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苏显渝 著

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• 信息光学
• 光学原理
• 光信息处理
• 光学工程
• 物理光学
• 光学仪器
• 信息科学
• 光通信
• 激光原理
• 光学材料

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121120572

版次：1

商品编码：10370470

包装：平装

出版时间：2010-12-01

用纸：胶版纸

页数：255

内容简介

信息光学是光学和信息科学相结合而发展起来的一门新的光学学科。《电子信息与电气学科规划教材？光电信息科学与工程专业？信息光学原理》介绍信息光学的基本理论及最新进展。全书共8章。第1－3章介绍信息光学的基础理论，第4－6章介绍光学全息、计算全息、光学信息处理，第7－8章介绍最近发展起来的光信息存储与三维全息显示，光通信中的信息光学。

内页插图

目录

第1章二维线性系统分析
1.1 二维傅里叶变换
1.1.1 δ函数和其他常用函数
1.1.2 卷积和相关
1.1.3 二维傅里叶变换定义及存在条件
1.1.4 广义傅里叶变换
1.1.5 虚、实、奇、偶函数傅里叶变换的性质
1.1.6 傅里叶变换定理
1.1.7 可分离变量函数的变换
1.1.8 傅里叶-贝塞尔变换
1.1.9 周期函数的傅里叶变换
1.1.10 一些常用函数的傅里叶变换式
1.2 线性系统
1.2.1 线性系统
1.2.2 线性不变系统
1.3 抽样定理
1.3.1 函数的抽样
1.3.2 函数的还原
1.3.3 空间带宽积
习题一
第2章 标量衍射理论
2.1 光波的数学描述
2.1.1 单色光波场的复振幅表示
2.1.2 球面波
2.1.3 平面波
2.1.4 平面波的空间频率
2.1.5 复振幅分布的空间频谱（角谱）
2.2 基尔霍夫衍射理论
2.2.1 惠更斯-菲涅耳原理和基尔霍夫衍射公式
2.2.2 光波传播的线性性质
2.3 衍射的角谱理论
2.3.1 角谱的传播
2.3.2 孔径对角谱的影响
2.4 菲涅耳衍射
2.5 夫琅禾费衍射
2.5.1 夫琅禾费衍射公式
2.5.2 一些简单孔径的夫琅禾费衍射
2.6 衍射光栅
2.6.1 线光栅
2.6.2 余弦型振幅光栅
习题二
第3章 光学成像系统的频率特性
3.1 透镜的位相调制作用
3.2 透镜的傅里叶变换性质
3.2.1 物体紧靠透镜放置
3.2.2 物体放置在透镜前方
3.2.3 透镜孔径的影响
3.2.4 透镜傅里叶变换的应用
3.3 透镜的成像性质
3.4 成像系统的一般分析
3.4.1 成像系统的一般模型
3.4.2 阿贝成像理论
3.4.3 单色光照明的衍射受限系统
3.4.4 非单色照明
3.5 衍射受限的相干成像系统的频率响应
3.5.1 相干传递函数
3.5.2 相干传递函数计算和应用举例
3.6 衍射受限的非相干成像系统的频率响应
3.6.1 非相干照明时的物像关系式
3.6.2 光强的空间频谱
3.6.3 光学传递函数的定义及物理意义
3.6.4 OTF与CTF的联系
3.6.5 衍射受限系统的OTF
3.6.6 衍射受限系统OTF计算和应用举例
3.7 像差对于成像系统传递函数的影响
3.7.1 广义光瞳函数
3.7.2 像差对CTF的影响
3.7.3 像差对OTF的影响
3.8 相干与非相干成像系统的比较
习题三
第4章 光学全息
4.1 概述
4.2 波前记录与再现
4.2.1 波前记录
4.2.2 波前再现
4.2.3 全息图的基本类型
4.3 同轴全息图和离轴全息图
4.3.1 同轴全息图
4.3.2 离轴全息图
4.4 基元全息图
4.5 菲涅耳全息图
4.5.1 点源全息图的记录和再现
4.5.2 几种特殊情况的讨论
4.6 傅里叶变换全息图
4.6.1 傅里叶变换全息图的记录与再现
4.6.2 准傅里叶变换全息图
