![数码相机中的图像传感器和信号处理 [Image Sensors and Signal Processing for Still Cameras]](https://pic.tinynews.org/11666525/551389a6Nee9934c9.jpg)
具体描述
编辑推荐
图像传感器作为图像获取重要的基本的器件，在信息世界占据着及其重要的地位，如果说计算机相当于人类的大脑，那么图像传感器则相当于人类的眼睛，图像传感器已经渗透到人类生活的各个领域。
本书对数码相机中的图像获取和信号处理技术形成了完整、系统的覆盖。其内容较好地阐述了图像信息流，使读者可以全面地掌握光学成像系统、图像传感器、信号处理模块构成。全书并没有特别苛刻的数学要求，读者只需掌握基本数学工具即可。
推荐阅读：《》
内容简介
本书以大众熟悉的数码单反相机的发展历史为出发点，阐述了相机中的镜头、感光器件和图像处理电路等硬件的结构及原理，详细介绍了图像处理算法以及相机成像质量评价的相关基础知识，是一本不可多得的、相对全面的图像传感技术领域著作。
本书既可供课堂教学使用，也可供自学使用，尤其适合作为图像传感器和信号处理领域的专业技术人员的参考书。
作者简介
Junichi Nakamura，在1979年和1981年于东京工业大学分别获得电子工程的学士学位和硕士学位，并在2000年于东京大学获电子工程的博士学位。1981年加入了奥林巴斯光学株式会社，在光学图像处理部门工作两年后，他转到了有源像素传感器部门。从1993年9月到1996年10月，他作为杰出访问学者在加州理工学院的美国宇航局喷气推进实验室工作。2000年，他加入加州帕萨迪纳的Photobit公司，领导了若干客制传感器的研发。从2001年11月开始，他在镁光日本分公司（MicronJapan，Ltd）的日本成像设计中心工作，并且是一名Micron Fellow。Nakamura博士担任1995年、1999年和2005年IEEE的Charge�睠oupled Devicesan dAdvanced Image Sensors专题讨论会的技术程序主席，并且在2002年和2003年担任IEDM的Detectors,Sensorsand Displays小组委员会的成员。他是IEEE的高级成员，也是Instituteof ImageIn for mationand Television Engineers of Japan的会员。
徐江涛，分别于2001年、2004年和2007年在天津大学获得微电子技术本科和微电子学与固体电子学硕士、博士学位，目前为天津大学副教授。主要研究领域为CMOS图像传感器和图像信号处理芯片。承担多项国家科技重大专项、国家自然科学基金等项目，成功研制名款CMOS图像传感器芯片。
内页插图
目录
第1章 数码相机概览
1.1 什么是数码相机
1.2 数码相机的历史
1.2.1 早期概念
1.2.2 索尼Mavica
1.2.3 静态视频相机
1.2.4 静态视频系统为什么会失败
1.2.5 数码相机的黎明
1.2.6 卡西欧QV-10
1.2.7 像素数量之战
1.3 数码相机的类型
1.3.1 傻瓜式相机
1.3.2 单反相机
1.3.3 数码后背
1.3.4 玩具相机
1.3.5 可拍照手机
1.4 数码相机的基本结构
1.4.1 数码相机的典型框图
1.4.2 光学系统
1.4.3 成像器件
1.4.4 模拟电路
1.4.5 数字电路
1.4.6 系统控制
1.5 数码相机的应用
1.5.1 新闻摄影
