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吳晗平 著

圖書標籤:

• 紅外技術
• 信息檢索
• 搜索引擎
• 圖像處理
• 模式識彆
• 計算機視覺
• 數據挖掘
• 機器學習
• 智能係統
• 遙感技術

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齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118086737

商品編碼：29434074189

包裝：精裝

齣版時間：2013-03-01

基本信息

書名：紅外搜索係統

定價：89.00元

作者：吳晗平

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2013-03-01

ISBN：9787118086737

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：精裝

開本：16開

商品重量：0.581kg

編輯推薦

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紅外搜索係統根據具體的應用場閤和對象，也稱為紅外搜索和跟蹤係統（IRST ）、紅外警戒係統，由於往往是全方位搜索，因此也稱為全方位紅外搜索係統。海軍紅外搜索和跟蹤（IRST ）係統是一種被動式監視設備，它能全方位探測和跟蹤空中和水麵威脅目標，尤其是在電磁傳感器不起作用的區域，在水天綫附近幾度典型情況下更有效。掠海反艦導彈的性能的發展過程已反映瞭艦載紅外自衛防禦係統所具有的優點。在多傳感器數據融閤領域可利用雷達和IRST係統互補。雷達和紅外組閤保證用數據冗餘技術進行探測，這就從根本上提高瞭目標跟蹤、分類、識彆性能，從而減少作戰係統反應時間。作為空軍和陸軍的紅外搜索係統也具有類似的與之要求匹配的功能和性能。本書以艦船紅外搜索係統為基礎，統攬使用方和研製、生産方的一緻性，從係統總體、技術論證、設計、研製、生産、試驗、檢驗質量管理等全過程、多角度齣發，著重介紹瞭紅外搜索係統的總體和關鍵技術內容，主要包括緒論、紅外搜索係統總體、目標與環境紅外輻射、紅外輻射大氣透過率的工程理論計算方法、大口徑非球麵紅外光學係統、紅外傳感器、全方位紅外動態點目標信息處理與圖像仿真、掃描與穩定伺服係統、作用距離、探測概率與虛警概率、紅外搜索係統的反對抗與作戰效能。相關圖書推薦：《紅外熱成像與信號處理》《激光與紅外探測原理》《紅外搜索係統》《空間激光通信技術與係統》

內容提要

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　　《紅外搜索係統》以艦船紅外搜索係統為基礎，從係統總體、技術論證、設計、研製等全過程的工程角度齣發，著重介紹瞭紅外搜索係統的主體和關鍵技術內容。全書共分10章：章，緒論；第2章，紅外搜索係統總體；第3章，目標與環境紅外輻射；第4章，紅外輻射大氣透過率的工程理論計算方法；第5章，大口徑非球麵紅外光學係統；第6章，紅外傳感器；第7章，全方位紅外動態點目標信息處理與圖像仿真；第8章，掃描與穩定伺服係統；第9章，作用距離、探測概率與虛警概率；0章，紅外搜索係統的反對抗與作戰效能。書中融閤瞭作者的實際工作經驗與科研成果，將基礎理論與工程實際相結閤，係統性和應用性強，概念清晰，思路明晰，易於理解，條理分明。
《紅外搜索係統》可供從事紅外係統工作的研究人員、工程技術人員以及管理人員學習、參考，尤其對於從事艦載、機載、車載等載體的紅外搜索係統研究、管理人員有學習、使用、藉鑒和參考價值；同時可供從事光電係統(裝備)總體論證、技術設計、研製、試驗、檢驗等方麵工作的相關技術與管理人員學習、參考，對於從事電子係統(裝備)的科研、管理和工程技術人員亦有的參考價值；也可作為光學工程、電子科學與技術、兵器科學與技術等學科(專業)碩士生、博士生的教材或參考書。

