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| 編輯推薦： |
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本书可作为电子科学与技术、电子信息工程、通信工程、微电子科学与工程、光电信息科学与工程、计算机科学与技术、控制科学与工程、仪器科学与技术等专业的高年级本科生教材。
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| 內容簡介： |
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本教材紧密跟踪国内外光电成像与显示领域的新理论、新知识、新技术和新成果，全面讲述光电成像与显示技术及其典型器件、设备和系统。全书分为15章。第1章为绪论，主要讲述光电成像与显示技术的概念和研究意义等。第2~7章主要讲述如何将物体的信息转换成可识别的成像技术。其中，第2章为传统成像技术与照相机；第3章为半导体成像技术与器件；第4章为夜视成像技术与器件；第5章为红外热成像技术与器件；第6章为医学影像技术与设备；第7章为视频监视技术与系统。第8~13章主要讲述图像的显示技术。其中，第8章为传统显示技术与设备；第9章为液晶显示技术与设备；第10章为发光二极管显示技术与设备；第11章为等离子体和激光显示技术与设备；第12章为三维显示技术与系统；第13章为大屏幕显示技术与系统。第14章为音视频信号处理关键技术与设备，主要讲述图像的形成、获取、传输、存储、显示、处理、分析、检测和识别等，以及这些高新技术衍生出来的大量高科技产品。第15章为高清音视频监控与显示系统，讲述成像与显示技术相结合如何被广泛应用到高清音视频监控与显示系统和家庭影院系统工程中。
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| 關於作者： |
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李文峰 西安科技大学三级教授，西安科技大学孵化器负责人，电子科学与技术学科带头人，优秀研究生导师，中国煤炭工业协会两化融合先进个人，英国格拉斯哥大学高级访问学者，西安市一类地方领军人才；兼任中国矿山救护专委会副秘书长，中国矿山安全学会理事，陕西省应急管理与安全生产协会高级别专家组副组长；国家发改委、应急管理部、、科技部等入库专家。长年致力于将电子信息技术应用于应急救援和安全生产等领域，在中外学术期刊、国际会议上发表学术论文100余篇，拥有专利、计算机软件著作权等100余项，获省部级科技进步奖五项。主要著作有《矿山应急救援平台》《专业性应急救援》《空天地井应急通信》《露天矿信息化建设》等。
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| 目錄：
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第1章绪论1
1.1成像与显示技术概述1
1.1.1成像技术概述1
1.1.2显示技术概述2
1.1.3显示设备分类3
1.2光电成像与显示技术研究的意义5
1.2.1光电成像技术研究的意义5
1.2.2光电显示技术研究的意义6
1.2.3成像与显示设备的主要性能指标7
1.3图像参量与人的因素10
1.3.1光的基本特性10
1.3.2人眼视觉特性12
1.3.3色彩学基础14
第2章传统成像技术与照相机17
2.1成像技术发展历程17
2.2照相机18
2.2.1传统成像原理18
2.2.2照相机结构20
2.2.3照相机工作步骤与成像技术22
第3章半导体成像技术与器件23
3.1半导体成像原理与器件23
3.1.1半导体成像工作原理23
3.1.2半导体成像器件发展历程23
3.2CCD成像原理与器件24
3.2.1线阵CCD成像原理24
3.2.2面阵CCD成像原理27
3.2.3特殊CCD成像器件28
3.2.4CCD器件的性能参数30
