Tracking Faces in Grayscale Video Sequences with Binary Direction Vectors" pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:VDM Verlag

作者:Hajo Hoffmann

出品人:

页数:104

译者:

出版时间:2008-05-08

价格:USD 75.74

装帧:Paperback

isbn号码:9783836499323

丛书系列:

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《光学测量技术与应用》 内容简介 本书全面深入地探讨了光学测量技术的基本原理、核心方法、关键设备及其在各个领域的广泛应用。本书旨在为读者提供一个系统、详实的学习平台，无论是初学者还是有一定基础的研究人员，都能从中获益。全书结构严谨，内容丰富，理论与实践相结合，力求做到既有深度又不失广度，为理解和掌握现代光学测量技术提供坚实的基础。 第一篇：光学测量技术基础 本篇是全书的基石，旨在为读者构建扎实的理论框架。 第一章：光学基础回顾与测量相关的光学特性 本章首先简要回顾了光学领域的基础概念，包括光的波动性与粒子性、光的传播、反射、折射、衍射和干涉等现象。在此基础上，重点阐述了与测量密切相关的光学特性，例如光的相干性、偏振性、光谱特性以及光的强度和能量分布。我们将深入分析这些特性如何影响测量的精度和可行性，例如，相干性是实现全息测量和激光干涉的关键，而偏振特性则在偏振测量和应力分析中发挥着重要作用。此外，本章还会讨论不同光源（如激光、LED、卤素灯等）的光谱特性和亮度对测量结果的影响，以及如何选择合适的光源以满足特定测量需求。 第二章：光学测量基本原理与方法 本章系统介绍了光学测量所依赖的几个核心基本原理，包括几何光学原理、物理光学原理和量子光学原理在测量中的应用。几何光学原理主要体现在透镜成像、反射镜成像以及光路设计等方面，这是许多基础测量仪器（如显微镜、望远镜、测距仪）的设计依据。物理光学原理，特别是光的干涉和衍射，是实现高精度测量（如干涉仪、光栅尺）的关键。量子光学原理则开始在一些前沿测量技术中崭露头角，例如利用光子统计特性进行超分辨测量。 随后，本章将详细阐述几种典型的光学测量方法。我们将从最基础的尺寸测量开始，介绍游标卡尺、千分尺等传统方法，并引申到光学尺、激光测距等现代精密尺寸测量技术。接着，探讨形状测量，包括轮廓扫描、三维重建等技术，这些技术是分析物体表面形貌和结构的重要手段。然后，我们将深入光学表面分析，涵盖表面粗糙度测量、表面缺陷检测等，这对于材料科学、精密制造等领域至关重要。此外，本章还将介绍光度学和色度学测量，包括光的强度、亮度、色温、显色指数等的测量，这些在照明、显示、成像等领域有着广泛应用。最后，本章还会提及光学传感器的基本原理，如光电二极管、CCD、CMOS等，以及它们如何将光学信号转换为电信号，是实现大多数光学测量仪器不可或缺的组成部分。 第三章：光学测量关键技术与成像系统 本章聚焦于实现精确光学测量的关键技术，特别是成像系统的设计与优化。我们将深入讲解光学成像原理，包括镜头的成像方程、像差理论（如球差、色差、像散、彗差、场曲和畸变）以及如何通过多镜片组合或特殊设计来校正这些像差，从而获得清晰、准确的图像。 在图像获取与处理方面，本章将详细介绍不同类型的图像传感器（CCD、CMOS）的工作原理、性能指标（如分辨率、灵敏度、动态范围、噪声）及其选择依据。同时，还将深入探讨图像预处理技术，如噪声抑制（高斯滤波、中值滤波）、对比度增强、二值化等，这些技术是提升后续测量精度的前提。 此外，本章还将重点讲解照明技术在光学测量中的重要性。