目錄

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章 緒論
1.1 紅外搜索係統的界定
1.2 與前視紅外係統的比較
1.3 總體研究與設計的目的及意義
1.4 國外現狀與發展趨勢
1.5 在未來戰爭中的作用與地位
參考文獻
第2章 紅外搜索係統總體
2.1 搜索係統分類
2.2 係統組成及分析
2.3 係統工作原理
2.4 係統技術要求
2.5 工程技術特點
2.6 使命任務與技術要求分析
2.7 主要戰術技術指標論證
2.8 總體設計應注意事項
參考文獻
第3章 目標與環境紅外輻射
3.1 黑體及其基本定律
3.2 輻射源分類及輻射量空間分布
3.3 點源、小麵源、朗伯擴展源産生的輻照度
3.4 目標與環境的分類及特點
3.5 環境與目標輻射特性
3.6 目標輻射的簡化計算程序
參考文獻
第4章 紅外輻射大氣透過率的工程理論計算方法
4.1 大氣衰減與透過率
4.2 大氣層結構與大氣的組成及吸收作用
4.3 大氣中輻射衰減的物理基礎
4.4 大氣透過率數據錶
4.5 海平麵上大氣氣體的分子吸收
4.6 不同高度時的分子吸收修正問題
4.7 大氣分子與微粒的散射
4.8 與氣象條件有關的衰減
4.9 平均透過率與積分透過率的計算方法
4.10 計算舉例
參考文獻
第5章 大口徑非球麵紅外光學係統
5.1 紅外光學係統性能及其結構形式技術分析
5.2 紅外光學材料
5.3 光學非球麵
5.4 大口徑紅外非球麵光學係統設計方法
5.5 設計舉例
參考文獻
第6章 紅外傳感器
6.1 紅外成像係統概述
6.2 紅外工作波段的選取分析
6.3 紅外焦平麵陣列非均勻性産生的原因及其校正技術
6.4 係統總體對紅外傳感器提齣的功能及性能指標要求
6.5 紅外傳感器工作原理與組成
6.6 紅外探測器件及物鏡光學參數選取
參考文獻
第7章 全方位紅外動態點目標信息處理與圖像仿真
7.1 全方位紅外搜索係統點目標處理方法
7.2 雙波段數據融閤
7.3 紅外搜索係統的被動測距方法與目標威脅判斷
7.4 紅外動態點目標圖像仿真係統
參考文獻
第8章 掃描與穩定伺服係統
8.1 掃描頭伺服係統
8.2 穩定平颱伺服係統
8.3 測角係統
8.4 導航信息接口
參考文獻
第9章 作用距離、探測概率與虛蕾概率
9.1 紅外搜索係統的目標探測距離概述
9.2 紅外係統作用距離一般形式
9.3 頻域信號處理對紅外搜索係統作用距離的影響
9.4 時域信號處理對紅外搜索係統作用距離的影響
9.5 一種作用距離簡化計算方法
9.6 考慮背景輻射的紅外搜索係統的作用距離方程修正及其等效檢驗
9.7 基於探測率溫度特性與背景影響的紅外搜索係統作用距離方程
9.8 基於D*值綜閤修正的紅外搜索係統作用距離方程
9.9 虛警時間、虛警概率與探測概率
參考文獻
0章 紅外搜索係統的反對抗與作戰效能
10.1 激光損傷及加固方法
10.2 綜閤性能評價方法研究
10.3 作戰效能
參考文獻

作者介紹

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吳晗平，男，1964年10月齣生，湖南澧縣人。工學博士，教授，博士生導師。現任武漢工程大學光電子係統技術研究所所長。中國光學學會光學教育專業委員會常務委員，中國電子學會量子電子學與光電子學分會委員，湖北省儀器儀錶學會常務理事。《中國光學與應用光學》等期刊編委，多傢核心期刊審稿專傢。曾獲省(部)級科技成果奬一等奬一項、三等奬四項。以作者齣版國傢軍用標準一部，齣版獨撰學術專著兩部，在外專業學術期刊上發錶論文七十餘篇。主要研究方嚮：光電子係統總體技術與設計，光電控製與檢測技術，環境與可靠性工程技術，圖像處理與目標識彆，光機電一體化等。

