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邸旭 等 著

图书标签:

• 微光成像
• 红外成像
• 图像处理
• 探测器
• 光学系统
• 热成像
• 夜视技术
• 军事技术
• 科学仪器
• 传感器

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111342656

版次：1

商品编码：10920482

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十二五”规划教材

开本：16开

出版时间：2012-01-01

用纸：胶版纸

正文语种：中文

内容简介

《微光与红外成像技术》系统地介绍了微光与红外成像系统的基本原理、结构及应用。全书共分8章，内容包括夜视技术概论、人眼的视觉特性、夜天辐射及光辐射度量、微光夜视仪、主动红外夜视仪、红外成像系统、微光与红外图像融合及红外成像技术应用等。
《微光与红外成像技术》内容详实、理论充分、涵盖面广，可作为高等学校光电类专业本科生教材，也可兼作其他专业的选修课教学参考书，还可作为从事微光与红外技术等方面科技工作者的参考书。

目录

前言
第1章 夜视技术概论
1.1 引言
1.2 微光夜视技术
1.2.1 微光夜视仪
1.2.2 微光电视
1.3 红外成像技术
1.3.1 第一代红外成像技术
1.3.2 第二代红外成像技术
1.3.3 第三代红外成像技术
1.3.4 非制冷型红外成像技术
1.4 夜视技术的未来发展
1.4.1 红外成像技术与微光成像技术的比较
1.4.2 微光夜视技术的发展趋势
1.4.3 红外成像技术的发展趋势
1.4.4 微光图像和红外图像的融合
第2章 视觉特性探测和识别模型
2.1 人眼的构造
2.2 人眼的视觉特性
2.2.1 视觉的适应性
2.2.2 人眼的绝对视觉阈
2.2.3 人眼的阈值对比度
2.2.4 人眼的光谱灵敏度
2.2.5 眼睛的分辨力
2.2.6 视系统的调制传递函数
2.3 微光下的视觉探测
2.3.1 理想探测器的罗斯方程
2.3.2 夏根（Schagn）方程
2.3.3 弗利斯�猜匏苟�律
2.4 目标的探测和识别
2.4.1 目标搜索的一般原理
2.4.2 人眼目视搜索时的运动
2.4.3 目标探测�彩侗鹉Ｐ�
2.4.4 约翰逊（Johnson）准则
第3章 夜天辐射及光辐射度量
3.1 夜天辐射
3.2 辐射度量与光度量
3.2.1 辐射度量
3.2.2 光度量
3.2.3 辐射度量与光度量之间的关系
3.3 光辐射量计算
3.3.1 朗伯辐射体
3.3.2 光辐射量计算举例
第4章 微光夜视仪
4.1 微光夜视仪概论
4.2 第一代微光夜视仪
4.3 第二代微光夜视仪
4.4 第三代微光夜视仪
4.5 微光夜视仪的静态性能
4.6 微光夜视仪的总体设计与视距估算
4.7 微光电视
4.8 微光电视系统的静态性能
4.9 微光电视系统的视距
第5章 主动红外夜视仪
5.1 主动红外夜视仪的组成及工作原理
5.2 红外变像管
5.3 红外探照灯
5.4 主动红外夜视仪的光学系统
5.5 直流高压电源
5.6 大气后向散射和选通原理
5.7 视距估算
第6章 红外成像系统
6.1 概述
6.2 红外成像系统的工作原理与结构
6.2.1 红外成像系统的工作原理
6.2.2 红外成像系统的类型和组成
6.2.3 红外成像系统的基本参数
6.3 红外光学系统
6.3.1 红外物镜系统
6.3.2 光机扫描系统
6.4 红外探测器
6.4.1 红外探测器的用途及类型
6.4.2 红外探测器的特性参数
6.4.3 常用红外探测器
6.4.4 红外焦平面阵列器件
6.5 红外成像中的信号处理
6.5.1 前置放大器
6.5.2 直流恢复
6.5.3 多路转换技术
6.5.4 通频带选择
6.5.5 温度信号的线性化
6.5.6 中心温度与温度范围的选择
6.6 红外图像增强
6.6.1 直方图
6.6.2 自适应分段线性变换
6.7 红外成像系统的综合特性
6.7.1 调制传递函数
6.7.2 噪声等效温差
6.7.3 最小分辨温差
6.7.4 最小可探测温差
第7章 微光与红外图像融合
7.1 图像融合概述
7.1.1 图像融合的概念
7.1.2 图像融合的层次划分
7.2 夜视图像的融合
7.2.1 微光图像特征
7.2.2 红外图像特征
7.2.3 红外与微光图像的比较
7.3 图像融合预处理
7.3.1 图像去噪处理
7.3.2 微光与红外图像配准技术
7.4 微光与红外图像融合算法
7.4.1 加权平均法
7.4.2 拉普拉斯塔形分解融合
7.4.3 对比度调制融合
7.4.4 小波变换法
第8章 红外成像技术的应用
8.1 红外成像技术在煤矿中的应用
8.1.1 红外成像检测的基本理论
8.1.2 矿用红外成像仪及实际应用
8.2 红外成像技术在安防领域的应用
8.3 红外成像技术在军事领域中的应用
8.4 红外成像技术在设备故障诊断中的应用
8.5 红外成像技术在医学诊断中的应用
参考文献

