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姜楠 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302422679

商品编码：29761370547

包装：平装

出版时间：2016-04-01

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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

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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

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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

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章绪论
1.1研究意义
1.2量子图像处理的产生与发展
1.3本书组织结构
第2章量子计算基础知识
2.1量子计算和量子计算机
2.1.1量子态及其叠加
2.1.2量子态的时间演化及其幺正性
2.1.3纠缠
2.1.4量子不可克隆定理
2.2研究量子计算机的原因
2.3量子逻辑门
2.3.1一位门
2.3.2二位门
2.3.3多位门
2.3.4量子计算复杂性
2.4本章小结
第3章量子图像处理研究进展
3.1概述
3.2量子图像表示
3.2.1QubitLattice
3.2.2RealKet
3.2.3EntangledImage
3.2.4FRQI
3.2.5NEQR
3.2.6NAQSS
3.2.7QSMC&QSNC;
3.2.8QUALPI
3.3量子图像处理算法
3.3.1几何变换
3.3.2色彩处理
3.3.3图像分割
3.3.4特征提取
3.3.5图像置乱
3.3.6图像加密
3.3.7信息隐藏和数字水印
3.4本章小结
第4章量子图像表示
4.1INEQR
4.2GQIR
4.2.1GQIR表示
4.2.2图像制备
4.3本章小结
第5章量子图像置乱
5.1量子Arnold/Fibonacci置乱
5.1.1经典Arnold/Fibonacci置乱原理
5.1.2量子加法器
5.1.3量子模N加法器
5.1.4量子Arnold/Fibonacci置乱的GQIR表示
5.1.5量子Arnold/Fibonacci置乱的线路构建
5.1.6量子Arnold/Fibonacci逆置乱
5.1.7量子Arnold/Fibonacci置乱的例子
5.1.8置乱线路复杂度分析
5.2量子Arnold置乱的改进
5.2.1对已有方案的分析
5.2.2二进制运算的特殊性
5.2.3量子Arnold置乱的改进
5.2.4改进后算法的网络复杂度
5.3量子Hilbert置乱
5.3.1经典Hilbert置乱原理
5.3.2Hilbert矩阵迭代公式的变形
5.3.3量子Hilbert置乱
5.3.4量子Hilbert逆置乱
5.3.5量子Hilbert置乱的例子
5.3.6网络复杂度
5.4本章小结
第6章量子图像几何操作
6.1量子图像缩放
6.1.1图像缩放概述
6.1.2基于近邻的图像缩放原理
6.1.3量子图像放大
6.1.4量子图像缩小
6.1.5量子图像缩放的例子
6.1.6网络复杂度
6.2量子图像平移
6.2.1图像平移概述
6.2.2量子比较器
6.2.3量子图像平移
6.2.4复杂性分析
6.2.5实验分析
6.3本章小结
第7章量子伪彩色处理
7.1经典伪彩色编码原理
7.2量子色图
7.2.1量子色图表示
7.2.2QCR的制备
7.3量子伪彩色处理编码方案
7.3.1量子算法
7.3.2量子伪彩色编码的实现
7.3.3复杂度分析
7.3.4量子伪彩色处理的例子
7.4本章小结
第8章量子信息隐藏
8.1量子LSB信息隐藏
8.1.1经典LSB信息隐藏
8.1.2量子LSB信息隐藏
8.1.3量子LSB分块信息隐藏
8.1.4实验模拟与分析
8.2基于Moiré条纹的量子信息隐藏
8.2.1莫尔效应
8.2.2基于莫尔条纹的量子信息隐藏
8.2.3提取操作
8.2.4实验模拟与分析
8.3本章小结
参考文献

作者介绍

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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