3.2.5CCD典型器件33
3.3CMOS成像原理与器件34
3.3.1CMOS器件的结构34
3.3.2CMOS图像传感器的像素35
3.3.3CMOS图像传感器的成像与读出36
3.3.4CMOS器件的不足与改进38
3.3.5CMOS典型器件与参数38
3.3.6CCD与CMOS成像技术比较39
第4章夜视成像技术与器件41
4.1微光成像原理与微光夜视仪41
4.1.1微光成像技术41
4.1.2光电倍增管41
4.1.3微光夜视仪的组成与分类43
4.1.4微光夜视仪性能参数44
4.1.5关键技术及典型设备44
4.2红外光成像原理与器件46
4.2.1红外光成像原理46
4.2.2光电探测器与红外光学系统46
4.2.3红外光成像典型器件47
4.3辅助光源48
4.3.1红外LED48
4.3.2白光辅助灯49
4.3.3多光源组合51
第5章红外热成像技术与器件53
5.1红外热成像技术53
5.1.1红外热成像概述 53
5.1.2红外热成像原理53
5.1.3红外探测器55
5.2红外热像仪57
5.2.1红外热像仪概述57
5.2.2红外热像仪设备性能参数58
5.2.3红外热成像典型器件59
第6章医学影像技术与设备61
6.1X射线成像技术与设备61
6.1.1X射线基础知识61
6.1.2传统X射线摄影技术64
6.1.3数字X射线成像技术66
6.2磁共振成像技术与设备67
6.2.1磁共振成像概述67
6.2.2磁共振成像原理69
6.2.3磁共振成像设备71
6.2.4磁共振成像在医学中的应用与前景展望71
6.3超声波成像技术与设备73
6.3.1超声波成像技术概述73
6.3.2超声波成像原理74
6.3.3超声波成像设备77
第7章视频监视技术与系统79
7.1摄像技术发展史79
7.1.1胶片摄像机时代79
7.1.2模拟磁带摄像机时代79
7.1.3数码摄像机时代80
7.1.4监控摄像头时代80
7.1.5高清时代80
7.1.6智能时代81
7.2摄像设备81
7.2.1摄像机81
7.2.2摄像头82
7.2.3图像传感器84
7.3视频监视系统85
7.3.1视频监视系统分类85
7.3.2摄像辅助设备86
7.3.3编解码器87
7.3.4网络连接设备87
7.3.5硬盘录像设备88
7.3.6声光告警89
7.3.7电源90
第8章传统显示技术与设备91
8.1真空荧光管91
8.2辉光放电管92
8.3阴极射线管基本结构与工作原理93
8.3.1黑白CRT显示器的基本结构与工作原理94
8.3.2彩色CRT显示器的基本结构与工作原理94
8.3.3CRT显示器的主要单元96
8.3.4CRT显示器相关技术98
8.3.5CRT显示器驱控电路99
8.4CRT显示器的特点、性能指标及发展历史102
8.4.1CRT显示器的特点102
8.4.2CRT显示器的性能指标103
8.4.3CRT显示技术的发展历史106
8.4.4CRT显示器的新演化——场致发射显示器107
8.5其他传统显示技术109
8.5.1电致变色显示技术及设备109
8.5.2电泳显示技术及设备110
第9章液晶显示技术与设备112
9.1液晶112
9.1.1液晶的分类及晶相113
9.1.2液晶的物理性质115
9.1.3液晶的电气光学效应116
9.2液晶显示设备117
9.2.1液晶显示设备的构造117
9.2.2液晶显示设备的显像原理117
9.2.3液晶显示器的分类122
9.2.4液晶显示设备的驱动124
9.3液晶显示器的技术参数、特点及发展史127
9.3.1液晶显示器的技术参数127
9.3.2液晶显示器的优点129
9.3.3液晶显示器的缺点130
9.3.4液晶显示技术的发展史及产业现状130
第10章发光二极管显示技术与设备132
10.1电致发光显示技术与设备132
10.1.1电致发光现象132
10.1.2电致发光显示器件分类及其特点133
10.1.3本征型ELD的基本结构及工作原理133
10.2发光二极管基本知识134
10.2.1半导体光源的物理基础134
10.2.2发光二极管的结构135
