数码相机中的图像传感器和信号处理 信息技术和电气工程学科国际知名教材中译本系列
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作者（日）中村淳 著，徐江涛，高静，聂凯明 译
出版社清华大学出版社
ISBN9787302383635
出版时间2015-02
装帧平装
开本16开
定价45元
货号1201073335
上书时间2024-06-30
商品详情
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前言
译者序
人类通过视觉系统获取的信息占获取信息总量的80%以上，如果说计算机相当于人类的大脑，那么图像传感器则相当于人类的眼睛。图像传感器作为图像信息获取重要和基本的器件，在信息世界中占据着极其重要的地位。半导体图像传感器相比传统的胶片成像具有可实时处理和显示、数字输出、便于储存和管理等诸多优势，迅速成为图像传感器发展的主导力量。2009年，凭借着在发明CCD（ChargeCoupled Device，电荷耦合器件）和影像传感技术方面所做出的杰出贡献，美国科学家Willard S.Boyle和George E.Smith荣获了诺贝尔物理学奖。这是对40余年来半导体图像传感器技术飞速发展的肯定。 图像传感器已经渗透到人类生活中的各个领域。首先，人眼敏感的光谱范围相对局限，对于非可见光范围内的光信息接收，需要借助图像传感器完成； 其次，人眼所能分辨的物体的极限物理尺寸远大于微观尺度，故对于各种物理化学的微观变化的研究须借助图像传感器成像； 再次，对于人类暂时无法到达的空间的研究，也需要借助图像传感器来进行； 后，日常生活当中，图像传感器还能进行超高速监控，并且记录影像。基于上述原因，图像传感器一经发明便在消费类电子、视频监控、航空航天、工业、医疗、军事等多个领域得到了广泛应用，并且日益成为人类活动所依赖的重要工具。
根据光信号的感知和读出方式不同，图像传感器可以分为CCD和CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）两类。CCD图像传感器由于采用了独特的工艺技术，其具有弱光照条件下效果好、信噪比高、色彩还原能力强等优点，从而主导了图像传感器感光元件领域近30年。CMOS图像传感器（CMOS Image Sensor，CIS）是在进入20世纪90年代后，由于对低成本成像系统的消费需求激增而开始兴起的另一类图像传感器。CIS采用半导体电路常用的CMOS工艺，具有集成度高、功耗小、响应速度快等优势。随着CMOS工艺的不断进步，CIS已经取代了CCD图像传感器的市场主流地位。2014年，CIS芯片出货量超过35亿颗。
随着图像传感器技术持续发展，相关著作不断涌现，本书原著即为其中之一。本书以大众所熟悉的数码单反相机的发展历史为出发点，阐述了相机中的镜头、感光器件和图像处理电路等硬件的结构及原理，详细介绍了图像处理算法以及相机成像质量评价的相关基础知识，是一本不可多得的、相对全面的图像传感技术领域专著。本书原作者及合作者均是图像传感领域的资深从业者，相信他们的经验将为国内相关领域的从业者提供很好的借鉴。
本书译者及课题组自2001年起开展CMOS图像传感器芯片研究，先后承担了多项CMOS图像传感器和视觉信号处理芯片等领域的国家科研项目，具有扎实的理论功底和丰富的实践经验，这为本书的翻译工作打下了良好的基础。
课题组的部分研究生参与了本书的翻译、整理和校对工作，他们分别是高志远、邹佳伟、周益明、尹昭杨、闫石、张梦醒等，在此表示衷心的感谢。
由于能力所限，翻译中的不妥之处在所难免，恳请广大读者予以批评指正。
译者
2015年1月于天津大学
商品简介本书以大众熟悉的数码单反相机的发展历史为出发点，阐述了相机中的镜头、感光器件和图像处理电路等硬件的结构及原理，详细介绍了图像处理算法以及相机成像质量评价的相关基础知识，是一本不可多得的、相对全面的图像传感技术领域著作。
本书既可供课堂教学使用，也可供自学使用，尤其适合作为图像传感器和信号处理领域的专业技术人员的参考书。
作者简介
作者