文摘

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序言

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《紅外搜索係統》 一、 導言：窺探隱秘世界，洞察先機 在現代科技日新月異的今天，信息的獲取和分析能力已成為決定成敗的關鍵。而“紅外搜索係統”，顧名思義，它代錶瞭一種超越可見光局限的全新感知維度，一種能夠穿透黑暗、僞裝與距離，直接捕捉物體自身熱輻射信號的技術體係。它不僅僅是一套冷冰冰的設備，更是一種智慧的延伸，一種將無形的熱能轉化為有形信息，從而在瞬息萬變的戰場、復雜多變的工業環境、乃至深邃浩瀚的宇宙探索中，為人類提供前所未有的洞察力與決策支持。 本書《紅外搜索係統》，旨在為您全麵揭示這一前沿技術的核心奧秘。我們並非聚焦於某個具體的應用案例，而是緻力於構建一個宏觀而深入的技術全景圖。從紅外成像的基本原理齣發，追溯其曆史發展脈絡，深入剖析不同類型紅外探測器的製造工藝與性能參數，探討先進的光學設計如何優化信號采集，再到信號處理算法的演進如何從微弱的紅外信號中提取有價值的信息，最終如何將這一切整閤為高效、可靠的搜索係統。這是一場關於物理學、光學、電子學、計算機科學以及材料科學等多學科交叉融閤的探索之旅，旨在讓讀者深刻理解紅外搜索係統的工作機製、技術挑戰與未來發展方嚮。 二、 紅外成像的基本原理：熱輻射的語言 理解紅外搜索係統，首先需要掌握紅外輻射這一基本物理現象。一切高於絕對零度的物體都會嚮外輻射電磁波，其中一部分就落在紅外波段。物體的溫度越高，其輻射的紅外能量就越強，其輻射的峰值波長也越短。換句話說，溫度是紅外輻射的“身份證”，而紅外探測器則扮演著“翻譯官”的角色，將這種肉眼不可見的“熱語言”轉化為人類可以理解的光學或電信號。 本書將從黑體輻射理論講起，詳盡闡述普朗剋定律、維恩位移定律等關鍵公式，解釋不同溫度下的物體輻射特性。隨後，我們將深入探討實際物體並非理想的黑體，其輻射特性受到錶麵材料、發射率等多種因素的影響。在紅外搜索係統中，對這些因素的精確理解和量化，是實現準確目標識彆和環境感知的基石。我們還會討論紅外波段的劃分，如近紅外、中紅外、遠紅外以及太赫茲波段，分析不同波段在穿透性、分辨率和信息特徵上的差異，以及它們如何對應不同的應用場景。例如，中遠紅外波段能有效穿透煙霧、塵埃和植被，在軍事偵察、目標跟蹤和安檢等領域具有獨特優勢。 三、 紅外探測器的核心技術：捕捉微弱信號的藝術 紅外探測器是整個紅外搜索係統的“眼睛”，其性能直接決定瞭係統的探測靈敏度、分辨率和響應速度。本書將係統性地介紹各類主流紅外探測器的技術原理、結構特點、性能指標以及發展趨勢。 1. 熱探測器： 這類探測器利用紅外輻射引起的溫度變化來工作。我們將詳細介紹不同類型的熱探測器，如熱電堆、熱敏電阻、焦電探測器和微熱量計。對於微熱量計，我們將重點闡述其在紅外成像陣列中的應用，包括其工作原理、製造工藝，以及如何通過優化像素結構和讀齣電路來提高性能。我們會深入分析熱探測器在響應速度、探測率（D）等關鍵參數上的錶現，以及其在非製冷型紅外相機中的重要作用。 2. 光子探測器： 這類探測器則直接利用紅外光子的能量激發半導體材料中的電子，産生電信號。我們將重點講解基於不同半導體材料的光子探測器，如： 硫屬化物探測器 (如HgCdTe，MCT)： 深入分析其能帶結構、pn結特性、量子效率、內光電效應以及響應速度。我們將探討如何通過控製材料成分、摻雜工藝和結構設計來優化MCT探測器的性能，以滿足不同紅外波段（特彆是中紅外和遠紅外）的需求。 量子阱紅外光電探測器 (QWIP)： 解釋其利用量子阱材料的躍遷效應來探測紅外輻射的原理，以及其在特定波段的優異性能。我們將討論QWIP在多光譜、抗乾擾探測方麵的潛力。 超晶格探測器： 介紹這類探測器通過巧妙設計的周期性超晶格結構來調控能帶，實現對特定紅外波段的探測。 本書將詳細對比各類探測器的優缺點，分析它們在靈敏度、噪聲抑製、工作溫度、成本和功耗等方麵的差異，並指導讀者如何根據具體應用需求選擇最閤適的探測器類型。 四、 光學設計與係統集成：精準聚焦與信息匯聚 強大的光學係統是捕獲和聚焦紅外輻射的關鍵，而高效的係統集成則能將分散的紅外信號轉化為可用的信息。 1. 紅外光學元件： 紅外光與可見光在介質中的傳播特性存在差異，因此需要特殊的紅外光學材料和設計。本書將介紹常用於紅外光學係統的材料，如鍺（Ge）、矽（Si）、硒化鋅（ZnSe）、氟化鈣（CaF2）、氟化鋇（BaF2）等，分析它們的透過率、摺射率、色散特性及其在不同紅外波段的應用。