1.5.2 印刷出版
1.5.3 网络应用
1.5.4 其他应用
第2章 数码相机中的光学系统
2.1 光学系统基础及光学性能评价标准
2.1.1 光学系统基础
2.1.2 调制传递函数和分辨率
2.1.3 像差和点列图
2.2 数码相机中光学系统的特点
2.2.1 数码相机成像光学系统的配置
2.2.2 景深和焦深
2.2.3 光学低通滤波器
2.2.4 衍射的影响
2.3 数码相机成像光学系统设计的几个重要方面
2.3.1 设计过程举例
2.3.2 玻璃材料的选择
2.3.3 有效利用非球面透镜
2.3.4 镀膜
2.3.5 抑制变焦镜头出射光线的角度波动
2.3.6 设计中对大批量生产过程的考虑
2.4 数码相机成像镜头变焦类型及其应用
2.4.1 视频变焦类型
2.4.2 多组移动变焦镜头
2.4.3 短变焦镜头
2.5 总结
参考文献
第3章 图像传感器基础知识
3.1 图像传感器的功能
3.1.1 光电转换
3.1.2 电荷收集与积累
3.1.3 成像阵列的扫描
3.1.4 电荷检测
3.2 像素中的光电探测器
3.2.1 填充因子
3.2.2 彩色滤光阵列
3.2.3 微型透镜阵列
3.2.4 SiO2/Si接触面的反射
3.2.5 电荷收集效率
3.2.6 满阱容量
3.3 噪声
3.3.1 图像传感器中的噪声
3.3.2 固定模式噪声
3.3.3 暂态噪声
3.3.4 拖尾和高光溢出
3.3.5 图像拖影
3.4 光电转换特性
3.4.1 量子效率和响应率
3.4.2 光电转换特性机理
3.4.3 灵敏度和信噪比
3.4.4 如何提高信噪比
3.5 阵列的性能
3.5.1 调制传递函数
3.5.2 图像传感器的MTF
3.5.3 光学黑色像素和伪像素
3.6 光学格式和像素大小
3.6.1 光学格式
3.6.2 像素大小的考虑
3.7 CCD图像传感器与CMOS图像传感器的对比
参考文献
第4章 CCD图像传感器
第5章 CMOS图像传感器
第6章 图像传感器的测评
第7章 色彩理论及其在数码相机中的应用
第8章 图像处理算法
第9章 图像处理引擎
第10章 图像质量评价
第11章 对未来数码相机的一些设想
附录A 标准光源下每勒克斯的入射光子数
附录B 成像系统的灵敏度和ISO感光度指标
前言/序言
译者序
人类通过视觉系统获取的信息占获取信息总量的80%以上，如果说计算机相当于人类的大脑，那么图像传感器则相当于人类的眼睛。图像传感器作为图像信息获取最重要和最基本的器件，在信息世界中占据着极其重要的地位。半导体图像传感器相比传统的胶片成像具有可实时处理和显示、数字输出、便于储存和管理等诸多优势，迅速成为图像传感器发展的主导力量。2009年，凭借着在发明CCD（Charge�睠oupled Device，电荷耦合器件）和影像传感技术方面所做出的杰出贡献，美国科学家Willard S.Boyle和George E.Smith荣获了诺贝尔物理学奖。这是对40余年来半导体图像传感器技术飞速发展的最大肯定。
图像传感器已经渗透到人类生活中的各个领域。首先，人眼敏感的光谱范围相对局限，对于非可见光范围内的光信息接收，需要借助图像传感器完成； 其次，人眼所能分辨的物体的极限物理尺寸远大于微观尺度，故对于各种物理化学的微观变化的研究须借助图像传感器成像； 再次，对于人类暂时无法到达的空间的研究，也需要借助图像传感器来进行； 最后，日常生活当中，图像传感器还能进行超高速监控，并且记录影像。基于上述原因，图像传感器一经发明便在消费类电子、视频监控、航空航天、工业、医疗、军事等多个领域得到了广泛应用，并且日益成为人类活动所依赖的重要工具。