Junichi Nakamura，于1979年和1981年在东京工业大学分别获得电子工程的学士和硕士学位，于2000年在东京大学获电子工程博士学位。1981年加入了Olympus公司。1993年9月至1996年10月，作为杰出访问学者在加州理工学院的美国宇航局喷气推进实验室工作。2000年，加入Photobit公司，领导了若干定制传感器研发。从2001年11月开始在Micron Japan工作。担任1995年、1999年和2005年IEEE的Charge—Coupled Devices and Advanced Image Sensors专题讨论会的技术程序主席，并且在2002年和2003年担任IEDM的Detectors，Sensors and Djsplays小组委员会的成员。IEEE的高级成员，Institute of Image Information and Television Engineers of Japan的会员。
译者
徐江涛，分别于2001年、2004年和2007年在天津大学获得微电子技术学士学位和微电子学与固体电子学硕士、博士学位，目前为天津大学副教授。主要研究领域为CMOS图像传感器和图像信号处理芯片。承担多项国家科技重大专项、国家自然科学基金等项目，成功研制多款CMOS图像传感器芯片。
目录第1章 数码相机概览
1.1什么是数码相机
1.2数码相机的历史
1.2.1早期概念
1.2.2索尼Mavica
1.2.3静态视频相机
1.2.4静态视频系统为什么会失败
1.2.5数码相机的黎明
1.2.6卡西欧QV—10
1.2.7像素数量之战
1.3数码相机的类型
1.3.1傻瓜式相机
1.3.2单反相机
1.3.3数码后背
1.3.4玩具相机
1.3.5可拍照手机
1.4数码相机的基本结构
1.4.1数码相机的典型框图
1.4.2光学系统
1.4.3成像器件
1.4.4模拟电路
1.4.5数字电路
1.4.6系统控制
1.5数码相机的应用
1.5.1新闻摄影
1.5.2印刷出版
1.5.3网络应用
1.5.4其他应用
第2章 数码相机中的光学系统
2.1光学系统基础及光学性能评价标准
2.1.1光学系统基础
2.1.2调制传递函数和分辨率
2.1.3像差和点列图
2.2数码相机中光学系统的特点
2.2.1数码相机成像光学系统的配置
2.2.2景深和焦深
2.2.3光学低通滤波器
2.2.4衍射的影响
2.3数码相机成像光学系统设计的几个重要方面
2.3.1设计过程举例
2.3.2玻璃材料的选择
2.3.3有效利用非球面透镜
2.3.4镀膜
2.3.5抑制变焦镜头出射光线的角度波动
2.3.6设计中对大批量生产过程的考虑
2.4数码相机成像镜头变焦类型及其应用
2.4.1视频变焦类型
2.4.2多组移动变焦镜头
2.4.3短变焦镜头
2.5总结
参考文献
第3章 图像传感器基础知识
3.1图像传感器的功能
3.1.1光电转换
3.1.2电荷收集与积累
3.1.3成像阵列的扫描
3.1.4电荷检测
3.2像素中的光电探测器
3.2.1填充因子
3.2.2彩色滤光阵列
3.2.3微型透镜阵列
3.2.4SiO2/Si接触面的反射
3.2.5电荷收集效率
3.2.6满阱容量
3.3噪声
3.3.1图像传感器中的噪声
3.3.2固定模式噪声
3.3.3暂态噪声
3.3.4拖尾和高光溢出
3.3.5图像拖影
3.4光电转换特性
3.4.1量子效率和响应率
3.4.2光电转换特性机理
3.4.3灵敏度和信噪比
3.4.4如何提高信噪比
3.5阵列的性能
3.5.1调制传递函数
3.5.2图像传感器的MTF
3.5.3光学黑色像素和伪像素
3.6光学格式和像素大小
3.6.1光学格式
3.6.2像素大小的考虑
3.7CCD图像传感器与CMOS图像传感器的对比
参考文献
……
第4章 CCD图像传感器
第5章 CMOS图像传感器
第6章 图像传感器的测评
第7章 色彩理论及其在数码相机中的应用
第8章 图像处理算法
第9章 图像处理引擎
第10章 图像质量评价
第11章 对未来数码相机的一些设想
附录A标准光源下每勒克斯的入射光子数
附录B成像系统的灵敏度和ISO感光度指标
主编推荐图像传感器作为图像获取重要和基本的器件，在信息世界占据着及其重要的地位，如果说计算机相当于人类的大脑，那么图像传感器则相当于人类的眼睛，图像传感器已经渗透到人类生活的各个领域。
本书对数码相机中的图像获取和信号处理技术形成了完整、系统的覆盖。其内容较好地阐述了图像信息流，使读者可以全面地掌握光学成像系统、图像传感器、信号处理模块构成。全书并没有特别苛刻的数学要求，读者只需掌握基本数学工具即可。
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【内容简介】
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