触摸感应技术及其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:翁小平

出品人:

页数:227

译者:

出版时间:2010-1

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787811249972

丛书系列:

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现代光学成像技术与先进传感系统 图书简介 本书深入探讨了现代光学成像领域的前沿技术及其在复杂传感系统中的集成应用。全书结构严谨，内容涵盖了从基础理论到尖端实验技术的广泛范围，旨在为光学工程、电子信息、精密仪器制造以及生物医学工程等相关领域的科研人员、工程师和高年级学生提供一本全面且深入的参考资料。 第一部分：光学成像基础与理论框架 本书首先从电磁波理论和傅里叶光学的基础出发，系统性地阐述了成像系统的基本构成和性能指标。重点分析了衍射极限、相干性与非相干性对成像质量的影响。 第一章：成像系统中的波动光学基础 本章详细回顾了光的波动性及其在介质中传播的数学描述。重点讲解了夫琅禾费衍射和菲涅尔衍射的适用条件和计算方法。引入了角谱理论，用以分析光场在自由空间和复杂介质中的传播特性。讨论了成像系统中的瞳函（Pupil Function）和点扩散函数（PSF），这些是量化系统成像性能的关键工具。 第二章：几何光学与像差理论 虽然现代成像高度依赖波动光学，但几何光学仍是理解复杂透镜系统设计的基础。本章聚焦于光线追迹法，分析了标准三镜式、反射式和折射式系统的设计原则。随后，深入剖析了五大经典像差（球差、彗差、像散、场曲和色差）的成因、数学表达式及其对成像质量的劣化机制。此外，还介绍了针对特定应用（如超广角或高数值孔径系统）的像差校正策略。 第三章：图像的数字化与重建 本章转向数字成像的核心——图像的采样与量化。详细讨论了奈奎斯特采样定理在二维空间中的应用，以及过采样和欠采样的后果。重点介绍了图像重建算法，包括反卷积方法（如维纳滤波、Lucy-Richardson算法）在去除调制传递函数（MTF）不足或运动模糊方面的应用。同时，对傅里叶域重构和相位恢复技术进行了理论阐述。 第二部分：先进光学成像技术 本部分聚焦于突破传统衍射极限和提高环境适应性的新型成像技术。 第四章：高分辨率成像技术 为了超越传统光学系统的物理限制，本章系统介绍了超分辨成像（Super-Resolution, SR）技术。内容涵盖了基于计算的方法（如图像配准与融合），以及突破衍射极限的物理方法，包括： 1. STED（受激发射损耗）与PALM/STORM（光激活定位显微镜）： 深入分析了这两种基于荧光团光物理性质的分子尺度成像原理、实验装置构建及数据处理流程。 2. 空有像差技术（Aperture Engineering）： 探讨了通过设计特殊的数字微镜器件（DMD）或空间光调制器（SLM）来重构超分辨图像的方法。 第五章：计算光学成像 计算光学是现代成像系统的核心驱动力。本章着重介绍利用计算方法替代传统复杂物理光学组件的技术。 1. 计算层析成像（Computational Tomography）： 重点讨论了衍射光学层析成像（DOT）和数字全息显微镜（DHM）。DHM部分详细介绍了如何通过采集单幅干涉图，利用数值方法重建物体的三维相位和振幅信息，尤其是在活体细胞无标记成像中的潜力。 2. 压缩感知成像（Compressed Sensing, CS）： 阐述了CS理论在稀疏信号恢复中的应用，以及如何设计非均匀采样方案，例如在快速光谱成像或低剂量X射线成像中的高效数据采集策略。 第六章：宽谱与多维成像 现代传感系统往往需要捕获超越可见光的波段信息，或同时采集空间、时间、光谱等多维度数据。 1. 红外与太赫兹成像： 比较了不同波段（SWIR, MWIR, LWIR）的辐射特性、探测器技术（如碲镉汞MCT与微测辐射热计）以及大气传输对成像质量的影响。太赫兹成像部分则侧重于非破坏性检测和穿透性障碍物的应用。 2. 高光谱成像（Hyperspectral Imaging）： 深入分析了推扫式、瞬时成像式（Snapshot）高光谱系统的设计与数据立方体（Data Cube）的处理。讨论了维数灾难问题及其在特征提取和物质识别中的解决方案。 第三部分：先进传感系统集成与应用 本部分将光学成像技术与电子、控制、信号处理相结合，探讨其实际工程应用。 第七章：传感器与信号调理电路 本章关注光电转换的物理过程和电子学接口。详细分析了CCD和CMOS传感器的噪声源（如暗电流噪声、读出噪声、散粒噪声），并对比了它们在高速、低照度环境下的性能差异。介绍了跨阻放大器（TIA）的设计原则，以及如何通过前端信号调理电路来优化信噪比（SNR）。 第八章：光电系统中的实时控制与嵌入式处理 随着数据量的爆炸式增长，对系统实时处理能力的要求极高。本章探讨了FPGA和GPU在高速图像处理流水线中的应用。内容包括： 1. 高速数据总线与接口标准： 如Camera Link HS, CoaXPress等。 2. 嵌入式算法加速： 如何将傅里叶变换、图像去噪和目标跟踪算法高效映射到并行处理架构上，以满足实时系统的带宽和延迟要求。 第九章：特定领域应用案例分析 本章通过具体的工程案例，展示上述技术的综合应用： 1. 机器视觉与工业检测： 聚焦于高精度三维重建在表面缺陷检测中的应用，包括结构光与激光扫描的融合技术。 2. 空间遥感与环境监测： 探讨了大气校正算法在卫星遥感图像中恢复真实地表信息的过程，以及多传感器（光学、激光雷达）数据的配准与融合技术。 3. 生物医学成像进展： 重点介绍了光学相干断层扫描（OCT）的最新进展，特别是其在活体组织深度穿透和功能性成像（如血管造影）中的应用。 全书理论深度与工程实用性并重，旨在培养读者从系统层面理解和设计新一代光学传感与成像设备的能力。附录提供了关键公式的推导和常用软件工具包（如MATLAB/Python光学工具箱）的使用示例。