4.6.3 无透镜傅里叶变换全息图
4.7 像全息图
4.7.1 再现光源宽度的影响
4.7.2 再现光源光谱宽度的影响
4.7.3 色模糊
4.7.4 像全息的制作
4.8 彩虹全息
4.8.1 二步彩虹全息
4.8.2 一步彩虹全息
4.8.3 彩虹全息的色模糊
4.9 相位全息图
4.10 模压全息图
4.11 体积全息
4.11.1 透射体积全息图
4.11.2 反射全息图
4.12 平面全息图的衍射效率
4.12.1 振幅全息图的衍射效率
4.12.2 相位全息图的衍射效率
4.13 全息干涉计量
4.13.1 二次曝光法
4.13.2 单次曝光法
4.13.3 时间平均法
习题四
第5章 计算全息
5.1 计算全息的理论基础
5.1.1 概述
5.1.2 计算全息的抽样与信息容量
5.1.3 时域信号和空域信号的调制与解调
5.1.4 计算全息的分类
5.2 计算全息的编码方法
5.2.1 计算全息的编码
5.2.2 迂回相位编码方法
5.2.3 修正离轴参考光的编码方法
5.2.4 二元脉冲密度编码
5.3 计算傅里叶变换全息
5.3.1 抽样
5.3.2 计算离散傅里叶变换
5.3.3 编码
5.3.4 绘制全息图
5.3.5 再现
5.3.6 几点讨论
5.4 计算像面全息
5.5 计算全息干涉图
5.6 相息图
5.7 计算全息的应用
5.8 计算全息的几种物理解释
5.9 二元光学
5.9.1 微光学与二元光学
5.9.2 二元光学的产生和发展
5.9.3 二元光学元件的设计
5.9.4 二元光学元件的制作
习题五
第6章 光学信息处理
6.1 空间滤波
6.1.1 阿贝成像理论
6.1.2 空间滤波的傅里叶分析
6.1.3 空间滤波系统
6.1.4 空间滤波器
6.1.5 空间滤波应用举例
6.2 图像相减
6.2.1 空域编码频域解码相减方法
6.2.2 正弦光栅滤波器相减方法
6.3 图像识别
6.3.1 匹配空间滤波器
6.3.2 用全息法制作复数滤波器
6.3.3 图像识别
6.3.4 联合变换相关识别
6.4 图像复原
6.4.1 逆滤波器
6.4.2 维纳滤波器
6.5 合成孔径雷达
6.5.1 合成孔径概念
6.5.2 航向信息的记录
6.6 照相胶片
6.6.1 HD曲线
6.6.2 胶片用于非相干光学系统中
6.6.3 胶片用于相干光学系统中
6.7 非相干光学处理
6.7.1 相干与非相干光学处理
6.7.2 基于几何光学的非相干处理系统
6.7.3 基于衍射的非相干处理——非相干频域综合
6.8 白光光学信息处理技术
6.8.1 白光光学处理的基本原理
6.8.2 实时假彩色编码
6.8.3 相位调制假彩色编码
习题六
第7章 光信息存储与三维全息显示
7.1 概述
7.2 二维光存储——光盘存储
7.2.1 光盘的类型
7.2.2 光盘存储器
7.2.3 光盘存储技术的进展
7.2.4 超分辨率光存储技术
7.3 三维光存储
7.3.1 体全息的基本原理
7.3.2 体全息光栅的衍射效率
7.3.3 体全息存储材料的存储特性
7.3.4 全息存储器的数据传输速率
7.3.5 超大容量全息存储器
7.4 四维光存储
7.5 图像的全息显示
7.5.1 彩虹全息图
7.5.2 合成全息技术
7.5.3 彩色全息术
7.5.4 像素全息技术
7.5.5 全息图的复制
7.6 其他三维图像显示技术
7.6.1 全息电影
7.6.2 边缘照明全息
7.6.3 虚拟全息三维显示
习题七
第8章 光通信中光学信息技术的应用
8.1 布拉格光纤光栅
8.1.1 布拉格光纤光栅的制作
8.1.2 FBG的应用
8.1.3 工作在透射方式的光栅
8.2 超短脉冲的整形和处理
8.2.1 时间频率到空间频率的变换
8.2.2 脉冲整形系统
8.2.3 谱脉冲整形的应用
8.3 光谱全息术
8.3.1 全息图的记录
8.3.2 信号的再现
8.3.3 参考脉冲和信号波前之间延迟的影响
8.4 阵列波导光栅
8.4.1 阵列波导光栅的基本部件
8.4.2 阵列波导光栅的应用