根据光信号的感知和读出方式不同，图像传感器可以分为CCD和CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）两类。CCD图像传感器由于采用了独特的工艺技术，其具有弱光照条件下效果好、信噪比高、色彩还原能力强等优点，从而主导了图像传感器感光元件领域近30年。CMOS图像传感器（CMOS Image Sensor，CIS）是在进入20世纪90年代后，由于对低成本成像系统的消费需求激增而开始兴起的另一类图像传感器。CIS采用半导体电路最常用的CMOS工艺，具有集成度高、功耗小、响应速度快等优势。随着CMOS工艺的不断进步，CIS已经取代了CCD图像传感器的市场主流地位。2014年，CIS芯片出货量超过35亿颗。
随着图像传感器技术持续发展，相关著作不断涌现，本书原著即为其中之一。本书以大众所熟悉的数码单反相机的发展历史为出发点，阐述了相机中的镜头、感光器件和图像处理电路等硬件的结构及原理，详细介绍了图像处理算法以及相机成像质量评价的相关基础知识，是一本不可多得的、相对全面的图像传感技术领域专著。本书原作者及合作者均是图像传感领域的资深从业者，相信他们的经验将为国内相关领域的从业者提供很好的借鉴。
本书译者及课题组自2001年起开展CMOS图像传感器芯片研究，先后承担了多项CMOS图像传感器和视觉信号处理芯片等领域的国家科研项目，具有扎实的理论功底和丰富的实践经验，这为本书的翻译工作打下了良好的基础。
课题组的部分研究生参与了本书的翻译、整理和校对工作，他们分别是高志远、邹佳伟、周益明、尹昭杨、闫石、张梦醒等，在此表示衷心的感谢。
由于能力所限，翻译中的不妥之处在所难免，恳请广大读者予以批评指正。
译者
2015年1月于天津大学
前言
自从1995年第一台消费级数码相机问世以来，数码相机（Digital Still Camera，DSC）的市场占有率迅速增加。第一台DSC采用了仅有25万像素的电荷耦合器件（Charge�睠oupled Device，CCD）图像传感器。十年之后，数种800万像素的消费级傻瓜相机问世，而专业数码单反（Digital Single�睱ens Reflex，DSLR）相机已经达到1700万像素。输出适合电视显示器的视频相机设备，其图像传感器的垂直分辨率是标准化的。与之不同的是，DSC并没有标准的输出或者分辨率，因此传感器的像素数在持续增长。传感器技术的不断发展使得在尺寸越来越小的传感器上容纳越来越多的像素数成为可能。如今消费级相机的像素尺寸可以达到仅2.3μm×2.3μm。虽然像素尺寸如此急剧缩小，但是传感器的灵敏度却在改善，衬衣口袋大小的消费级DSC能在相当于ISO400胶片的曝光值下拍出质量很好的照片。
光学系统和电路技术的发展也是可圈可点的。它们的发展使得DSC拍出的照片质量能够与通常的卤化银胶片相机相媲美。正是由于这些性能上的提升，2003年DSC的出货量超越了胶片相机。
《数码相机中的图像传感器和信号处理》一书重点介绍数码相机中的图像获取和信号处理技术。从图像信息流的方面而言，DSC由光学成像系统、图像传感器、信号处理模块构成。其中信号处理模块用于接收来自图像传感器的信号，并且将其转变为数字信号，压缩后存于DSC存储器中。图像获取部分包括光学系统、传感器和负责将光信号转化成数字信号的信号处理块的前端环节。信号处理模块的其余部分负责产生存储于存储器中的图像数据。其余诸如机械部件、数据压缩、用户界面以及输出处理模块（提供输出信号到电视显示器、LCD、打印机等外接设备上）不在本书的讨论范围之内。