前言/序言

《浮光掠影：流体力学中的微观世界探索》 内容梗概： 《浮光掠影：流体力学中的微观世界探索》是一部深入剖析流体力学微观层面奥秘的科普读物。本书并非聚焦于宏观的流体运动现象，而是将目光投向那些肉眼难以捕捉的细微之处，揭示微观尺度下流体行为的独特性质及其对宏观现象的深刻影响。全书共分为七章，系统地梳理了流体力学在微观层面的研究进展，从基础理论的构建，到实验技术的革新，再到前沿应用的拓展，为读者勾勒出一幅流体力学微观世界的全景图。 第一章：微观视角的必要性——超越宏观的局限 本章将引出流体力学研究中引入微观视角的重要性。作者首先阐述了宏观流体力学模型（如纳维-斯托克斯方程）在描述极端尺度（如纳米尺度、微通道）流体行为时的局限性。通过一系列形象的例子，比如液晶显示器中液晶分子的定向排列如何影响屏幕显示效果，或者微流控芯片中细胞在微小通道中的运动轨迹，来展示宏观平均化的描述往往会忽略掉关键的微观机制。本章强调，理解流体在微观尺度上的行为，是解决诸如生物医学工程、材料科学、微纳器件设计等领域面临挑战的关键。通过对流体分子间相互作用、表面效应、量子效应等引入，为后续章节的深入探讨奠定理论基础。 第二章：分子动力学模拟——“虚拟实验”的智慧 本章将详细介绍分子动力学（Molecular Dynamics, MD）模拟作为一种强大的“虚拟实验”工具，在流体力学微观研究中的应用。作者将首先简要介绍MD模拟的基本原理，包括原子/分子的相互作用势函数、运动方程的求解方法（如Verlet算法），以及模拟的尺度与精度问题。随后，重点阐述MD模拟如何被应用于研究微观流体的性质，例如： 粘度与表面张力的微观起源： 通过模拟大量分子间的碰撞与动量交换，解释宏观粘度和表面张力是如何从分子层面产生的，以及这些性质在纳米尺度下可能出现的尺寸效应。 界面现象的精细刻画： 模拟液体与固体、液体与气体界面的详细结构，如吸附、润湿、相变等过程，揭示界面微观动力学对整体行为的影响。 微通道内的流动特性： 模拟流体在微小通道中的泊肃叶流（Poiseuille flow）或库埃特流（Couette flow）的偏离，解释壁面效应、滑移效应等对流速分布的影响。 复杂流体（如聚合物溶液、胶体悬浮液）的微观行为： 模拟高分子链的运动、胶体颗粒的布朗运动以及它们与流体的相互作用，揭示复杂流体独特的流变学性质。 本章将通过实际的模拟案例，例如模拟水分子在石墨烯通道中的流动，或聚合物链在剪切力下的伸展与卷曲，直观地展示MD模拟在揭示微观机制方面的能力。 第三章：显微成像技术——“看得见”的微观运动 本章将聚焦于现代显微成像技术在捕捉流体力学微观现象中的重要作用。作者将介绍几种关键的显微技术，并阐述它们如何被应用于观察和测量微观流体行为： 光学显微镜技术： 荧光显微镜： 利用荧光标记技术，追踪单个微粒或示踪剂的运动，从而测量流体速度场，特别是示踪粒子成像测速（Particle Image Velocimetry, PIV）在微流控领域的应用。 共聚焦显微镜： 实现三维空间的精细成像，观察微小尺度下的流体结构和动态变化，例如在多孔介质中的流体分布。 干涉显微镜/相位对比显微镜： 观察无标记的微小透明物体或折射率变化的流体，用于测量微小形变或界面厚度。 电子显微镜技术（在特定应用中）： 透射电子显微镜（TEM）/扫描电子显微镜（SEM）： 主要用于观察微观结构，但结合特定技术（如动态TEM）也可观察某些微观流动现象，尤其是在材料表面的流体吸附和扩散。 原子力显微镜（AFM）： 流体探测模式： AFM的探针可以作为微观流体的“探测器”，通过测量探针受到的力来推断流体的粘度、表面性质，甚至探测微小区域的流体动力学行为。 纳米操控： AFM可用于在纳米尺度上操纵微小流体，研究其在受限空间内的流动特性。 