量子图像处理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

姜楠 著

图书标签:

• 量子计算
• 量子图像
• 图像处理
• 量子信息
• 模式识别
• 信号处理
• 算法
• 数学
• 计算机科学
• 光学

店铺： 墨林阁图书专营店

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302422679

商品编码：29779448843

包装：平装

出版时间：2016-04-01

基本信息

书名：量子图像处理

定价：39.00元

作者：姜楠

出版社：清华大学出版社

出版日期：2016-04-01

ISBN：9787302422679

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

---

量子图像处理是近几年刚刚兴起的研究方向，是融合量子信息、量子计算、图像处理、数学等形成的新兴交叉学科。虽然该方面的研究还很不成熟，在物理实现上还存在许多困难，但是它的理论优势很可能对未来计算工具的发展产生深远影响。本书是结合作者的科研工作，对量子图像处理进行系统的总结和评述。

内容提要

---

量子图像处理是近几年刚刚兴起的研究方向，是融合量子信息、量子计算、图像处理、数学等形成的新兴交叉学科。本书在简要介绍量子计算知识的基础上，总结了量子图像处理方面的研究现状，并着重介绍本书作者在量子图像处理方面的研究成果，包括量子图像表示、量子图像置乱、量子图像几何操作、量子伪彩色处理、量子信息隐藏等方面。对量子图像处理感兴趣的科研人员可以选用本书作为入门读物或者参考书。

目录

---

作者介绍

---

姜楠，北京工业大学计算机学院副教授，硕士生导师。主要研究方向包括量子图像处理、内容安全和计算智能。发表科研论文70余篇，其中SCI检索20余篇；撰写著作4部；授权发明10余项；主持国家自然科学基金、北京市自然科学基金等项目。担任多个国际期刊审稿人。所指导的学生多人次获得国家奖学金、科技之星等奖励和称号，并多次获得全国和校级科技竞赛奖励。