本书适合从事DSC领域的电子工程学的研究生和工程师，同时也适合作为图像传感器和信号处理领域的专业技术人员的兴趣读物。全书共分为11章。
（1） 第1章“数码相机概览”，介绍了DSC的历史背景与发展现状。读者在此章中可以明白什么是DSC，DSC的发展历程，现代DSC的类型、结构与应用。
（2） 第2章“数码相机中的光学系统”，宽泛地阐述了DSC中运用的光学成像系统。显然，高质量的图像需要高性能的光学成像系统，并且随着像素尺寸的缩小和数量的增长，对于光学成像系统的要求也变得越来越高。
（3） 第3~6章回顾了DSC应用的图像传感器技术。首先，第3章“图像传感器基础知识”阐释了CCD和CMOS图像传感器的功能和性能参数。其次，第4章“CCD图像传感器”详细描述了成像设备中广泛采用的CCD图像传感器。本章内容涵盖广泛，从基础的CCD工作流程一直介绍到DSC中专用的CCD图像传感器的设计。再次，第5章“CMOS图像传感器”讨论了相对较新的CMOS图像传感器技术，而作为其前身的MOS型图像传感器多年前就应用到市场中，甚至早于CCD图像传感器。最后，接着前3章对于图像传感器的讨论，第6章“图像传感器的测评”给出了用于评价DSC中图像传感器性能的方法。
（4） 第7章和第8章提供了实现图像处理算法所需的基础知识。第7章“色彩理论及其在数码相机中的应用”所讨论的话题，其内容过多而本书难以一一介绍，故本章的重点在于颜色理论如何影响DSC的实际运用。第8章“图像处理算法”介绍了DSC中软硬件所应用的算法。基础的图像处理算法和相机控制方法将以具体例子的形式介绍出来。
（5） 第9章“图像处理引擎”大体介绍了图像处理硬件引擎的架构。DSC和数码摄像机所要求的性能参数在此章中做了回顾，接着介绍了信号处理引擎的架构。同时，模拟前端和数字后端设计的例子于此章中作了介绍。
（6） 第10章“图像质量评价”，读者在本章了解到前几章中所描述的各部分是如何影响图像质量的。此外，本章还给出了图像质量相关的标准。
（7） 第11章“对未来数码相机的一些设想”中，CMOS图像传感器的先驱者Eric Fossum按照当前技术的发展速度预测讨论了未来DSC图像传感器，并且探索了一种新的图像传感器的例子。关于未来数码相机的设想在此章中也有提及。
我想尽可能向所有对本书付出了宝贵的精力与时间的人们表示由衷的感谢，他们中的大多数都活跃在工业领域。本书的顺利完成与他们的贡献是分不开的。同时，我也很感谢对手稿进行了认真校对的合著者们： Dan Morrow,Scott Smith,Roger Panicacci,Marty Agan,Gennnady Agranov,John Sasinowski,Graham Kirsch,Haruhisa Ando,ToshinoriOtaka,Toshiki Suzuki,Shinichiro Matsuo和Hidetoshi Fukuda。同样还由衷地感谢镁光科技有限公司（Micron Technology,Inc.）宣传企划组的Jim Lane,Deena Orton,Erin Willis,Cheryl Holman,Nicole Fredrichs,Nancy Fowler,Valerie Robertson和John Waddell等人对手稿、附录、目录表的校对，为第3章和第5章配图，以及为出版所准备的图表。
Junichi Nakamura,Ph.D.