我們將詳細講解透鏡、反射鏡、濾光片等紅外光學元件的設計原則，包括像差的校正、焦距的計算、視場角的設計以及寬帶抗反射塗層技術。 2. 光學係統設計： 針對不同的搜索場景，我們將探討例如望遠鏡式、顯微鏡式、陣列式等不同構型的紅外光學係統設計。例如，在遠距離目標探測中，需要設計具有大口徑、長焦距的光學係統；在近距離微小目標檢測中，則需要高分辨率的光學係統。我們會深入分析像差（球差、色差、像散、場麯等）對成像質量的影響，以及通過多透鏡組閤、非球麵鏡等先進技術進行校正。 3. 係統集成與封裝： 將探測器、光學係統、電子學綫路和機械結構有機結閤，構成一個穩定可靠的紅外搜索係統。本書將探討不同類型的紅外搜索係統設計，如便攜式、車載式、機載式和固定式。我們將重點關注係統的熱穩定性、結構強度、電磁兼容性以及抗振動、抗衝擊等環境適應性設計。此外，還將介紹紅外光學係統的精密裝調、校準以及維護技術。 五、 信號處理與信息提取：從噪聲中發現真相 探測到的原始紅外信號往往包含噪聲和乾擾，需要經過精密的信號處理纔能提取齣有價值的信息。 1. 圖像預處理： 原始紅外圖像可能存在壞點、噪聲、非均勻性等問題。本書將介紹一係列預處理技術，如壞點校正、平場校正（NUC）、增益補償、去噪算法（如中值濾波、高斯濾波、雙邊濾波）等，以提高圖像質量和後續分析的準確性。 2. 特徵提取與目標識彆： 這是紅外搜索係統的核心功能。我們將深入探討各種特徵提取方法，包括： 邊緣檢測： 如Sobel算子、Canny算子等，用於識彆目標的輪廓。 紋理分析： 如LBP（局部二值模式）、Gabor濾波器等，用於描述目標的錶麵細節。 形狀分析： 如Hu矩、傅裏葉描述子等，用於描述目標的形狀特徵。 光譜特徵分析： 對於多光譜紅外係統，利用不同波段的輻射差異進行目標分類。 在目標識彆方麵，我們將介紹基於模闆匹配、統計分類器（如SVM、KNN）以及深度學習（如CNN）等先進算法。重點分析這些算法在紅外圖像中的優勢和挑戰，以及如何構建有效的紅外目標數據庫。 3. 目標跟蹤與場景理解： 在動態場景中，如何穩定地跟蹤目標是紅外搜索係統的重要任務。我們將討論各種跟蹤算法，如卡爾曼濾波、粒子濾波、深度學習跟蹤器等。同時，還會探討如何利用紅外信息進行場景理解，例如目標分割、背景抑製、目標計數等。 4. 信息融閤： 在復雜環境下，單一的紅外信息可能不足以做齣準確判斷。本書將介紹如何將紅外信息與其他傳感器信息（如可見光、雷達、聲納等）進行融閤，以提高係統的魯棒性和識彆精度。 六、 應用領域與發展趨勢：拓展感知邊界 紅外搜索係統憑藉其獨特的優勢，已在眾多領域展現齣強大的應用潛力。 1. 軍事與安全領域： 夜間偵察、目標跟蹤、導彈預警、反恐反潛、邊界監控、戰場態勢感知等。我們將詳細闡述紅外搜索係統在這些場景下的具體應用，以及其在提高作戰效率、保障人員安全方麵的重要作用。 2. 工業與民用領域： 工業無損檢測： 鍋爐、管道、電力設備、集成電路等的熱點檢測，用於預測故障，保障設備安全運行。 環境監測： 森林火災探測、火山活動監測、大氣汙染物探測等。 醫療診斷： 輔助診斷疾病（如炎癥、腫瘤等），實現非侵入式體溫測量。 安防監控： 智能視頻監控、周界防範、人臉識彆（在特定光照條件下）。 天文學與遙感： 探測遙遠星體的紅外輻射，研究宇宙物質分布；地球資源勘探、氣象監測。 自動駕駛與機器人： 夜間避障、障礙物識彆、行人檢測。 3. 未來發展趨勢： 更高靈敏度、更高分辨率的探測器： 推動新型材料和製備工藝的發展。 更智能的信號處理算法： 結閤人工智能技術，實現更精確、更快速的目標識彆和場景理解。 多光譜與高光譜紅外技術： 提取更豐富的信息，實現更精細的目標分類。 小型化、集成化與低功耗設計： 拓展便攜式應用和嵌入式應用。 先進的紅外隱身與反隱身技術： 在軍事領域的需求推動下，相關技術將持續發展。 與新興技術的融閤： 如與5G、物聯網、大數據等技術的結閤，構建更智能化的感知網絡。 七、 結論：開啓未知之門 《紅外搜索係統》不僅僅是一本技術手冊，更是一扇通往未知世界的大門。通過對本書的學習，您將能夠深刻理解紅外技術是如何悄無聲息地改變著我們感知世界的方式，如何在黑暗與混沌中揭示真相，如何在瞬息萬變的挑戰中洞察先機。從基礎的物理原理到前沿的技術應用，本書力求提供一個全麵、係統、深入的視角，幫助您掌握紅外搜索係統的核心知識，激發您在相關領域的研究與創新。願本書能夠成為您探索紅外世界，開啓無限可能的起點。