文摘

---

序言

---

《光影的低语：探索物质世界的微观奥秘》 在这本引人入胜的著作中，我们将踏上一段非凡的旅程，深入探索那些构成我们现实世界最基础的粒子——量子。我们生活的宏观世界，其宏伟的规律似乎清晰可见，然而，一旦我们剥离表面的物质，潜入微观的领域，就会发现一个截然不同、充满奇妙现象的宇宙。本书将以一种通俗易懂却又严谨深入的方式，揭示量子世界的令人惊叹之处，以及它如何深刻地影响着我们对物理学、化学乃至宇宙本身的认知。 第一章：一个不可思议的开端——量子世界的曙光 在本章，我们将追溯量子理论诞生的历史脉络。从黑体辐射的“紫外灾难”到普朗克提出的能量量子化假设，再到爱因斯坦对光电效应的解释，我们将看到科学家们如何一步步打破经典物理学的藩篱，为全新的理论奠定基石。您将了解到，微观粒子并非我们想象中那样具有确定的轨迹和性质，它们更像是潜藏在概率云中的幽灵。我们将探讨能量、动量、角动量等基本物理量如何在量子尺度上展现出离散化的特性，这与我们日常经验中的连续变化截然不同。 第二章：叠加与纠缠——超越直觉的奇异现象 量子世界最引人入胜的特质之一便是叠加态。想象一个硬币，在抛出后落地之前，它既可以是正面朝上，也可以是反面朝上，甚至同时处于这两种状态的叠加。量子粒子更是如此，一个电子可以同时处于多个位置，一个原子可以同时拥有多个能量级别。我们将深入浅出地解释叠加态的概念，以及测量行为如何迫使量子系统“坍缩”到一个确定的状态。 更令人费解的是量子纠缠。当两个或多个粒子发生纠缠后，它们之间会建立起一种神秘的联系，无论相隔多远，它们的状态都将相互关联。测量其中一个粒子的状态，会瞬时地影响到另一个粒子的状态，这种“鬼魅般的超距作用”曾让爱因斯坦深感困惑。我们将通过生动的比喻和巧妙的实验设计，来揭示纠缠的本质，并探讨它在未来量子信息技术中的巨大潜力。 第三章：波粒二象性——光与物质的双重身份 经典物理学将波和粒子视为截然不同的概念。波是连续的能量传播，而粒子是具有确定位置和质量的物质点。然而，在量子世界，这种区分变得模糊。光既表现出波的干涉和衍射特性，又呈现出粒子的碰撞和传递能量的行为。电子、质子等物质粒子同样具有波的性质，它们可以通过双缝实验展现出干涉图样。 本章将详细阐述波粒二象性，这是量子力学中最核心的概念之一。我们将探讨德布罗意的物质波假设，以及如何通过薛定谔方程来描述粒子的波动行为。理解波粒二象性，是理解量子世界所有奇妙现象的钥匙。我们将分析一些经典的实验，如电子衍射实验，来直观地感受这种令人惊叹的物理现实。 第四章：不确定性原理——现实的模糊边界 海森堡的不确定性原理是量子力学中又一个颠覆性的发现。它指出，我们不可能同时精确地知道一个粒子的某些成对的物理量，例如位置和动量。如果我们越精确地测量粒子的位置，那么我们对它动量的了解就会越模糊，反之亦然。这并非测量技术的限制，而是宇宙本身固有的属性。 我们将深入探讨不确定性原理的意义，它意味着在微观世界，确定性被概率所取代。我们无法预测单个粒子的精确运动轨迹，只能计算它在某个区域出现的概率。这种内在的模糊性，是量子世界的基石，也带来了深刻的哲学思考。我们将讨论不确定性原理在原子结构、粒子衰变等现象中的体现。 第五章：量子隧道效应——穿墙而过的奇迹 在经典物理学中，一个物体要越过一个能量壁垒，必须拥有足够大的能量。然而，在量子世界，粒子拥有“穿墙而过”的奇特能力，即使其能量不足以翻越障碍，它也有一定的概率出现在障碍的另一侧。这就是量子隧道效应。 本章将详细解释量子隧道效应的原理，并探讨其在核物理、半导体器件等领域的实际应用。例如，扫描隧道显微镜（STM）正是利用了量子隧道效应，实现了对原子尺度表面的高精度成像。我们将看到，这种看似“不可能”的现象，在现实世界中发挥着至关重要的作用。 第六章：原子与分子的量子模型——结构的奥秘 我们习以为常的原子和分子结构，其背后是精妙的量子力学原理在支撑。电子在原子核外的分布并非确定的轨道，而是以概率云的形式存在。每个电子只能占据特定的能量轨道，这解释了原子光谱的离散性。 本书将深入讲解量子力学如何成功地解释了原子的稳定性和化学键的形成。我们将介绍原子轨道的概念，如s轨道、p轨道、d轨道等，以及它们如何组合形成分子轨道。理解这些量子模型，是我们理解物质性质、化学反应以及生命过程的基础。 第七章：从基础到应用——量子世界的现实影响 量子理论不仅仅是抽象的数学公式和令人困惑的现象，它已经深刻地改变了我们的生活。从激光器、晶体管到核磁共振成像（MRI），再到未来的量子计算机和量子通信，量子世界的发现催生了无数颠覆性的技术。 在本章，我们将审视量子理论的广泛应用。您将了解到，我们日常生活中使用的许多高科技产品，其核心技术都离不开量子力学原理。我们将展望量子技术未来的发展方向，例如如何利用量子叠加和纠缠来实现超强的计算能力，以及如何构建无法被窃听的量子通信网络。 第八章：量子世界的哲学思考——现实的本质 量子力学的出现，不仅挑战了我们对物理世界的直观理解，也引发了深刻的哲学思考。观测者的角色、概率的本质、实在性的定义，这些古老的问题在量子物理的语境下被赋予了新的含义。 我们将探讨关于量子力学解释的争议，例如哥本哈根解释、多世界解释等。这些不同的解释，反映了科学家们对于量子实在性的不同理解。本书将引导读者思考，量子世界是否揭示了我们宇宙的更深层次的本质，以及我们作为观测者在构建现实中的作用。 《光影的低语：探索物质世界的微观奥秘》将是一次充满智慧和启迪的阅读体验。它将带领您穿越时空的界限，深入到原子和亚原子粒子的奇妙世界，揭示隐藏在宏观现实之下的深刻规律。无论您是物理学爱好者，还是对科学的未知领域充满好奇，本书都将为您打开一扇通往全新认知的大门，让您以一种前所未有的视角来理解我们所处的世界。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，这本书的阅读门槛不低，它对读者的线性代数和概率统计基础有着一定的要求，但如果你愿意投入时间去啃下这些基础，这本书给予你的回报是巨大的。作者在探讨图像压缩标准时，并没有停留在JPEG或MPEG的表面介绍，而是深入挖掘了离散余弦变换（DCT）的理论基础以及其在信息熵编码中的优化策略，这种深度挖掘体现了作者扎实的学术功底。其中有一个章节专门讨论了图像分割中的迭代优化方法，将经典的水平集方法与现代的深度学习中的梯度下降策略进行了有趣的对比，显示出作者对技术发展脉络的清晰把握。最让我印象深刻的是，作者在介绍形态学操作时，引入了非线性的集合论观点，使得原本看起来有些机械的“腐蚀”和“膨胀”操作，变得充满了数学美感和逻辑性。这本书更像是一本武功秘籍，里面记载的招式都属于内功心法，虽然初学不易，但一旦练成，威力无穷。