前言/序言

好的，这是一本关于数字图像处理与分析的图书简介： --- 数字图像处理与分析：理论、算法与应用 作者： [此处可填写真实作者姓名，或留空] 出版社： [此处可填写真实出版社名称，或留空] 内容简介 在当今数字化的时代，图像已成为信息获取、传输和处理的核心载体。从医学影像诊断到自动驾驶系统的环境感知，从卫星遥感监测到高精度工业检测，数字图像处理与分析技术无处不在，是现代工程学、计算机科学、生物医学工程乃至社会科学研究不可或缺的基础工具。 本书《数字图像处理与分析：理论、算法与应用》旨在为读者提供一个全面、深入且实用的知识体系，系统阐述从基础的图像获取、表示、增强，到复杂的图像分割、特征提取和模式识别的全过程。本书的结构设计兼顾了理论的严谨性和工程实践的需求，确保读者不仅理解“如何做”，更能掌握“为何如此做”。 全书共分为六个主要部分，共计十五章。 第一部分：数字图像基础与获取（第1章 - 第3章） 本部分奠定了数字图像处理的理论基础。 第1章：图像的数字化基础 详细介绍了连续光信号如何通过采样和量化过程转化为离散的数字矩阵。内容涵盖了人眼视觉系统（HVS）的特性及其对图像表示的启示，如亮度、对比度、色彩空间（RGB、CMY、HSV及Lab）的数学描述和相互转换。特别强调了空间分辨率和灰度分辨率的概念及其对图像质量的影响。 第2章：成像系统与图像获取 探讨了实际成像设备的工作原理，包括光学镜头的设计基础、传感器技术（CCD与CMOS）的性能指标（如量子效率、噪声源）。本章深入分析了影响图像质量的系统性误差，如几何畸变、运动模糊和散焦，并介绍了图像采集过程中的预处理步骤。 第3章：图像表示与数据结构 讨论了在计算机中高效存储和操作图像的各种数据结构，如二维数组、四叉树、Run-Length 编码（RLE）等。并对不同数据结构在特定应用场景（如稀疏图像或分层处理）下的优劣进行了对比分析。 第二部分：图像增强与复原（第4章 - 第6章） 本部分关注如何改善图像的视觉质量或去除采集过程中引入的失真。 第4章：空间域图像增强 侧重于直接在像素灰度值上进行操作的技术。详细讲解了点处理、线性滤波（如均值、中值、高斯滤波）和非线性滤波的数学原理及其在去除椒盐噪声、高斯噪声中的应用。同时，详细阐述了直方图均衡化、规定化及其自适应版本（如CLAHE）在改善图像对比度方面的精妙之处。 第5章：频域图像处理 引入傅里叶分析工具，解释了图像的频谱特性。本章深入讲解了二维离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法（FFT）。在此基础上，构建了低通、高通、带通滤波器（如理想、巴特沃斯、高斯滤波器）在频域的应用，用于平滑和锐化图像。还涵盖了相位信息在图像重建中的重要性。 第6章：图像复原 关注于建立和消除退化模型的数学过程。详细分析了图像退化的主要模型（如线性、零阶保持等），并重点讲解了逆滤波、维纳滤波的原理与实现。对于盲解卷积问题，本章介绍了迭代算法和约束优化方法在图像去模糊中的应用。 第三部分：图像的分割技术（第7章 - 第9章） 图像分割是将图像分解为有意义的、互不重叠的区域或对象实例的关键步骤，是后续分析的基础。 第7章：灰度图像的阈值分割 深入探讨了阈值选择的理论基础。重点介绍了Otsu’s法（最大类间方差法）的推导和优化，以及Kittler-Illingworth法在双峰和多峰直方图下的应用。同时，讲解了局部自适应阈值技术，以应对光照不均的问题。 第8章：基于区域的分割方法 涵盖了区域生长、区域合并与分裂等技术。详细解释了区域连通性的定义、区域属性的计算，以及如何设计合适的停止准则以避免过分割或欠分割。 第9章：基于边缘的分割与活动轮廓模型 关注于图像的局部不连续性。系统阐述了梯度算子（Sobel, Prewitt, Roberts）和二阶导数算子（Laplacian）在边缘检测中的作用，并引入了Canny边缘检测算法的优化流程。