評分☆☆☆☆☆

《紅外搜索係統》這個書名無疑勾起瞭我濃厚的閱讀興趣，因為我一直對那些能夠“看透”錶象、揭示隱藏信息的技術充滿嚮往。我原本以為這本書將帶領我進入一個充滿科技魅力的世界，詳細介紹紅外綫這一看不見的光是如何被捕捉、分析並轉化為有價值信息的。我期待書中能夠深入闡述紅外探測器的物理基礎，例如熱輻射的普適性，以及不同材料和設計如何影響探測效率和光譜響應範圍。我希望能夠學習到先進的信號處理技術，如數字信號處理（DSP）算法，以及如何從充滿噪聲的環境中提取微弱的目標信號，並進行有效的濾波和增強。此外，我還渴望瞭解目標識彆和分類的策略，比如如何基於紅外特徵區分飛機、車輛、甚至是生物體，並結閤圖像處理技術實現智能化的搜索和跟蹤。我甚至設想書中會探討紅外搜索係統在天文學、醫學診斷、環境監測等非軍事領域的創新應用，展現其多方麵的潛力。然而，這本書的內容卻令我大失所望，它提供的完全不是我對紅外搜索係統的認知和期待，這無疑是一次令人費解的閱讀之旅。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，《紅外搜索係統》這個書名本身就自帶瞭一種高科技的神秘感，讓我對其中蘊含的知識充滿瞭期待。我一直以來都對光學、物理學以及計算機科學交叉的領域特彆著迷，而紅外搜索係統恰恰是這樣一個集大成者。我設想書中會詳細介紹紅外光譜的原理，不同波段紅外輻射的應用，以及如何設計高效的紅外探測器陣列來覆蓋廣闊的搜索區域。我也期待能夠深入理解信號采集、數據傳輸以及後期的圖像處理和目標跟蹤算法，例如卡爾曼濾波、粒子濾波在目標跟蹤中的應用，以及如何通過多幀圖像融閤來提高目標的可靠性。此外，我非常希望能夠瞭解一些關於紅外隱身技術以及如何對抗紅外搜索係統的策略，這在軍事領域尤其重要。我甚至設想書中會涉及一些前沿的AI技術，如何利用深度學習模型來自動識彆和分類紅外目標，減少人為乾預，提高搜索效率。然而，當我翻開這本書，卻發現內容與我所期望的完全是風馬牛不相及，這讓我感到非常失望，也讓我對這本書的價值産生瞭質疑。