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序言

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《量子之眼：微观世界的视觉解析》 探索物质的微观结构，揭示世界的本质奥秘。 我们生活在一个由粒子构成的宏观世界，而这个世界的底层逻辑，却隐藏在量子世界的奇诡与精妙之中。理解物质最基本的构成要素，便是理解我们所处宇宙的根基。《量子之眼：微观世界的视觉解析》一书，并非直接探讨具体的图像处理技术，而是将目光投向了量子力学这一深刻影响我们认知世界方式的理论基石。它旨在为读者构建一个关于量子世界的直观理解框架，从而为未来更深入的科学探索，乃至对信息传递、物质构成等领域的前沿技术（如量子计算、量子通信等）的理解，打下坚实的理论基础。 本书并非一本艰涩的物理学教材，而是以一种更加贴近读者认知习惯的方式，引导大家一步步走进奇妙的量子领域。我们不会充斥着复杂的数学公式，而是将通过生动形象的比喻、引人入胜的案例，以及精美的插图，来阐释量子力学中最核心、最颠覆性的概念。从原子的神秘结构，到光子的奇特行为，再到微观粒子之间错综复杂的关系，本书都将以一种易于理解的视角进行呈现。 第一章：打破经典桎梏——量子世界的序曲 在本章中，我们将回顾经典物理学在解释微观现象时遇到的困境，例如黑体辐射和光电效应。这些经典理论的“失灵”，正是催生量子革命的直接原因。我们将探讨普朗克提出的量子假说，它如何大胆地假设能量并非连续可分的，而是以一份份“量子”的形式存在。这一革命性的思想，如同一把钥匙，开启了通往微观世界的大门。我们还将简要介绍玻尔模型，虽然它已被更精密的量子力学所取代，但它在引入能级概念、解释原子光谱等方面，仍具有重要的历史意义和启发性。通过这一章节，读者将初步领略到，量子世界与我们熟悉的宏观世界有着截然不同的运行规则。 第二章：波粒二象性——物质的“双重性格” 在本章中，我们将深入探讨量子世界最令人着迷的特性之一——波粒二象性。电子、光子等微观粒子，究竟是粒子还是波？本书将通过经典的双缝干涉实验，以通俗易懂的方式解释这一现象。我们会引导读者想象，当一个粒子（例如电子）通过双缝时，它竟然能够像波一样发生干涉，仿佛同时穿过了两条缝隙。这种“既在此处，又在彼处”的特性，挑战了我们根深蒂固的经典思维。我们将进一步解释，这种二象性并非粒子在某些时候表现为波，在另一些时候表现为粒子，而是其本质就同时具备了波和粒子的属性。理解波粒二象性，是理解后续量子现象的基础。 第三章：量子叠加与测量——不确定性的艺术 量子叠加态是量子力学中最核心的概念之一。在本章中，我们将以形象的比喻，例如“薛定谔的猫”思想实验，来解释叠加态的含义。一只猫在箱子里，可能处于“死”与“活”的叠加状态，直到我们打开箱子进行观测。我们将强调，在被观测之前，微观粒子可以同时处于多种可能的状态之中。而一旦我们进行测量，叠加态就会坍缩，粒子会随机地选择其中一种状态呈现出来。我们将讨论测量的作用，以及它如何不可避免地影响量子系统的状态。这种“不确定性”并非由于我们测量技术的不足，而是量子世界本身的内在属性。本书将引导读者思考，在观测行为发生之前，我们所能把握的，仅仅是某种概率分布。 第四章：量子纠缠——“幽灵般的超距作用” 爱因斯坦曾将量子纠缠描述为“幽灵般的超距作用”。在本章中，我们将深入探讨这一匪夷所思的现象。当两个或多个粒子发生纠缠后，它们之间会建立起一种奇特的关联，无论它们相距多远，它们的状态都是相互联系的。也就是说，当你测量其中一个粒子的状态时，另一个纠缠粒子的状态会瞬间确定，这种关联似乎不受空间距离的限制。我们将通过一些经典的例子，例如贝尔不等式的检验，来解释量子纠缠是如何被实验验证的，并讨论它对我们理解定域性（Locality）和实在性（Realism）等基本物理概念带来的挑战。量子纠缠不仅具有深刻的哲学意义，更是未来量子通信和量子计算的关键技术支撑。 第五章：量子隧穿效应——穿越“不可能”的障碍 在经典物理学中，一个粒子如果能量不足以越过一个势垒，那么它将无法穿过。然而，在量子世界中，情况则大不相同。在本章中，我们将介绍量子隧穿效应，它允许粒子有一定概率“穿过”能量比自身更高的势垒，即使在经典力学中这是不可能的。我们将用生动的图像来展示这一过程，并解释其背后的概率机制。量子隧穿效应在许多自然现象中扮演着重要角色，例如核聚变、扫描隧道显微镜（STM）的工作原理等。本书将带领读者认识到，量子世界充满了“不可思议”的可能性。 第六章：量子世界的应用前景——从理论到现实 在最后一部分，我们将目光从纯粹的理论转向量子世界的广阔应用前景。虽然本书不直接介绍具体的图像处理技术，但我们将探讨量子力学如何为未来的科技发展提供全新的思路和工具。 量子计算： 介绍量子计算机的原理，它利用量子比特（qubit）的叠加和纠缠特性，有望在特定问题上实现远超经典计算机的计算能力。这将对密码学、药物研发、材料科学等领域产生颠覆性影响。 量子通信： 探讨量子通信如何利用量子态的不可克隆性，实现真正意义上的信息安全。例如，量子密钥分发（QKD）技术，可以保证通信的绝对安全性。 量子传感： 介绍量子传感器如何利用量子系统的超高灵敏度，实现对微弱信号的精确测量，这将极大地推动精密测量技术的发展，例如在医学诊断、环境监测等领域。 《量子之眼：微观世界的视觉解析》并非要教你如何操作一台量子计算机，也不是一本关于量子图像处理的实用手册。它的目的是为你打开一扇通往微观世界的大门，让你领略量子力学的奇妙与深刻。通过本书，你将获得一种全新的视角来理解物质的本质，以及信息在最基本层面上的传递与交互方式。这种认知上的飞跃，将为你在面对未来科技浪潮时，提供更深邃的洞察力，也为你在科学探索的道路上，播下好奇与求知的种子。本书将让你明白，我们所见的宏观世界，其背后是多么精巧而令人敬畏的量子规律在默默运作。