Japan Imaging Design Center
Micron Japan,LTD
用户评价
我一直认为，要真正拍出好照片，光靠技巧是不够的，还需要对成像的底层原理有深刻的理解。这本书正好填补了我在这方面的知识空白。我对书中关于“灵敏度”（Sensitivity）和“信噪比”（Signal-to-Noise Ratio, SNR）的讲解尤为关注。它不仅解释了ISO感光度的概念是如何产生的，还深入剖析了影响传感器灵敏度的各种因素，比如像素大小、量子效率、以及放大电路的设计。更重要的是，书中详细阐述了信噪比对于图像质量的重要性，以及在不同光照条件下，传感器和信号处理算法如何共同努力来提高信噪比。我非常欣赏书中对“电子噪声”（Electronic Noise）的分类和分析，包括暗电流噪声、读出噪声、以及热噪声等，并且探讨了不同的降噪技术如何针对这些不同类型的噪声进行抑制。这让我明白，所谓的“纯净”画面，是无数个技术细节共同作用的结果。此外，本书对“色彩科学”（Color Science）的探讨也让我受益匪浅。它不仅仅局限于RGB色彩模型，还深入讲解了色彩空间、白平衡的校正原理，以及如何通过信号处理来精确地还原被摄物体的真实色彩。我尤其期待能够通过这本书，了解色彩滤波器阵列（CFA）的设计以及色彩插值算法的进步，是如何一步步提升数码相机在色彩还原上的准确性的。这本书是一本既有理论深度，又与实际应用紧密结合的优秀读物，它能够帮助读者从根本上理解数码相机的工作原理，从而在拍摄和后期处理中做出更明智的决策。
评分这本书我之前就有耳闻，身边的一些摄影爱好者和专业人士都推荐过，说是在图像传感器技术和后期信号处理方面有非常深入的讲解。我一直对数码相机成像的底层原理感到好奇，尤其是传感器如何捕捉光线，以及后续的信号处理过程是如何将原始数据转化为我们看到的精美照片的。市面上关于摄影的书籍很多，大多侧重于拍摄技巧、后期调色或者器材评测，真正能深入到成像核心技术原理的却不多。我一直希望找到一本既有深度又不失趣味性的读物，能够解答我关于像素、信噪比、色彩科学、降噪算法等等疑问。这本书的英文原名 [Image Sensors and Signal Processing for Still Cameras] 听起来就非常学术和专业，我猜想它应该能满足我深入探索的需求。我尤其期待书中能够详细介绍不同类型传感器（如CCD和CMOS）的工作原理、各自的优缺点，以及它们在不同场景下的表现。另外，信号处理部分也很吸引我，比如Demosaicing（去马赛克）算法如何还原色彩，降噪算法如何平衡细节和纯净度，以及高动态范围（HDR）成像背后的技术等等。我希望这本书能用相对易懂的语言，将这些复杂的技术概念讲解清楚，并且能够结合实际案例或者图示，让我能够更好地理解。当然，如果书中还能涉及一些未来传感器技术的发展趋势，那就更完美了，比如多层堆叠传感器、全局快门技术等等，这些都是我非常感兴趣的话题。总之，我满怀期待地认为这本书将是我摄影知识体系中一个重要的补充，能够帮助我更深入地理解数码摄影的本质，从而在我的创作中获得更大的提升。
评分这本书给我的印象是，它是一本非常扎实的技术参考书，适合对数码相机成像原理有深度需求的读者。我一直对传感器中的“像素”（Pixel）结构感到好奇，特别是它的尺寸、填充因子以及光电二极管的设计如何影响成像质量。这本书从最基础的光电转换原理讲起，详细介绍了CMOS和CCD传感器的不同架构，以及它们在性能上的优劣。我尤其关注书中关于“电子噪声”（Electronic Noise）的章节，它不仅分类清晰地介绍了各种噪声的来源，还深入分析了不同降噪算法的原理和应用。这让我意识到，所谓的“纯净”画面，是无数技术细节和算法优化的结果。在信号处理部分，我对“色彩还原”（Color Reproduction）的讲解印象深刻。