： 全面解析最常用的色彩空间，如sRGB、Adobe RGB和色彩管理的核心——CIEXYZ和CIELAB。重点讨论广色域技术（如Rec. 2020）的实现及其对HDR内容的重要性。 2.2 色彩平衡与白点校正： 探讨不同光源（钨丝灯、荧光灯、LED）下的色温差异，以及如何通过矩阵变换实现精确的白平衡。我们将深入研究基于人眼生理特性的色彩适应性模型。 2.3 色调映射与感知量化： 介绍伽马校正的数学基础，以及在处理高动态范围（HDR）内容时，如何使用不同的色调映射曲线（如光照度响应函数）来压缩亮度范围，同时保持视觉细节和自然感。 第三章：数字图像处理的高级算法 本章深入探讨用于提升图像质量、进行特定功能实现的复杂算法，这是从原始数据到最终可展示图像的关键桥梁。 3.1 降噪与锐化技术： 区分空域降噪（如双边滤波）和变换域降噪（如小波变换）。详细介绍基于学习的深度降噪方法，以及在锐化过程中如何平衡边缘增强与伪影（如光晕）的产生。 3.2 图像增强与对比度优化： 阐述直方图均衡化（HE）的局限性，并转向自适应局部对比度增强（如CLAHE）的应用。讨论在医学影像和卫星遥感中，如何运用形态学处理和阈值分割技术提取有效信息。 3.3 空间变换与几何校正： 涵盖图像的旋转、缩放、透视变换的数学原理。重点分析镜头畸变（如枕形、桶形畸变）的建模与实时校正技术，这对于广角镜头的应用至关重要。 第四章：高效编码与数据传输标准 数字影像数据的巨大体量要求高效的压缩和标准化的传输协议。本章聚焦于影像数据流的生命周期管理。 4.1 视觉信息压缩原理： 详尽解释有损压缩（如JPEG、MPEG系列）中的核心技术，包括离散余弦变换（DCT）、量化过程和熵编码。对比无损压缩（如PNG、无损WebP）的编码效率与保真度。 4.2 视频编码标准解析： 深入剖析H.264/AVC 和 H.265/HEVC（以及最新的VVC）中的帧内预测、帧间运动补偿和残差编码的复杂流程。分析码率控制策略在保证传输质量与带宽限制之间的平衡。 4.3 接口与传输协议： 讨论数字信号在专业和消费级设备中的物理接口，如DisplayPort、HDMI的演进及其支持的带宽、色彩深度和刷新率能力。探讨实时传输协议（RTP）在流媒体环境中的应用。 第五章：三维重建与沉浸式内容 随着计算能力的提升，图像处理已不再局限于二维平面，三维信息捕获和沉浸式显示成为新的前沿领域。 5.1 结构光与飞行时间（ToF）技术： 解释如何利用主动光源（激光或结构光）测量场景深度。探讨多视图几何学（如立体视觉）如何通过三角测量原理生成稠密点云数据。 5.2 点云处理与网格化： 介绍对捕获到的三维点云数据进行降噪、配准和曲面重建的过程，包括泊松重建等高级算法。 5.3 虚拟与增强现实中的显示技术： 讨论头戴显示设备（HMD）中的光学设计挑战，例如如何校正光学畸变以匹配人眼的视觉辐辏调节（Vergence-Accommodation Conflict）。探讨光场显示技术为实现真正的三维视觉所做的努力。 第六章：未来趋势与计算摄影 本章展望图像科学的未来发展方向，特别是人工智能和机器学习如何重塑图像的获取和处理方式。 6.1 深度学习在影像中的应用： 分析卷积神经网络（CNN）在超分辨率重建（Super-Resolution）、语义分割和图像合成中的革命性作用。讨论如何训练模型来模拟专业摄影师的曝光和色彩偏好。 6.2 计算摄影的范式转变： 探讨如何通过多次曝光、多帧合成（如HDRi、深度融合）来超越单个传感器在物理上的局限。分析计算摄影对传统光学系统的解放作用。 6.3 隐私保护与内容溯源： 探讨在日益复杂的图像生成环境中，如何利用数字水印和区块链技术来确保图像内容的真实性与版权保护，以及对抗深度伪造（Deepfake）技术的计算方法。 本书旨在为对图像科学、计算机视觉、广播电视技术及高端消费电子产品感兴趣的工程师、研究人员和高级爱好者提供一套全面而深入的技术参考框架。它侧重于底层原理的数学推导与现代工业实践的紧密结合。