本章将通过生动的图像和实验数据，展示这些显微成像技术如何帮助科学家们“看见”并量化微观世界的流体运动，例如观察纳米颗粒在液体中的布朗运动轨迹，或者测量微通道内壁的液体吸附层厚度。 第四章：表面与界面效应——“边缘”的力量 本章将深入探讨表面与界面在微观流体力学中的核心地位。作者将阐述，当流体的尺度接近甚至小于其特征长度（如分子尺度、粗糙度尺度、曲率尺度）时，表面和界面的作用将变得尤为显著，甚至主导整体行为。本章将涵盖： 表面张力与界面张力的微观机制： 从分子凝聚力理论出发，解释表面张力是如何由分子间不平衡的吸引力产生的，以及界面处的分子排布和性质。 润湿现象的微观解释： 讨论液体在固体表面的润湿行为（如超疏水表面、超亲水表面）如何与表面化学性质、表面形貌以及液体本身的表面张力协同作用。 毛细作用的精细描述： 深入剖析杨-拉普拉斯方程（Young-Laplace equation）的微观基础，解释液体在细管或多孔介质中如何克服重力上升，以及其在微流控和多孔介质渗流中的应用。 吸附与脱附的动力学： 研究流体分子在固体表面的吸附和脱附过程，以及其动力学过程对流体输运和相变的影响。 界面处的电学效应（表面电势、电双层）： 在某些体系中，界面处的电荷分布会形成电双层，影响流体在界面的流动行为，特别是在电化学和微纳器件中。 本章将以实例说明，例如水滴在莲叶表面如何表现出超疏水性，或者在微纳通道中，表面粗糙度如何显著影响流体的流动阻力。 第五章：微纳流控器件——“掌控”微观流体 本章将聚焦于微纳流控（Microfluidics and Nanofluidics）技术作为实现微观流体操控与应用的关键平台。作者将介绍微纳流控器件的设计原则、制造工艺以及它们在科学研究和工程实践中的广泛应用。 微流控器件的设计与制造： 介绍PDMS、玻璃、硅等常用材料，以及光刻、注塑、激光烧蚀等制造技术，用于构建微通道、混合器、泵、阀等核心组件。 微纳通道内的流体输运： 讨论在微米和纳米尺度下，流体输运的独特机制，如扩散主导、电渗流（Electroosmosis）、热泳（Thermophoresis）、声泳（Acoustophoresis）等，并与宏观的对流和扩散进行对比。 微流控在生物医学领域的应用： 细胞分离与分析： 利用微流控芯片对血液、组织液中的细胞进行分离、计数、培养和药敏测试。 DNA测序与基因诊断： 将核酸分子的处理过程集成到微流控芯片上，提高效率和灵敏度。 药物筛选与递送： 构建微型生物反应器，模拟体内环境，进行药物筛选，或设计微胶囊进行靶向药物递送。 微流控在化学与材料领域的应用： 微尺度合成： 精确控制反应条件，实现高产率、高选择性的化学合成。 微结构材料制备： 制造具有特定结构和功能的微米/纳米材料，如微珠、纳米纤维。 微型实验室（Lab-on-a-chip）： 将复杂的实验室分析过程集成到单个芯片上，实现快速、便携的检测。 本章将通过展示一系列成功的微流控应用案例，例如用于疾病诊断的微流控芯片，或用于精细化工生产的微反应器，来体现微纳流控技术在“掌控”微观流体方面的强大能力。 第六章：复杂流体与非牛顿行为——超越简单流体的世界 本章将超越理想流体和牛顿流体的范畴，探讨在微观尺度下，由复杂分子结构或强相互作用引起的非牛顿流体行为。 复杂流体的定义与分类： 介绍如聚合物溶液、胶体悬浮液、液晶、泡沫、乳液等复杂流体的基本构成和特征。 微观结构对宏观流变性的影响： 详细分析高分子链的形变、取向、缠结，胶体颗粒的聚集、分散、相互作用等微观结构如何影响流体的剪切稀化、剪切增稠、弹性、触变性等非牛顿行为。 微观尺度下的非牛顿效应： 讨论在微流控通道中，复杂流体的流动行为如何与牛顿流体产生显著差异，例如剪切速率梯度引起的局部流变性变化，或在特殊几何形状下的流动不稳定性。 生物流体的微观特性： 以血液、细胞内部液体、DNA溶液等生物流体为例，探讨其复杂的流变学性质如何影响生物体的生理功能，例如血液在血管中的流动，或细胞在变形过程中的力学响应。 