我们将分析不同照明方式（如透射光、反射光、暗场、明场、结构光、同轴光）的原理和适用场景，以及如何根据被测对象的特性选择最优的照明方案。例如，对于透明或半透明物体，透射光照明更为合适；而对于表面细节丰富的物体，则可能需要结构光或暗场照明。 最后，本章还会触及光学系统的标定与校准，包括相机标定（内参和外参）、镜头畸变校正等，这些是确保测量结果准确可靠的关键步骤。 第二篇：先进光学测量技术与设备 本篇将在此基础上，深入介绍当前主流的先进光学测量技术及其在实际中的应用。 第四章：干涉测量技术 本章将详尽阐述干涉测量技术，这是一种基于光波干涉现象实现高精度测量的强大技术。我们将从干涉原理入手，介绍同源干涉（杨氏双缝干涉）和分波阵面干涉（迈克尔逊干涉仪、马赫-曾德尔干涉仪、菲索干涉仪）等基本模型，并分析不同类型干涉仪的结构、工作原理及优缺点。 重点将放在干涉测量在精密测量中的应用，包括： 表面形貌测量： 介绍基于白光干涉、激光干涉的表面轮廓仪，它们能够实现纳米级的表面形貌测量，广泛应用于半导体、光学元件、精密机械加工等领域。 尺寸和位移测量： 讲解激光干涉仪在长度测量、位移传感中的应用，如激光跟踪仪、坐标测量机（CMM）的光学系统。 折射率和厚度测量： 阐述如何利用干涉技术测量材料的折射率、厚度，以及在光学薄膜检测中的应用。 应力与形变测量： 介绍全息干涉和散斑干涉技术，它们能够非接触地测量物体表面的应力分布和形变，在结构健康监测、材料力学研究中有重要价值。 本章还将讨论相干性对干涉测量的影响，以及数据处理和算法在从干涉条纹中提取精确测量信息中的作用，例如相位解包裹技术。 第五章：衍射与散射测量技术 本章介绍利用光的衍射和散射现象进行的测量技术。 衍射测量： 光栅尺与编码器： 详细阐述光栅尺（线纹光栅、编码盘）的工作原理，以及如何通过衍射光斑或光栅条纹的位移来精确测量线性或角向位移，它们是现代数控机床、测量设备的核心部件。 衍射成像与全息术： 介绍衍射成像的基本原理，以及全息术如何记录和再现物体的三维信息，并探讨其在无损检测、信息存储等领域的应用。 散射测量： 粒度分析： 重点介绍激光粒度分析仪的原理，即通过分析激光束被粒子散射后的角分布来测量粒子的尺寸分布，这在粉末、悬浮液、气溶胶等领域至关重要。 表面粗糙度与缺陷检测： 讨论利用光的散射特性来检测物体表面的微小缺陷和测量粗糙度。 第六章：结构光与立体视觉测量 本章聚焦于利用结构光投影和立体视觉技术实现三维形貌测量。 结构光测量： 原理与系统构成： 详细讲解结构光测量的基本原理，即通过投影已知的几何图案（如条纹、网格）到被测物体表面，然后通过相机捕捉变形后的图案，再利用三角测量原理计算出物体的三维坐标。 不同类型的结构光： 介绍单条纹、多条纹、编码条纹、相移条纹等不同结构光投影方式，以及它们在测量精度、速度和鲁棒性方面的差异。 应用领域： 阐述结构光测量在工业三维扫描、逆向工程、机器人视觉、文物数字化等领域的广泛应用。 立体视觉测量： 原理与实现： 介绍基于两台或多台相机的立体视觉系统，通过匹配不同视角的图像特征点，利用视差原理重建三维信息。 关键技术： 讨论立体匹配算法（如块匹配、区域增长、深度学习方法）、相机标定、图像校正等关键技术。 应用： 阐述立体视觉在自动驾驶、地形测绘、三维环境建模等方面的应用。 第七章：光谱与偏振测量技术 本章探讨利用光的颜色（光谱）和偏振特性进行的测量。 光谱测量： 分光原理： 介绍棱镜、光栅等分光元件的工作原理。 光谱仪与分光光度计： 讲解不同类型光谱仪（如紫外-可见分光光度计、红外光谱仪）的结构、工作流程及其在物质成分分析、浓度测量、光学特性表征中的应用。 彩色测量： 介绍色度学基础，以及如何利用三刺激值、色度坐标等描述颜色，并介绍颜色测量仪器（如色度计、测色仪）的应用。 