10.2.3发光二极管的驱动135
10.2.4发光二极管的特点及应用136
10.3发光二极管显示设备138
10.3.1发光二极管显示设备的显示原理138
10.3.2发光二极管显示设备的扫描驱动电路139
10.3.3发光二极管显示设备技术指标141
10.4有机发光二极管显示技术141
10.4.1有机发光二极管显示原理141
10.4.2有机发光显示设备的分类及特点142
第11章等离子体和激光显示技术与设备145
11.1等离子体显示技术与设备145
11.1.1等离子体基本知识145
11.1.2等离子体显示设备的显示原理147
11.1.3等离子体显示设备的特点150
11.1.4等离子体显示设备的产业现状151
11.2激光基本知识152
11.2.1激光技术简介152
11.2.2激光的特性154
11.2.3常用激光器154
11.3激光显示设备156
11.3.1激光显示原理156
11.3.2常用激光显示器件158
第12章三维显示技术与系统163
12.1三维显示技术163
12.1.1三维显示技术概述163
12.1.2三维显示技术的分类165
12.2全息显示系统169
12.2.1声光调制器全息显示系统169
12.2.2LCD、DMD全息显示系统170
12.2.3数字全息显示系统171
12.3体积式三维显示系统172
12.3.1体积式三维显示技术分类172
12.3.2Depth Cube三维显示系统173
12.3.3Perspecta显示系统173
第13章大屏幕显示技术与系统175
13.1大屏幕显示技术175
13.1.1大屏幕显示技术概述175
13.1.2被动发光型大屏幕显示176
13.1.3主动发光型大屏幕显示177
13.2投影仪180
13.2.1投影仪成像原理180
13.2.2投影技术180
13.2.3图像显示芯片182
13.2.4投影仪的参数性能183
13.3高清多媒体大屏显示系统184
13.3.1高清多媒体大屏幕显示墙组成184
13.3.2高清多媒体大屏幕显示墙的关键技术186
13.3.3高清多媒体大屏幕显示墙功能186
第14章音视频信号处理关键技术与设备188
14.1音视频监视信号处理关键技术188
14.1.1音视频合成技术188
14.1.2记录存储技术189
14.1.3网络传输技术192
14.1.4压缩编码技术193
14.1.5告警技术197
14.2音视频监视信号处理关键设备198
14.2.1视频采集设备——视频采集卡198
14.2.2视频网络传输、压缩设备——数字视频服务器199
14.2.3视频存储设备——数字硬盘录像机200
14.3音视频显示信号关键技术201
14.3.1图像合成技术201
14.3.2图像分割技术202
14.3.3图像解码技术202
14.3.4图像AI软件应用技术203
14.4音视频显示信号关键设备204
14.4.1显示信号切换设备——矩阵204
14.4.2显示信号拼接设备——大屏拼接处理器204
第15章高清音视频监控与显示系统207
15.1音视频信号传输媒介207
15.1.1双绞线207
15.1.2大对数线缆208
15.1.3同轴电缆208
15.1.4光缆208
15.1.5平行线210
15.2音视频信号接口电路210
15.2.1VGA211
15.2.2DVI211
15.2.3HDMI212
15.2.4DP214
15.2.5AV216
15.2.6S端子接口216
15.2.7光纤接口216
15.2.8手机接口217
15.3音视频监控与显示系统218
15.3.1本地视频监视系统218
15.3.2远程视频监视系统219
15.3.3高清音视频监控与显示系统组成与特点220
15.4家庭影院系统221
15.5视频监控与显示系统工程成本核算与报价223
15.6视频监控与显示系统工程施工与验收224
15.6.1工程施工224
15.6.2工程验收224
参考文献225
附录A专业词语中英文对照索引226
附录B常用符号、缩写中英文对照索引230