評分☆☆☆☆☆

當我看到《紅外搜索係統》這個書名時，我的腦海中立刻勾勒齣瞭一幅幅關於高科技偵測的畫麵。我原本期待這本書能夠深入淺齣地講解紅外探測技術在現代戰爭和民用領域的廣泛應用。我希望書中能夠詳細介紹紅外傳感器的工作原理，例如如何捕捉物體發齣的熱輻射，以及如何將這些微弱的信號放大和處理。我期待能夠瞭解不同類型的紅外探測器，如製冷型和非製冷型，它們的優缺點以及適用的場景。我還對紅外圖像的形成過程，以及如何從中提取有用的信息，例如目標的形狀、大小、溫度等特徵，充滿興趣。更重要的是，我希望書中能夠闡述紅外搜索係統是如何實現對目標的定位、跟蹤和識彆的，例如在復雜的戰場環境中，如何從雜亂的背景中準確地鎖定目標。我也設想書中會包含一些實際的案例分析，展示紅外搜索係統在反導、反恐、搜救等方麵的成功應用。然而，令人匪夷所思的是，這本書的內容與它的書名毫無關聯，這讓我對這本書的編撰和齣版流程産生瞭疑問，也讓我這次閱讀體驗充滿瞭意外和睏惑。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名是《紅外搜索係統》，然而，我翻閱瞭整本書，從封麵到封底，從前言到附錄，都沒有找到任何關於“紅外搜索係統”的內容。這讓我感到非常睏惑和失望。我期待的是一本能夠深入淺齣地介紹紅外探測技術、信號處理、目標識彆算法，甚至可能包括實際應用案例的書籍。例如，我希望書中能詳細講解紅外成像原理，不同類型紅外探測器的特性和選擇，以及如何有效地從復雜的背景噪聲中提取目標信號。我甚至設想書中會包含一些關於先進的紅外搜索與跟蹤（IRST）係統的架構設計，例如多傳感器融閤技術，或者利用機器學習和深度學習來提升搜索係統的魯棒性和準確性。我也對書中可能會涉及的實際部署場景，如航空、航海、軍事偵察，甚至是環境監測和工業診斷中的應用，抱有濃厚的興趣。然而，這本書的內容卻完全偏離瞭我對書名的預期，讓人不禁懷疑其書名是否真實反映瞭其內容，抑或存在某種誤導。我不得不說，這是一次令人費解的閱讀體驗，我在尋找關於紅外搜索係統的知識時，得到的卻是一片空白。

評分☆☆☆☆☆

當我拿到《紅外搜索係統》這本書時，我立刻被它簡潔而專業的書名所吸引。我一直對利用紅外綫進行目標探測和識彆的技術充滿好奇，尤其是在現代科技日益發展的今天，紅外搜索係統在國防、安全、科研等領域都扮演著至關重要的角色。我原本以為這本書會帶領我走進一個充滿挑戰與創新的世界，詳細闡述紅外探測器的基本原理，如黑體輻射、普朗剋定律，以及光電探測器、熱釋電探測器等不同類型的器件如何將紅外輻射轉化為電信號。接著，我期待能夠學習到如何對這些信號進行有效的處理，例如降噪、濾波、信號增強等技術，以便更清晰地分辨齣目標。更進一步，我希望書中能深入探討目標識彆的算法，比如基於特徵匹配、模闆匹配，或者更先進的機器學習方法，來區分不同的紅外目標。當然，我更希望書中能包含一些實際的係統設計案例，讓我們瞭解如何在復雜的實際環境中構建一個高效可靠的紅外搜索係統。然而，令人意外的是，整本書的內容與紅外搜索係統毫不相乾，這讓我對內容的真實性和書名的準確性産生瞭深深的疑問。