偏振测量： 偏振原理： 回顾光的偏振现象，介绍线偏振、圆偏振、椭圆偏振等。 偏振器与检偏器： 讲解不同类型偏振器的原理和应用。 偏振测量技术： 介绍椭偏仪等偏振测量设备，以及它们在测量薄膜厚度、折射率、表面应力、材料双折射特性等方面的应用。 第三篇：光学测量技术在各领域的应用 本篇将前面介绍的理论和技术与实际应用相结合，展示光学测量技术的价值。 第八章：工业制造与质量控制中的光学测量 本章重点介绍光学测量技术在现代工业生产和质量控制中的关键作用。 精密零件检测： 阐述如何利用光学测量设备（如三维扫描仪、影像测量仪、轮廓仪）对机械零件、电子元器件、模具等进行尺寸、形貌、表面质量的精密检测，以确保产品符合设计要求。 表面缺陷与损伤检测： 介绍利用机器视觉、结构光、干涉等技术对产品表面进行自动化、高效率的缺陷检测，例如划痕、气泡、砂眼、涂层不均等。 装配与定位： 讲解光学引导系统在机器人装配、精密焊接、光学元件对准等过程中的应用，提高装配精度和效率。 自动化生产线集成： 讨论如何将光学测量技术集成到自动化生产线中，实现过程监控、质量追溯和闭环反馈控制。 第九章：生物医学与生命科学中的光学测量 本章探讨光学测量技术在生物医学研究、诊断和治疗中的重要贡献。 显微成像与分析： 介绍共聚焦显微镜、荧光显微镜、原子力显微镜等先进显微技术，它们能够实现细胞、组织、分子层面的高分辨率成像和功能分析。 生物分子检测： 讨论利用光谱学（如拉曼光谱、荧光光谱）、干涉技术等进行生物分子（DNA、蛋白质、药物）的定性定量分析。 医学成像： 介绍光学相干层析成像（OCT）、内窥镜等光学成像技术，它们能够无创地获取组织内部结构信息，用于疾病诊断。 生理参数监测： 讲解如何利用光学传感器监测血氧饱和度、心率、血压等生理参数。 细胞与组织工程： 介绍利用3D打印、细胞培养等技术结合光学检测进行组织工程研究。 第十章：环境监测与材料科学中的光学测量 本章聚焦于光学测量技术在环境监测和材料科学研究中的应用。 大气污染物检测： 介绍利用光谱分析技术（如差分吸收光谱、激光雷达）监测大气中的气体成分、颗粒物浓度等。 水质分析： 讨论利用光谱、浊度、颜色等光学参数评估水体质量。 材料表面与内部结构分析： 介绍如何利用各种光学显微镜、光谱分析仪、干涉仪等手段研究材料的微观结构、相变、表面形貌、缺陷等。 光学材料表征： 阐述如何测量光学材料的折射率、透射率、反射率、散射特性等，为光学器件设计提供依据。 力学性能测试： 介绍散斑干涉、数字图像相关（DIC）等技术在测量材料应力、应变、断裂行为等方面的应用。 第十一章：光学测量技术的未来发展趋势 本章展望光学测量技术的未来发展方向，包括： 智能化与自动化： 探讨人工智能、机器学习在光学测量数据分析、图像识别、自主优化方面的应用，实现更智能、更自动化的测量系统。 微纳尺度测量： 介绍超分辨成像、纳米干涉等技术在探索微观世界前沿领域的作用。 多模态融合测量： 讨论如何融合不同原理的光学测量技术，以及光学测量与其他检测技术（如声学、电磁）的融合，以获得更全面、更可靠的测量信息。 便携式与实时测量： 展望小型化、集成化、无线化的光学测量设备发展趋势，实现现场、实时的监测与诊断。 量子光学测量： 探讨量子效应在提高测量精度、实现新型测量功能方面的潜力。 结论 本书力求通过理论的深入讲解和丰富多样的应用实例，帮助读者全面掌握光学测量技术，理解其背后的科学原理，并能够将其应用于实际问题中。本书不仅是学习光学测量知识的教材，更是激发读者探索和创新思维的有力工具。希望本书能够为相关领域的学习者、研究者和工程师提供有价值的参考。

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