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| 內容試閱：
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人是视觉动物，通过视觉获取的信息占人类能够获取的信息的60%以上。在中国神话中，人们渴望拥有“千里眼”“顺风耳”的神技，女娲从“水面反射成像”中看到了自己的容貌继而搓泥成人。后来人类发明了镜子和照相机。现代成像与显示技术主要利用了“光”与“电”之间的转换，光电成像技术主要研究如何将物体的信息转换为人类可识别的图像，光电显示技术主要研究如何将图像呈现给用户。
世界上第一台照相机——达盖尔照相机，诞生于1839年；物理学家布劳恩于1897年发明了阴极射线管。成像器件与显示设备从诞生之日起，就在人们的生产、生活中扮演着重要角色。19世纪90年代，巴黎人曾排长队观看一部长约一分钟的电影；在晚清的中国，大人小孩曾花一两个铜板看西洋镜；20世纪70—80年代，照相机和电视机一度成为新婚家庭的标配；如今，从可折叠的OLED手机显示屏到医院检查身体的B超，生活中处处可见光电成像与显示技术。人类对视觉感官的舒适和便利孜孜以求，希望看得更多、更远、更细致。而今伴随着移动互联网技术的迅猛发展，光电成像与显示技术不仅可以提高工作效率，提升生活质量，更可以促进科技创新，促进经济发展，光电成像器件和光电显示设备作为人机交互的媒介几乎成为现代人每天离不开的工具。同时，光电成像器件和光电显示产业创造了大量产值和就业机会，层出不穷的新技术、新应用也意味着更大的商机。我们无法预估这一领域的技术未来是什么样子，但从2024年2月11日的一篇报道中可以看出一些端倪: 马斯克Neuralink脑机接口公司的联合创始人Hodak研发出一款名为“科学之眼”的Micro LED薄膜显示器，将其植入眼球可以帮助因视网膜感光细胞病变而视力受损的患者恢复视力。未来，成像器件与显示设备或许会成为人类身体的一部分！
最初“光电成像”和“光电显示”是两门专业课程，出于压缩专业课时的需要，本书将成像与显示技术合二为一。显示技术的信号来自成像器件，成像技术的信号需要显示设备进行信息的再现，两门技术为上下游的关系。合并之后各章节之间关系流畅，逻辑上更加合理。本书内容丰富，全面讲述光电成像与显示技术及其典型器件、设备和系统，既有传统的照相机、数码管、阴极射线管，也有目前主流的液晶屏、投影仪、磁共振仪；同时，本书紧密跟踪世界最流行的半导体微光仪、激光电视、三维显示系统等。本书贴近成像与显示技术在各个领域的实际应用，探讨视频监视系统、高清多媒体大屏显示系统、高清音视频监控与显示系统以及家庭影院系统等工程的方案设计方法、成本核算、工程报价、工程施工以及工程验收等，这些内容不仅构成一门贴近实际、经济实用、促进就业的专业课程，也能帮助读者现学现用，为读者赚到自己的第一桶金打下坚实的基础！
在本书撰写期间，OpenAI公司的Sora火爆了。那么，这些由人工智能生成的图像与视频属于哪一类成像与显示技术呢？编者认为，这些图像与视频不属于“光电”或“电光”，应属于“大模型成像与显示”或“算力成像与显示”的技术范畴。本书在撰写期间，也紧跟技术前沿，借鉴了部分由通用人工智能(Artificial General Intelligence，AGI)生成的专业内容。
本书是编者计划出版的第10本图书，“10”是个满数，所以编者更是用心撰写，争取出版一本精品图书，能够广泛传播。冯晨琛、师少伟、薛林东和李彦沛分别撰写了本书的第2章、第6章、第7章和第8章。
本书的出版得到了陕西延长石油(集团)有限责任公司5G网业融通项目、陕西省重点产业创新链项目(2020ZDLGY1507)、陕西煤业化工集团有限责任公司科技研发类投资项目(2023SMHKJB51)以及2023碑林区科技计划项目(GX2334)的资助，在此表示感谢！
由于编者水平有限，书中难免存在不妥之处，敬请广大读者批评指正。
编者
2025年3月于古城西安
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