书中详细介绍了色彩滤波器阵列（Color Filter Array, CFA）的工作原理，以及去马赛克算法（Demosaicing Algorithms）如何通过插值来重建全彩色图像。这让我对数码照片色彩的准确性有了更深的理解，也认识到不同算法对色彩表现的影响。我之前一直对“动态范围”（Dynamic Range）的概念比较模糊，这本书详细解释了它在传感器和信号处理环节中的重要性，并介绍了如何通过传感器设计和信号处理技术来扩展动态范围，例如HDR技术。这本书的内容非常详实，不仅适合技术爱好者，对摄影师来说也是一本宝贵的参考书，能够帮助我们更好地理解相机成像的内在机制，从而在拍摄和后期处理中做出更明智的决策。
评分我最近刚拿到这本书，迫不及待地翻阅了一下。虽然我不是技术专家，但对数码摄影的原理一直很感兴趣。这本书给我的第一印象是内容非常扎实，它不像很多科普读物那样浅尝辄止，而是真正地深入到技术层面。比如，关于CMOS传感器的章节，详细讲解了光电二极管、像素结构、读出电路等，让我对像素是如何“看到”光线有了更清晰的认识。我特别留意了书中关于“量子效率”和“满阱容量”的解释，这些参数对我理解传感器在高光和暗光下的表现至关重要。此外，信号处理的部分也让我大开眼界。书中对“去马赛克”（Demosaicing）算法的介绍，不仅仅是简单地说一下，而是详细讲解了不同插值方法的原理和优缺点，甚至提到了插值过程中可能出现的伪色彩问题。这让我意识到，我们看到的色彩并非直接来自传感器，而是经过了一系列的复杂计算。我也很关注书中关于“降噪”（Noise Reduction）的章节，它不仅分析了不同类型的噪点（如亮度噪点和色度噪点），还介绍了各种降噪技术，如空间域降噪和频率域降噪，并且探讨了在保留细节和消除噪点之间如何权衡。这对于理解为什么有些相机在高ISO下照片依然干净，有些则噪点明显，有了很好的解释。这本书的语言虽然比较专业，但配以大量的图表和示意图，使得理解起来并不算困难。它真正做到了将抽象的技术概念具象化，让我感觉自己正在一点点地揭开数码相机成像的神秘面纱。
评分这本书给我的感觉是，它是一本技术含量极高，但又尽可能通俗易懂的著作。我一直对数码相机的工作原理感到好奇，特别是图像传感器如何捕捉光线，以及信号处理如何将这些原始数据转化为我们看到的精美照片。这本书从基础的光电转换原理讲起，详细介绍了CMOS和CCD传感器的结构和工作方式，让我对像素的构成、光电二极管的设计以及电荷的读取过程有了更清晰的认识。我尤其关注书中关于“量子效率”（Quantum Efficiency）和“满阱容量”（Full Well Capacity）的讲解，这些参数直接影响着传感器的灵敏度和动态范围。在信号处理部分，我对“去马赛克”（Demosaicing）算法的详细介绍印象深刻。书中不仅列举了各种插值算法的原理，还分析了它们在色彩还原和细节保留上的优劣。这让我意识到，我们看到的色彩并非直接来自传感器，而是经过了一系列的复杂计算。我之前一直对“信噪比”（Signal-to-Noise Ratio, SNR）的概念比较模糊，这本书详细解释了它在成像质量中的重要性，以及如何通过传感器设计和信号处理技术来提高信噪比。此外，书中对“降噪”（Noise Reduction）技术的深入探讨，让我理解了如何平衡降噪和细节保留之间的关系。这本书的内容非常全面，对于想要深入了解数码相机成像技术的读者来说，是一本不可多得的参考书。