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说实话，我对技术书籍的阅读速度一向比较慢，因为我倾向于反复推敲每一个细节。这本书在阐述复杂算法时，采取了一种非常独特的方式：先用一个高度简化的模型来解释核心逻辑，然后再逐步引入实际应用中的非线性因素和补偿机制。这极大地降低了初学者的入门门槛，同时又保证了高级读者的准确性需求。比如，它对各种信号解调技术（如频率调制、相位锁定环等）的对比分析，非常具有启发性，通过图表直观地展示了各自的优缺点和适用场景。我发现自己不仅学到了“是什么”和“怎么做”，更明白了“为什么选择这种方法而不是那种”。这种深层次的理解，对于解决那些非标的、定制化的应用场景尤其重要。整本书读下来，我感觉自己的技术底蕴得到了显著的提升，看待问题不再是单一维度的，而是能从信号完整性、算法效率和成本控制等多个角度进行综合权衡。

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这本书的装帧设计和排版风格，首先就给人一种沉稳、专业的印象。纸张的质感很好，印刷清晰，图表的绘制精细度极高，很多关键电路图和波形分析图都清晰到可以作为教学参考资料使用。内容上，它构建了一个非常扎实的基础框架，从最基本的电容耦合原理讲起，层层递进，直到讲解那些前沿的、涉及机器学习优化算法的复杂识别系统。我印象最深的是关于“噪声抑制”那一章节的论述，作者非常细致地分析了电磁干扰（EMI）和环境湿度的影响，并给出了多种硬件和软件层面的解决方案，这对于实际产品开发中的“落地”问题至关重要，很多同类书籍往往避重就轻地带过这一点。这本书的作者显然是站在一线解决过实际工程问题的，这种实战经验的沉淀，使得书中的每一个技术点都显得无比可靠和接地气。对于那些希望从原理设计走向产品实现的技术人员来说，这本书是不可多得的工具书。

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这本书给我的感觉是，它仿佛是一位经验丰富的大师在与你进行一对一的深入交流。作者的文笔非常流畅，带有很强的个人风格，绝非那种干巴巴的教科书腔调。在讨论一些技术瓶颈和行业标准时，字里行间透露出一种对行业现状的深刻洞察和一点点“挑战权威”的锐气。特别是关于传感器校准和长期漂移补偿的部分，作者提供了一些非常实用的经验法则和快速调试技巧，这些东西往往是标准文档里找不到的“秘籍”。例如，针对不同温度梯度的环境下，如何快速设计一套自适应的基线重置程序，书中的案例分析简直就是一份现成的“救火指南”。这本书的价值不仅仅在于知识的传授，更在于其构建了一种解决问题的思维模式——严谨、务实、且富有创新精神。对于任何一个希望在人机交互领域做出实质性贡献的研发人员而言，这本书无疑是书架上必须常备的一本“宝典”。

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这本书，简直是科技爱好者和工程师们的福音！我最近一口气读完了它，深感作者在内容组织上的独到匠心。它并没有过多纠缠于晦涩难懂的数学公式，而是将复杂的原理用清晰、生动的语言阐述出来，即便是对底层电子学了解不深的读者，也能迅速抓住核心概念。书中对各种新型传感器材料的介绍尤为精彩，特别是对石墨烯和纳米复合材料在柔性电子学中的潜力分析，让我看到了未来人机交互界面的无限可能。我尤其欣赏它对实际应用案例的深入剖析，从智能家居中的无形开关到医疗设备中的精准触控反馈，每一个案例都配有详细的系统架构图和性能指标对比，这使得理论知识不再是孤立的，而是紧密地与现实需求结合起来。读完后，我感觉自己对“感应”这个动作有了全新的理解，不再仅仅停留在按压或点击的层面，而是上升到了对物理世界精细信号的捕捉与转化。这本书的价值在于，它不仅传授了知识，更激发了对下一代交互方式的想象力和探索欲。

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我是在一个相对紧张的项目周期内阅读这本书的，需要快速掌握某个特定领域的最新进展。这本书的结构设计非常适合快速检索和目标学习。它采用了模块化的章节组织方式，使得我可以跳过我已经熟悉的背景知识，直接深入到我感兴趣的特定主题，比如生物电信号的非接触式采集技术。与其他同类著作相比，这本书对“用户体验”与“技术实现”之间关系的讨论非常深入。它没有仅仅停留在如何让感应器工作，而是探讨了如何让感应过程对于最终用户来说是自然、直觉的，这涉及到反应延迟的优化、误触率的控制以及人机工程学的设计考量。这种跨学科的视野，让这本书超越了一本纯粹的技术手册，更像是一部关于未来人机交互哲学的探讨集。我特别欣赏作者在文末对未来发展趋势的预测，那些大胆的构想，虽然现在看来或许有些超前，但无疑指明了行业努力的方向。

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