此外，本章详细介绍了活动轮廓模型（Snakes），包括其能量函数的设计和梯度下降求解过程，用于光滑且连续的边界提取。 第四部分：特征提取与描述（第10章 - 第11章） 本部分关注如何将分割后的区域转化为可量化的、可供计算机理解的描述符。 第10章：纹理分析与描述 探讨了描述图像区域表面重复性特征的方法。内容包括统计方法（如灰度共生矩阵GLCM的计算及其能量、熵等特征）、结构模型（如分形维数）以及频谱分析在纹理分类中的应用。 第11章：形状描述与关键点检测 涉及对对象几何形状的量化。讲解了矩不变量（Hu 矩）、傅里叶描述子和傅里叶-梅林变换在尺度和旋转不变性描述中的应用。同时，本章深入分析了现代关键点检测算法，如Harris角点检测器、SIFT（尺度不变特征变换）和SURF算法的构建流程和鲁棒性分析。 第五部分：图像变换与形态学（第12章 - 第13章） 第12章：图像形态学处理 基于集合论，通过结构元素对图像进行“腐蚀”、“膨胀”操作。详细推导了开运算、闭运算、击中与未命中变换（HIT-OR-MISS）的数学定义，并展示了它们在去噪、提取骨架、边界跟踪等任务中的强大能力。 第13章：多尺度分析与小波变换 引入了小波理论，解释了小波变换相对于傅里叶变换在捕捉局部时频信息上的优势。重点讲解了离散小波变换（DWT）的分解与重构过程，及其在图像压缩（如JPEG 2000）和多分辨率分析中的应用。 第六部分：高级应用与模式识别基础（第14章 - 第15章） 第14章：图像配准 讨论了如何将来自不同时间、不同传感器或不同视角的图像对齐。内容涵盖了几何变换模型（仿射、透视变换）的估计，以及基于特征点匹配（如RANSAC算法）和基于信息熵的灰度相关配准方法。 第15章：图像分析与模式分类导论 作为全书的总结和延伸，简要介绍了图像分析的最终目标——模式识别。重点介绍了基础的分类器，如K近邻（KNN）、支持向量机（SVM）在图像特征向量分类中的应用流程，以及监督学习和无监督学习在图像数据挖掘中的初步探索。 本书特点 理论与实践并重： 每章均配备了清晰的数学推导和丰富的工程实例说明。 算法可视化： 提供了大量的流程图和示意图，帮助读者直观理解复杂算法的执行过程。 面向应用： 覆盖了工业检测、医学成像、遥感分析等多个领域的经典应用案例。 严谨性高： 对关键算法的假设条件和局限性进行了深入探讨，避免了“黑箱”操作。 本书适合于从事计算机视觉、遥感科学、生物医学工程、精密仪器和自动化控制等领域的本科高年级学生、研究生以及相关领域的工程师和研究人员参考使用。掌握本书内容，将为读者进一步学习深度学习在图像领域的应用打下坚实的传统信号处理基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的给了我很多惊喜！我一直对信息光学这个领域充满好奇，但又担心会太晦涩难懂。拿到《信息光学原理》后，我本以为会是那种充满复杂公式和理论的教科书，但读下来发现，作者的讲解方式非常生动有趣。他巧妙地用一些生活中常见的例子来类比光学的概念，比如用“光的波粒二象性”来解释拍照时对焦的原理，用“光的衍射”来理解CD光盘上彩虹一样的反光。这些比喻让原本抽象的理论变得直观易懂，我甚至觉得自己好像在听一位资深工程师在分享他的工作经验，而不是在啃一本枯燥的学术著作。 更让我赞赏的是，书中不仅讲解了基础的原理，还深入探讨了信息光学在现代科技中的应用。我特别喜欢关于“光学成像系统”的那一部分，作者详细介绍了各种显微镜、望远镜的工作原理，以及它们如何帮助我们探索微观世界和浩瀚宇宙。读到这里，我仿佛亲眼见证了科学家们如何利用光学工具突破人类的感官极限，实在是太震撼了！书中的插图也绘制得非常精美，清晰地展示了光学器件的结构和光线的传播路径，这对于理解复杂的光学系统非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