评分☆☆☆☆☆

我很少给技术书籍写评价，但《数据驱动决策的艺术》这本书让我感到有必要表达一下我的震撼。它最大的突破在于，它成功地弥合了“数据分析”与“商业洞察”之间的巨大鸿沟。很多技术书籍只教你怎么跑模型，怎么清洗数据，但这本书却聚焦于如何将分析结果转化为具有说服力的商业故事。作者在书中展示了大量的图表设计原则，不是教你炫技，而是教你如何用最简洁、最不产生歧义的方式来传达数据背后的真相。书中的案例分析，很多都围绕着A/B测试的实际操作和结果解读，避免了那些过于理想化的假设，非常贴近实际业务的复杂性。阅读体验非常流畅，语言流畅且富有感染力，感觉自己不只是在学习数据分析技巧，更是在学习如何成为一个更具影响力的沟通者。这本书对提升团队整体的决策质量，具有立竿见影的效果。

评分☆☆☆☆☆

我一直以为，要真正掌握这个领域的深度内容，就得啃那些动辄上千页的“大部头”，但《深度学习实践指南》这本书彻底颠覆了我的看法。它给我的感觉更像是一位经验丰富的大师坐在你旁边，手把手地带你走过每一个“坑”。这本书的厉害之处在于，它不仅仅停留在理论层面，而是将理论与实际项目紧密地结合在一起。书中大量的案例分析，每一个都取材于真实的工业场景，让我真切地感受到了在实际工作中会遇到哪些挑战，以及如何运用书中的知识去优雅地解决它们。更让我惊喜的是，作者对“工程化”的关注，从环境配置到模型部署的每一个环节都考虑得非常周全，这在很多偏理论的书籍中是看不到的。读完这本书，我感觉自己仿佛完成了一次高强度的实战训练，对整个技术栈的认知深度和广度都有了一个质的飞跃。

评分☆☆☆☆☆

这本《XX技术精要》简直是为我这种初学者量身定做的！书里的讲解非常到位，理论部分没有一味地堆砌复杂的数学公式，而是用非常直观的方式把核心概念阐述清楚。尤其是关于算法的推导过程，作者似乎深谙读者的思维习惯，总能在我快要迷失在细节的时候，及时抛出一个清晰的类比或者图示，让人茅塞顿开。我记得有几个章节，我之前在别的资料上看了好几遍都没搞明白的难点，在这本书里，仅仅用了几页纸就清晰地梳理出来了。排版也做得非常人性化，重点内容加粗、关键步骤用不同颜色的字体区分，阅读起来毫不费力，简直是那种可以让人一口气读下去，并且读完后感觉收获满满的“干货”书。唯一美中不足的是，个别代码示例的注释可以再详细一些，但瑕不掩瑜，对于想要系统学习这方面知识的读者来说，这本书的价值绝对超出了它的价格。我强烈推荐给所有想从入门走向精通的朋友们。

评分☆☆☆☆☆

这是一本真正体现了“匠人精神”的书籍！《现代系统架构设计》这本书，我断断续续读了快一个月，不是因为它难懂，而是因为里面的内容太值得细细品味了。作者在描述复杂的分布式系统概念时，运用了大量精妙的类比，比如将数据一致性比作社区投票，将网络延迟比作信息传递的成本，一下子就把那些抽象的概念拉到了我们日常生活的层面。书中对失败处理和容错机制的论述，堪称教科书级别，细节之丰富，考虑问题之周全，让人不得不佩服作者在真实世界中踩过的“雷”一定不少。我特别欣赏的是，这本书并没有盲目追逐最新的技术热点，而是把更多的篇幅放在了那些经过时间检验、真正决定系统稳定性的基石技术上。对于架构师或者有志于成为架构师的工程师来说，这本书提供的不仅仅是知识，更是一种看待和构建复杂系统的思维模式。

评分☆☆☆☆☆

说实话，拿到《XX算法解析》这本书时，我有点犹豫，因为市面上同类书籍实在太多了，总担心内容陈旧或者重复。然而，这本书在处理经典算法时的视角非常新颖，它没有简单地复述教科书上的内容，而是深入挖掘了每个算法背后的设计哲学和历史演变。作者似乎对这个领域的发展脉络有着深刻的洞察力，他不仅告诉你“怎么做”，更重要的是告诉你“为什么是这样做的”，以及“在什么情况下应该选择A而不是B”。特别是关于性能优化那几章，作者通过详尽的实验对比，展示了不同优化策略在不同硬件平台上的实际效果差异，数据详实，结论可靠。这本书的行文风格是那种带着学者严谨又不失文人风骨的，读起来是一种享受，让人在获取知识的同时，还能感受到思维的碰撞与升华。绝对是书架上不可或缺的典藏级读物。