评分☆☆☆☆☆

这是一本充满洞察力的著作，它巧妙地平衡了理论的深度与实践的可操作性。我特别欣赏作者对图像质量评价指标的梳理，不仅仅是列举了PSNR和SSIM，而是详细分析了这些指标背后的感知模型差异，以及它们在不同场景下（比如医学影像对比自然照片）的适用性边界。书中对小波变换在多分辨率分析中的应用讲解得细致入微，特别是在处理图像的突变和纹理细节方面，小波基的选择对最终效果的影响被分析得非常到位。另外，书中对图像加密和水印技术也做了简要但精到的介绍，这部分内容为我后续的研究方向提供了一个很好的引子。总的来说，这本书不是那种读完就束之高阁的快餐读物，它更像是一个可以随时回去查阅、参考和激发新想法的知识宝库。阅读过程本身就是一种享受，它提升的不仅是知识量，更是分析和解决问题的思维框架。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是图像处理领域的一股清流，内容编排得极为精妙，从基础概念的梳理到高级算法的深入探讨，层层递进，逻辑清晰得让人佩服。尤其是作者在讲解那些复杂的数学模型时，总能找到最直观、最贴近实际应用的类比，使得即便是初学者也能迅速抓住核心思想。我记得有几章专门讲到了边缘检测和特征提取的最新进展，书中不仅详细阐述了理论基础，还附带了大量的Python代码示例，这些代码注释详尽，可以直接拿来修改套用，极大地加速了我的学习和实践进程。更难能可贵的是，作者并没有沉溺于晦涩的理论堆砌，而是花了相当篇幅讨论了不同算法在实际工程中的优缺点权衡，比如在内存受限环境下如何优化卷积核的大小，或者在处理海量数据流时如何选择异步处理的策略。这本书完全可以作为一本工具书来镇宅，需要回顾某个具体算法时，翻开就能找到精准的解答和实战参考。对于想系统性提升自己图像分析能力的研究生或工程师来说，这无疑是一本不可多得的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

我阅读了市面上许多关于视觉计算的专著，但很少有能像这本一样，在保持学术严谨性的同时，还兼顾了阅读的趣味性。作者的笔触非常生动，行文流畅自如，仿佛一位经验丰富的前辈在耐心指导你如何雕琢一副数字影像。书中对于色彩空间理论的探讨尤为深入细致，远远超出了标准的RGB或HSV模型的介绍，触及到了人眼视觉系统的生物学基础，这使得我对图像的感知有了全新的理解。其中关于噪声模型与抑制方法的论述，简直是教科书级别的范本，它不仅罗列了常见的滤波器，更重要的是，它剖析了每种滤波器背后的统计学假设，让你明白“为什么”这个方法有效，而不是仅仅停留在“怎么用”的层面。我尤其欣赏作者在讨论图像复原技术时，引入了马尔可夫随机场（MRF）的观点，用一种概率的视角来重构缺失信息，这种跨学科的融合极大地拓宽了我的思维边界。读完后感觉自己的工具箱里装满了最趁手的利器。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和排版也值得称赞，拿到手上就能感受到出版方的用心。纸张的质量很好，即便是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳，图表的清晰度极高，线条和细节都展现得淋漓尽致。内容上，它似乎更加侧重于理论体系的构建，而非追逐最新的工业热点。这反而成了一大优点，因为它提供了一个坚实的地基，让你能够从容应对未来任何新技术的迭代。书中对于傅里叶变换在频域滤波中的应用阐述得极其透彻，从二维离散傅里叶变换（DFT）的性质到如何设计理想、巴特沃斯和高斯滤波器，每一步都经过了严谨的数学推导，保证了读者对频域操作的物理意义有深刻的领悟。当我尝试将书中的理论应用于我的遥感图像处理项目中时，发现过去困扰我的许多模糊问题都迎刃而解，那种茅塞顿开的感觉非常棒。这本书，是那种需要静下心来，慢慢品味才能体会到其深厚的内功的经典之作。