新型复杂流体的设计与应用： 介绍如何通过调控复杂流体的微观结构来设计具有特定功能的流体材料，例如在自修复材料、智能涂层等领域的应用。 本章将通过模拟和实验数据，展示复杂流体在微观尺度下奇特的流动现象，例如聚合物溶液在剪切力下的“退火”效应，或胶体悬浮液在不同应力下的相变。 第七章：未来展望——微观流体力学的新 frontier 本章将对微观流体力学的未来发展趋势进行展望，并探讨其在新兴领域的潜在应用。 与人工智能和大数据结合： 探讨如何利用机器学习和人工智能算法，从海量的微观模拟数据和实验数据中挖掘新的流体规律，优化模型，预测流体行为。 多场耦合的微观研究： 关注流体与其他物理场（如电场、磁场、热场、力场）在微观尺度下的耦合作用，例如微纳器件中的电热流体耦合，或生物系统中机械信号的传递。 仿生学与微观流体： 借鉴自然界中生物体在微观尺度下的流体操控智慧，例如鱼类在水中的高效游动，或昆虫在微小空间内的运动，开发更先进的微观流体技术。 量子流体力学与极端条件： 展望在超低温、超高压等极端条件下，量子效应是否会在流体行为中显现，以及量子流体力学的研究前景。 可持续发展与绿色技术： 探索微观流体力学在环境监测、能源转化（如新型太阳能电池、燃料电池）、微型机器人等领域的应用，为解决全球性挑战提供新的解决方案。 本章将以启发性的方式，引导读者思考微观流体力学研究的无限可能，以及它将如何继续推动科学技术的发展，为人类社会带来更多创新和进步。 《浮光掠影：流体力学中的微观世界探索》以其严谨的科学态度、丰富的案例解析和深入的理论探讨，旨在为读者，无论是流体力学领域的专业研究者，还是对科学充满好奇心的普通读者，提供一个了解和探索微观流体力学奇妙世界的窗口。本书将带领读者在微观的尺度上，重新认识流体的本质，领略科学研究的魅力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就足以吸引我，深邃的背景上泛着微弱的光晕，仿佛隐藏着未知的奥秘。我一直对光学和热学领域抱有浓厚的兴趣，尤其是那些能够“看见”我们肉眼无法感知的事物的技术。微光成像，听起来就像是夜晚的眼睛，能够捕捉到最细微的光线，揭示隐藏在黑暗中的细节。而红外成像，更是让我着迷，它能“看见”热量，这本身就充满了科学的魔力。我设想着这本书会带领我潜入微观世界，解释光子是如何被捕捉的，传感器又是如何工作的，那些我们习惯了的视觉信息在微光环境下会发生怎样的变化。同时，我也期待书中能够深入探讨红外成像的应用，从夜视侦察到医疗诊断，再到工业检测，这些看似高深的技术是如何渗透到我们生活的方方面面的。想象一下，能够“看见”人体内的温度分布，或是检测建筑物的能量泄漏，这简直就是科幻电影里的场景变成了现实。这本书的标题本身就充满了诗意和科学的严谨，让我对接下来的阅读充满了期待，仿佛即将踏上一场探索未知的视觉革命之旅。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，理解任何一项技术，都需要对其历史发展脉络有所了解。所以，对于“微光与红外成像技术”这本书，我非常好奇它是否会追溯这项技术发展的源头。我想知道，在最初的时代，人类是如何萌生利用肉眼之外的“光”来观察世界的想法的？那些最早的实验和发明，又是经历了怎样的曲折和困难？微光成像技术，是否与天文学观测的发展息息相关？而红外成像，是否又与军事应用的早期探索有着千丝万缕的联系？我期待书中能够呈现一些历史性的照片和发明家的故事，让我感受到科学探索的艰辛与伟大。同时，我也希望书中能够介绍这项技术在不同历史时期所扮演的角色，它如何在战争中发挥作用，又如何在和平时期推动科学研究和民生改善。通过了解技术的历史，我不仅能更深刻地理解其内在的逻辑，也能更好地把握其未来的发展趋势。这本书的标题，让我联想到的是一个跨越时空的技术演进史，一段充满智慧与创新的传奇。