评分这本书给我的感觉就像一位经验丰富的老师，耐心地引领我一步步探索数码相机成像的奥秘。我非常喜欢书中对“曝光”（Exposure）和“动态范围”（Dynamic Range）的深入剖析。它不仅仅是停留在“保证主体曝光正常”这样一个层面，而是深入探讨了传感器如何捕捉不同光照强度的信息，以及信号处理如何在宽容度范围内进行优化。我尤其关注书中关于“光电转换效率”和“ADC（模数转换器）”的章节，它们直接关系到传感器能够记录多少细节，以及最终图像的色彩和亮度精度。我了解到，不仅仅是传感器本身，后续的信号处理流程，比如伽马校正（Gamma Correction）和色调映射（Tone Mapping），同样在决定最终成像的动态范围方面起着至关重要的作用。书中对“摩尔纹”（Moiré Pattern）和“锯齿”（Aliasing）等成像瑕疵的成因分析，也让我茅塞顿开。我之前一直对照片中偶尔出现的彩色条纹和不平滑的边缘感到困惑，这本书清晰地解释了这些现象的来源，并且介绍了通过抗锯齿滤波器（Anti-aliasing Filter）和更先进的信号处理算法来解决这些问题。我非常欣赏书中对不同传感器架构（如堆叠式传感器）的介绍，它们是如何通过创新设计来突破传统传感器的性能瓶颈。这本书不仅仅是技术手册，更像是一本引导读者思考的教材，它激发了我对相机设计的兴趣，让我开始思考未来相机可能的发展方向。
评分这本书给我最大的惊喜在于它对于“传感器噪声”（Sensor Noise）的全面而细致的讲解。我一直以来都对数码照片中的噪点问题感到头疼，高ISO下的噪点尤其影响画面质量。这本书从噪声的物理成因出发，详细分析了热噪声、读出噪声、散粒噪声等各种噪声的来源，并且深入探讨了不同类型的噪声在传感器和信号处理流程中的表现。我尤其欣赏书中对“降噪算法”（Noise Reduction Algorithms）的介绍，它不仅列举了各种算法的名称，还深入剖析了它们的原理，例如空间域滤波、频率域滤波、以及基于深度学习的降噪技术。书中还探讨了在进行降噪处理时，如何在减少噪声和保留图像细节之间取得平衡，这是一个非常实际且重要的问题。我了解到，过度的降噪可能会导致图像细节的丢失，甚至出现“涂抹感”，而适度的降噪则能显著提升图像的观感。此外，书中关于“色彩精度”（Color Accuracy）和“白平衡”（White Balance）的章节也让我受益匪浅。我一直以来都对如何在不同光源下获得准确的色彩感到困扰，这本书详细解释了色彩滤波器阵列（Color Filter Array, CFA）的工作原理，以及白平衡校正算法是如何通过调整三原色信号的比例来还原真实的色彩。这让我对数码相机在色彩还原上的技术复杂性有了更深刻的认识。这本书的内容非常充实，不仅适合技术爱好者，也对摄影师有很大的启发作用，能够帮助我们更好地理解相机成像的内在机制。
评分这本书的出版，对于所有对数码相机成像技术有深入探究愿望的读者来说，无疑是一份宝贵的财富。我尤其欣赏书中对于基础理论的严谨性。从光电转换的基本原理开始，它一步步地构建起对图像传感器复杂的内部结构的认知。我花了相当长的时间来理解CCD和CMOS这两种主流传感器技术之间的差异，书中不仅详细描述了它们各自的工作流程，还通过对比分析，清晰地阐述了它们在读取速度、功耗、以及成像质量上的权衡。这让我不再仅仅停留在“CMOS速度快”这样模糊的认知上，而是能够理解其背后的技术原因。在信号处理的部分，本书对拜耳滤波器（Bayer filter）的讲解尤为细致，解释了为何传感器每个像素只能捕捉红、绿、蓝三原色中的一种，以及后续的去马赛克算法是如何通过复杂的插值来重建全彩色图像的。这让我对数码照片的色彩还原有了更深的理解，也认识到早期相机在色彩表现上的局限性。书中对“动态范围”（Dynamic Range）的讨论，也让我印象深刻。它不仅解释了动态范围的物理意义，还探讨了如何通过传感器设计和信号处理技术来扩展数码相机的动态范围，例如数模转换（ADC）的分辨率、多重曝光技术等。对于我这样热爱拍摄风光和人像的摄影师来说，理解这些能够直接影响画面细节和层次的技术，非常有价值。我能够感觉到作者在编写过程中，投入了大量的时间和精力去搜集、整理和分析最新的技术信息，使得这本书具有很高的时效性和前瞻性。
