具体描述
What makes this book unique is that besides information on image processing of objects to yield knowledge, the author has devoted a lot of thought to the measurement factor of image processing. This is of direct practical use in numerous sectors from industrial quality and robotics to medicine and biology.
《光影的计量艺术：洞悉世界的精度之钥》 在科技飞速发展的时代，我们与世界的互动越来越依赖于那些肉眼无法直接捕捉的精微之处。从精密制造的毫厘偏差，到生物医学研究的微观动态，再到天文学探索的遥远距离，精准的测量是理解和改造世界的基石。《光影的计量艺术：洞悉世界的精度之钥》一书，并非一本关于图像处理技术的堆砌，而是深入探讨如何利用可见光与非可见光所携带的空间、形貌、运动及其他物理信息，构建出精密而可靠的计量体系。 本书旨在揭示隐藏在“图像”这一感知载体背后的计量学原理，及其在现实世界中的广泛应用。我们常常以为“图像”仅仅是视觉信息的直观呈现，但实际上，从相机镜头捕捉到的光线，到传感器转换成的数字信号，再到最终被解析和量化的数据，每一步都蕴含着深刻的物理规律和精密的工程设计。这本书将引导读者穿越“图像”的表象，直抵其核心的计量灵魂。 核心内容聚焦于“光”与“计量”的结合。 我们将首先审视光作为一种信息载体的本质。光线如何携带物体的尺寸、形状、表面纹理、材质属性，甚至其运动的速度和方向？本书将从基础的光学原理出发，阐述光的传播、反射、折射、衍射等现象如何被巧妙地转化为可供测量的物理量。例如，我们不会仅仅介绍如何“看清”一个物体，而是深入探讨如何通过分析物体在特定光源照射下形成的阴影、反射光斑，或是在不同光照角度下呈现出的高光与暗部变化，来精确推断其三维形貌和表面特性。 计量系统的构建是本书的另一重要维度。 这不仅仅是关于算法的优化，更是关于如何设计一个能够捕捉、处理并输出精准测量结果的整体框架。我们将探讨不同类型的传感器（如CCD、CMOS、红外传感器、激光雷达等）如何将光信号转化为电信号，以及这些传感器在设计上如何兼顾分辨率、精度、响应速度和环境适应性。随后，本书将深入解析从原始图像数据到可信计量结果的转化过程，这包括对图像失真（如镜头畸变、散焦）的校正，对测量误差（如噪声、随机偏差）的评估与抑制，以及如何通过多视角融合、多传感器信息融合等高级技术，提升测量的鲁棒性和精确度。 本书强调的是“计量”的“系统性”与“应用性”。 它不是孤立地讲解某一测量技术，而是将不同的技术融会贯通，展示它们如何在实际系统中协同工作。例如，在工业自动化领域，如何通过高精度图像采集系统，配合精密的运动控制平台，实现对零部件的尺寸、位置、外观缺陷的自动化检测？在生物医学领域，如何利用显微成像技术，结合特定染色或标记，实现对细胞形态、分子分布的定量分析？在地理信息系统和遥感领域，如何通过卫星或无人机拍摄的多光谱、高分辨率图像，反演出地表物质的成分、植被的健康状况，以及地形的高程信息？这些都是本书将要深入探讨的实际应用场景。 我们关注的是“量化”与“精度”。 “图像”本身是连续的光学信息，如何将其转化为离散的、具有物理意义的数值，是量化的核心。本书将详细阐述数字图像处理中的采样、量化过程，以及如何在算法层面实现亚像素级别的精度。我们将讨论各种标定技术，包括相机内部参数的标定、相机与外部坐标系的标定，以及如何在测量过程中引入已知尺寸的参考物（如标定板）来提高测量的绝对精度。 “洞悉世界的精度之钥” 这一副标题，恰恰点出了本书的宗旨：通过理解和掌握基于光学的计量方法，我们能够解锁对物理世界更深层次的认知。它不仅仅是关于“看”，更是关于“度量”；不仅仅是关于“识别”，更是关于“量化”。本书将激励读者从更宏观的视角去审视图像的价值，认识到每一个像素背后都可能蕴含着精密的测量信息，而这些信息正是我们理解、控制和改造世界的关键所在。 本书将以严谨的学术态度，结合清晰的理论阐述和生动的工程实例，力求让读者在理解光学计量基本原理的同时，也能感受到其在现代科技进步中的核心驱动力。它适合于对精密测量、光学工程、机器视觉、自动化检测、科学仪器开发等领域感兴趣的读者，包括工程师、研究人员、高年级本科生和研究生。通过阅读本书，您将能够更深刻地理解，如何将“光影”这一最普遍的感知方式，转化为洞悉世界、驱动创新的“精度之钥”。
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