评分☆☆☆☆☆

我对图像处理和计算机视觉领域一直有着浓厚的兴趣，而“微光与红外成像技术”这个书名，恰恰触及了我关注的几个关键点。我一直好奇，当原始的微光或红外图像信号被传感器捕捉到之后，是如何经过一系列复杂的处理，最终呈现给我们清晰可见的图像的？书中是否会深入讲解这些图像信号的采集、增强、去噪以及特征提取等关键技术？例如，在微光环境下，如何有效地抑制噪声，提高信噪比，让原本模糊不清的细节得以显现？而在红外成像中，如何根据不同的红外波段，选择合适的处理算法，以突出目标物的热特征，并去除背景的干扰？我非常期待书中能够包含大量的算法原理讲解和伪代码示例，甚至是一些实际的图像处理流程演示。我希望能够通过这本书，了解到如何将原始的、可能看起来杂乱无章的传感器数据，转化为具有丰富信息的、能够辅助决策的图像，从而更好地理解和应用这项强大的成像技术。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，一项技术是否真正具有价值，往往体现在它对解决现实世界问题的能力上。而“微光与红外成像技术”这个书名，让我联想到的是它在各个领域解决难题的强大潜力。我迫切地想知道，这本书会是如何具体阐述这些技术的应用价值的。例如，在安全监控领域，微光成像如何在低光照条件下提供高清晰度的画面，从而提高预警能力？在工业领域，红外成像又如何用于无损检测，提前发现设备隐患，避免重大事故发生？我特别关注书中是否会提及一些前沿的研究方向和新兴的应用领域，比如利用微光成像进行生物医学研究，或者通过红外成像技术来监测环境变化，甚至是在太空探索中扮演的关键角色。我希望这本书能够提供一些案例研究，让我看到这些技术是如何被实际部署，如何为人类社会带来 tangible 的效益。这本书的标题，在我眼中，象征着一种“赋能”的力量，一种让世界更加清晰、更加安全、更加可控的强大工具。

评分☆☆☆☆☆

我对于科学技术的理解，总是喜欢从实际应用的角度去切入，因为那样会让我觉得这些知识更加触手可及，也更能激发我的学习热情。所以，当我在书架上看到这本书时，“微光与红外成像技术”这个名字，瞬间就勾起了我的好奇心。我脑海中立刻浮现出各种应用场景：在漆黑的森林中，特种部队是如何依靠微光夜视仪清晰地观察周围环境的？在航天领域，红外探测器又是如何帮助我们观测遥远星系的温度和成分的？再比如，在日常生活中，那些用来检测电路板是否存在过热点的红外热像仪，又有哪些鲜为人知的原理？我希望这本书能够详细地解析这些技术背后的物理学原理，但更重要的是，能够通过丰富的实例，展示它们是如何被应用到各个行业，解决实际问题的。我期待书中能够有大量的图表和案例分析，能够直观地展示微光和红外成像的独特视角，以及它们为人类带来的便利和进步。这本书的名字，在我看来，不仅仅是技术的堆砌，更是一种“洞察”的能力，一种超越视觉局限的强大力量，而我渴望掌握这种力量。

评分☆☆☆☆☆

目S标搜索的一般原理

评分☆☆☆☆☆

1.3.1

评分☆☆☆☆☆

第三代微光夜视仪H

评分☆☆☆☆☆

7.

评分☆☆☆☆☆

W7.2.2

评分☆☆☆☆☆

红外探测器

评分☆☆☆☆☆

红外探测器

评分☆☆☆☆☆

最小可探测温差

评分☆☆☆☆☆

1.4