评分这本书给我的印象是，它是一本为真正对数码相机成像技术有深度追求的读者量身打造的。我之前一直对传感器中的“像素”（Pixel）结构感到好奇，特别是它的尺寸、填充因子以及光电二极管的设计如何影响成像质量。这本书从最基础的光电转换原理讲起，详细介绍了CMOS和CCD传感器的不同架构，以及它们在性能上的优劣。我尤其关注书中关于“电子噪声”（Electronic Noise）的章节，它不仅分类清晰地介绍了各种噪声的来源，还深入分析了不同降噪算法的原理和应用。这让我意识到，所谓的“纯净”画面，是无数技术细节和算法优化的结果。在信号处理部分，我对“色彩还原”（Color Reproduction）的讲解印象深刻。书中详细介绍了色彩滤波器阵列（Color Filter Array, CFA）的工作原理，以及去马赛克算法（Demosaicing Algorithms）如何通过插值来重建全彩色图像。这让我对数码照片色彩的准确性有了更深的理解，也认识到不同算法对色彩表现的影响。我之前一直对“动态范围”（Dynamic Range）的概念比较模糊，这本书详细解释了它在传感器和信号处理环节中的重要性，并介绍了如何通过传感器设计和后期处理技术来扩展动态范围，例如HDR技术。这本书的内容非常详实，不仅适合技术爱好者，对摄影师来说也是一本宝贵的参考书，能够帮助我们更好地理解相机成像的内在机制，从而在拍摄和后期处理中做出更明智的决策。
评分这本书给我的感觉是，它不仅仅是一本介绍数码相机图像传感器和信号处理的书，更像是一本关于“光影的科学”的入门指南。我一直对光线如何被转化为数字信息感到好奇，这本书从最基础的光电效应讲起，逐步深入到传感器内部的像素结构和电路设计。我尤其喜欢书中对“量子效率”（Quantum Efficiency）和“量子噪声”（Quantum Noise）的讲解，这些概念直接决定了传感器捕捉光线的能力以及成像的纯净度。它让我明白，为什么有些传感器在高光环境下表现更好，有些则在高ISO下更容易出现噪点。在信号处理部分，我对“去马赛克”（Demosaicing）算法的讲解印象尤为深刻。书中不仅介绍了各种插值算法的原理，还分析了它们在色彩还原和细节表现上的差异。这让我意识到，我们看到的色彩并非直接来自传感器，而是经过了复杂的数学计算和算法处理。我之前一直对“摩尔纹”（Moiré Pattern）和“锯齿”（Aliasing）等成像伪影感到困惑，这本书详细解释了它们的成因，并介绍了通过抗锯齿滤波器和更先进的信号处理技术来解决这些问题。我非常欣赏书中对“动态范围”（Dynamic Range）的深入探讨，它不仅解释了动态范围的物理意义，还介绍了如何通过传感器设计和信号处理技术来扩展数码相机的动态范围，例如多重曝光和色调映射等技术。这本书让我对数码相机成像的整个流程有了更全面的认识，也让我对背后的技术细节有了更深入的理解，是一本非常有价值的参考书。
评分很薄，很适合科普，很直观
评分讲的是有关数码专业方面的知识，会涉及一些专有名词
评分内容略为老旧，但毕竟很多原理上的东西是不会变的。比较易懂。
评分挺快的但图书的包装一点也不走心，经常破损！
评分很不错的，看上去确实好。
评分好，，，，，，，，，
评分评价拿京豆，说好的二十个只给了十个
评分看大家的评价应该，应该是我想要的书。学习学习摄像头传感器的相关知识。
评分应该多翻译一些国外经典技术书，国内基本没人在做这个
相关图书
![伯克利物理学教程(SI版) 第4卷 量子物理学(精装翻译版) [Berkeley Physics Course-Quantum Physics] pdf epub mobi 电子书 下载](https://pic.tinynews.org/11970235/57ce3338Ne46561c0.jpg)
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2025 book.idnshop.cc All Rights Reserved. 静思书屋 版权所有