我是一名业余摄影爱好者，一直想深入了解拍照背后的光学原理。偶然间发现了《信息光学原理》这本书，抱着试试看的心态买了。结果完全超出了我的预期！这本书并没有直接教你如何设置相机参数，而是从最基础的光学定律讲起，比如光的折射、反射，以及它们在镜头中是如何工作的。作者用非常通俗易懂的语言解释了为什么镜头会有焦距、光圈、景深等概念，甚至还讲解了如何通过调整这些参数来获得更具艺术感的照片。 我印象最深刻的是关于“色差”和“畸变”的章节。以前我只知道照片有时会出现色彩不准或者画面变形，但不知道具体原因。读完这本书，我才明白原来是镜头的光学设计缺陷导致的。作者还给出了很多实际的照片示例，对比了不同镜头在处理色差和畸变方面的优劣，这对我选择和使用镜头提供了非常有价值的指导。现在，我再看相机菜单里的那些参数，感觉不再是冰冷的数字，而是与光学原理息息相关的“魔法咒语”，让我对摄影的理解上升到了一个新的高度。

评分☆☆☆☆☆

这本书的吸引力在于它巧妙地将理论与实践相结合，而且视角非常独特。我一直以为光学研究的都是光本身，但《信息光学原理》这本书让我看到了光作为“信息载体”的另一面。作者在讲解过程中，并没有过分强调公式推导，而是侧重于解释原理背后的物理意义，以及这些原理是如何被应用到实际的科技创新中的。 我印象特别深刻的是关于“光计算”的部分。作者从信息论的角度出发，阐述了如何利用光的并行处理能力来构建超越传统电子计算机的新型计算模式。读到这里，我才意识到，我们熟悉的激光、LED等等，不仅仅是照明工具，它们在未来信息处理领域扮演着至关重要的角色。这本书让我对“光”有了全新的认识，它不再仅仅是视觉的来源，更是承载着未来科技无限可能性的关键。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我总觉得光学是物理学中的一个相对独立的领域，与我们日常的生活似乎联系不大。直到我读了《信息光学原理》，才意识到自己是多么的“井底之蛙”。这本书以一种非常“接地气”的方式，将光学的原理与我们生活中无处不在的科技产品联系起来。 我特别享受关于“全息成像”的章节。在我的印象中，全息技术一直是一种非常科幻的东西，比如在电影里看到的悬浮影像。书中对全息成像原理的讲解，让我明白了它是如何利用光的干涉和衍射来记录和再现物体的三维信息的。作者用生动的语言和形象的比喻，将这个相对复杂的概念解释得清晰易懂。我甚至开始思考，未来我们的交流方式是否会因为全息技术而发生颠覆性的改变。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我对“信息光学”这个词一直有点模糊的概念，以为它跟那些复杂的电子工程或是通信理论有关。但当我翻开《信息光学原理》这本书时，立刻被它所展现的广阔图景所吸引。这本书不仅仅是在讲光，更是在讲光如何承载和传递信息。我特别喜欢作者在开篇就提出的“光子是信息的基本载体”这个观点，它一下子就为整本书奠定了基调。 让我感到耳目一新的是，书中详细介绍了光学在数据存储、光通信、甚至是生物识别等领域的应用。比如，关于“光盘存储原理”的讲解，我才了解到我们日常使用的CD、DVD竟然蕴含了如此精妙的光学设计。作者并没有止步于描述现象，而是深入剖析了激光如何读取微小的数据坑，以及光学探头如何将这些信号转化为数字信息。读到这些地方，我感觉自己仿佛窥见了信息时代背后的“光学引擎”，对科技的发展有了更深刻的敬畏。

评分☆☆☆☆☆

书是正版的，内容适合初学者，另外物流的速度不错

评分☆☆☆☆☆

物美价廉 值得购买物美价廉 值得购买

评分☆☆☆☆☆

学习信息光学的好书，从事光学信息处理的基础书籍。

评分☆☆☆☆☆

比较薄，内容没有科学出版社出版的那本《信息光学》全面，价钱偏贵。

评分☆☆☆☆☆

这是一本光学方面的权威书籍，有利于较好地掌握信息光学的基本概念，为以后的研究打下扎实的基础，。

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

专业书籍，不错，内容挺全面，有参考价值。

评分☆☆☆☆☆

这是一本光学方面的权威书籍，有利于较好地掌握信息光学的基本概念，为以后的研究打下扎实的基础，。