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这本书的行文风格变化非常剧烈，前面部分像是一篇标准的学术论文，充满了精确的定义和严谨的论证，语言非常克制。然而，到了中间部分，突然转向了一种非常口语化、甚至略带**哲学思辨**的语调，开始探讨“信息的熵增”与“存在的随机性”之间的关系。我本来是想了解一些关于**早期印刷术的历史**，特别是活字印刷术在中国和欧洲不同的发展路径，以及它对知识传播速度带来的量变到质变。我渴望看到关于排版艺术的演变、墨水配方的改进，或者不同时期纸张纤维结构对保存性的影响。但作者的“哲学思辨”部分，虽然引人入胜，却让我感觉自己像是在参与一场关于宇宙起源的辩论，而不是在查阅一本技术史资料。他的讨论跳跃性极大，从量子纠缠一下子跳到了人类的自由意志，这种跨越让我几乎无法跟上他的思维轨迹，更别提与我原先想找的印刷工艺细节建立任何联系了。这种阅读体验，如同在高速公路上驾驶，却突然被要求转入一条蜿蜒的林间小道，既惊险又迷失方向。

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这本书的装帧设计倒是挺有意思的，封面那种深邃的蓝色调，配上简洁的几何图形，让我想起了一些早期的科幻电影海报。拿到手里感觉分量适中，纸张的质感摸上去挺舒服，不是那种廉价的滑腻感，而是带着一点点天然的粗粝感。我本是抱着寻找一些关于**视觉艺术史**的深入探讨来的，希望能挖掘出从早期壁画到现代数字媒体中，人类如何通过“观看”这一行为构建世界观的脉络。然而，当我翻开目录时，却发现内容似乎更偏向于**建筑结构力学**的范畴。开篇对几种不同年代的承重墙材料的性能对比分析，虽然严谨，却与我预期中关于光影、透视、构图的讨论相去甚远。我花了大量时间试图在那些复杂的应力分析图和材料强度表格中，寻找哪怕一丝关于“美学”或“感知”的线索，比如某种特定结构如何影响了居住者的心理感受，但似乎作者完全将重点放在了如何抵抗地心引力上。这种期待与现实的落差，确实让人在阅读初期有些措手不及，得调整自己的心境才能继续往下看，这感觉就像是准备去听一场交响乐，结果发现指挥家手里拿的却是扳手。

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这本书的排版和印刷技术无疑是顶尖的，字里行间几乎看不到油墨扩散或套印不准的问题，这使得阅读体验非常流畅，是一种纯粹的视觉享受。我原本期待找到一些关于**影视后期制作中色彩校正的深入教程**，尤其是如何利用示波器和波形图来精确控制画面情绪和对比度，以及如何处理不同格式视频源之间的兼容性问题。我对那种精确到小数点后两位的色彩数值调整非常感兴趣。但这本书的内容，却花费了大量的篇幅来讨论**地质勘探中地震波信号的处理方法**。他们如何通过分析地下的反射和折射波，来重建几公里深处的岩层结构。这些关于声波在不同密度介质中传播的数学模型和滤波算法，虽然逻辑严密，却与我所关注的“光信号”处理完全是两个世界。我甚至找不到一个通用的“信号处理”理论框架来连接两者，这使得我不得不跳过那些关于地层剖面的详尽解释，只为寻找可能存在的、与影像处理相关的只言片语，结果自然是大失所望。

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读完前面几章后，我得承认，作者在**材料科学**方面的知识储备是令人钦佩的。他对不同合金在极端温度下的韧性变化描述得细致入微，引用的实验数据和图表都非常专业，看得出是下了苦功夫的。不过，我的兴趣点一直集中在**古典音乐的作曲技法**上，尤其关注巴赫对位法的精妙结构，以及德彪西如何运用和声模糊了传统的功能调性。我期待这本书能像一本乐理分析的教科书，带我解构出某个伟大作品的内在逻辑，比如某个赋格主题是如何被巧妙地拆解、发展和再现的。但这本书里出现的“结构”、“频率”、“耦合”这些词汇，虽然都与物理相关，但语境完全不同。它们出现在对某种**高频电子元件的稳定性**的讨论中，而不是对音符组合的分析。我尝试将乐理中的“主题发展”类比到材料的“相变过程”，试图建立一个跨领域的认知桥梁，但每一次尝试都因为缺乏足够的引导和类比说明而失败。这就像试图用制作一个精细钟表的工具去修理一台老式留声机，工具本身很先进，但应用领域却完全错位了。

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这本书的插图质量着实令人称道，那些**微观粒子的三维渲染图**清晰、色彩准确，即便是复杂的晶格结构也能被呈现得一目了然，这在许多技术书籍中是很难得的。我对这部分内容给予高度肯定。但我的主要兴趣点其实在于**园林艺术**，特别是中国古典园林中“借景”和“框景”的运用技巧。我希望这本书能深入分析不同山石布局、水体形态如何被精心设计，以达到在有限空间内营造无限意境的效果，并探讨这种空间处理方式对古代文人精神生活的影响。然而，书中那些精美的图片，展示的却是**超导材料在磁场中悬浮的动态过程**，那些蓝白相间的电磁波纹，虽然在视觉上很震撼，却与我心中那片青砖黛瓦的意境毫无关联。我试图从“结构美学”的角度去理解这种悬浮的平衡感与园林中的“平衡感”有何异同，但作者的描述完全聚焦于磁场强度和失超温度，完全没有涉及任何关于“感受”或“意境”的描述，这让我的探索无果而终。

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