计算光学成像:何来,何处,何去,何从?

作者:左超; 陈钱
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计算光学成像是一个新的研究领域,它通过联合优化光学系统和信号处理来实现特定的成像功能和特性。它不是光学成像和数字图像处理的简单补充,而是前端(物理域)的光学调节和后端(数字域)的信息处理的有机结合。通过对照明和成像系统进行光学编码和数学建模,通过计算重建获得图像和信息。这种新的成像方法有望突破传统光学成像技术在光学系统和探测器制造工艺、工作条件、功耗成本等方面的局限性,并使其更加实用(相位、光谱、偏振、光场、相干性、折射率、三维形态、深度扩展、模糊恢复、数字重新聚焦、改变观察角度)性能(空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率、信息维度和检测灵敏度),可靠性和可维护性得到了显著提高。现阶段,计算光学成像已经发展成为一个集几何光学、信息光学、计算光学、现代信号处理等理论为一体的新兴交叉技术研究领域。它已成为国际光学成像领域的研究热点,代表了先进光学成像技术的未来发展方向。国内外许多高校和科研院所都倾注了自己的心血,使该领域全面进入《百花齐放,百家争鸣》的繁荣发展局面。作为本期《红外与激光工程》南京理工大学特刊“计算光学成像技术”专栏的第一篇论文,本文总结了计算光学成像领域的历史演变和发展现状,并展望了其未来的发展方向和核心使能技术,以吸引jade。