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2023-07-22 12:37 |
计算光学带来的成像革命
本书以科普的形式,详细阐述了计算光学成像的基础知识和实践应用。 s.`%ZDl@Y 通过专题讲解的形式,深入浅出地讲述了光场、光学系统设计、偏振、散射成像、相位、计算照明、计算光学成像中的数学问题、计算成像的编码等计算光学成像的关键技术,阐述了超快成像技术、计算探测器、深度学习、超分辨率、量子成像、微纳光学等前沿技术与计算光学成像的融合。 O|OSE 本书用通俗易懂的语言、形象直观的插图,将计算光学成像技术娓娓道来,不仅可以为计算光学和光学成像等领域的初学者建立一个完整的理论体系,帮助其更好地理解这门学科;而且能够为广大计算光学领域的从业人员提供参考,使其短时间内对某个专题有较为深入的认识,更好地做好研究和应用工作。 Qv0>Pf @~#79B"9&
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VWA -?%r lDPRn~[#\ 目录 ";?C4%L 5@>4)dk\ 下一代光电成像技术:计算光学成像 001 JNM@Q 1. 什么是计算光学成像 002 =PKt09b^ 2. 为何要发展计算成像 003 4R*<WdT( 3. 计算成像发展过程中面临哪些问题 004 JIbzh?$aD 4. 计算成像有哪些种类 006 &>zy_) 5. 计算成像发展的现状怎么样 007 7{+Io 6. 计算成像的未来是什么 007 E0)mI)RW. w
HHF=Q 光场:计算光学的灵魂 009 U??f< 1. 什么是光场 010 0]eh>ab> 2. 从物理学的角度看光场 011 %<J(lC9,C 3. “全”光场的意义是什么 015 fyg~KF} 4. 如何测量“全”光场 016 vi! r8k 5. 光场对计算光学的推动 018 t`8e#n 9 mam5G!$ 光学系统设计,何去何从 021 U8QR*"GmT 1. 熟悉的光学镜头 022 1_j<%1{sZ 2. 球面、非球面、自由曲面到超透镜 024 -4y)qGb*? 3. 极简光学系统设计 028 xH`j7qK. 4. 计算光学系统设计 029 z@%/r~?| kJ#[UCqzM 偏振:古老却依然很新鲜 031 3<)@ll 1. 漫长的偏振历史 032 K+7yUF8XP 2. “*所不能”的偏振 035 dW{o+9 nw 3. 偏振探测器——偏振成像走向广阔市场的钥匙 041 HzG~I8o(d 4. 偏振成像的未来是什么 043 =Qj+Ug' B=q)}aWc 散射成像:又爱又恨的散射 045 w*6!?=jP 1. 无处不在的散射 046 _!C)r*0( 2. “开挂”的散射成像 052 3<jAp#bE 3. “被炒作”的散射成像 057 ~aqT~TL_ 4. 散射成像的未来 059 >G4HZE 4iYKW2a 相位,到底是个啥 061 e"o6C\c 1. 相位到底是什么 062 %7C%`)T] 2. 相位能干什么 065 DX&lBV 3. 怎么用好相位 071 n&YW".iG *,pZ fc 计算照明,你是计算成像的“金箍棒” 073 qUEd
E`B 1. 什么是计算照明 074 9N*S-Po= 2. 为什么要计算照明 075 k}I5x1>& 3. 计算照明拥有美好的未来 083 wcdW72 L.IoGUxD 计算光学成像中的数学问题思考 085 #!8^!}nFO 1. 0≠1,数字与模拟的对决 086 z,}c?BP 2. 再见了,无穷 089 t-eKruj+ 3. 除以0,你躲得了初一,逃不了十五 090 AT%*
~tr 4. 歧路亡羊——一对多映射问题 092 c#\ah}]Vo 5. 虚做实来实亦虚——相位恢复 095 1IOo?e=/bM 6. 相关 097 H IPcZ!p 7. 尾声 099 .y %pGi %?]{U($? 计算成像的编码,该怎么编 101 kwDh|K 1. 编码到底是什么 102 0okO+QU,a 2. 为什么要编码?我们该怎么编码 104 k\+y4F8$x 3. 如何评价编码 107 e9z$+h 4. 编码的未来如何 109 vDK:v$g o;M.Rt\A 偏振为什么能三维成像 111 e?^\r)1
1. 寻找另一个维度的代价 112 )d770Xg+ 2. 偏振三维成像的原理 117 F.~n 3. 偏振成像系统与偏振三维成像卫星载荷 120 2d5}`> 4. 影响偏振三维成像的因素 123 "4Lg8qm 5. 更广阔的应用前景 124 9atjK4+o jy\W_CT 再论计算成像——应用篇 127 + AcKB82 1. 手机摄影 129 q:`77 2. 监控 131 L~*|,h 3. 汽车自动驾驶 133 >zPO>.?h7T 4. 光学遥感 135 2X qTyf< 5. 医学检查与手术 136 ShL1'Z}^{ 6. 工业检测 138 O3^98n2 7. 军事应用 141 L\/u}]dPQ 8. 总结 141 u#a%( b lRY7 天下武功,唯快不破——超快成像技术 143 6)=](VmNL` 1. 什么是超快成像(高速摄影) 144 avu*>SB 2. 超快成像的发展历程 147 Qa,NGP. 3. 超快成像分类 153 Gt^|+[gD 4. 超快成像存在的问题和未来 155 8BYIxHHz 5. 尾声 157 egZyng
pB 8Zcol$XS' 千呼万唤不出来的计算探测器 159 wFK:Dp_^ 1. 人眼,视觉与仿生 160 i_|9<7a
2. 从胶片到CCD和CMOS 163 Ez06:]Jd 3. 什么是计算探测器 165 l 8O"w& 4. 探测器的未来是什么 170 &ui:DZAxj| 5. 总结 171 EzzTJ> =8$|_ 深度学习:你行不行 173 %/{IssCR7 1. 源起 174 :`:xP 2. 兴盛 177 e+NWmu{<_ 3. 失败 180 ^-gfib|VGe 4. 求败 182 JfI aOhKs] X4d Xm>*?= 超分辨率,到底超了谁 183 R<0Fy =z 1. 分辨率的定义 185 e%PCe9 2. 衍射极限与分辨率 186 Hfh@<'NL] 3. 超分辨率与超衍射极限 189 Jn@Z8%B@Z 4. 图像超分辨率重建 200 3x04JE3! 5. 小结 200 DY)D(f/&3 kR<xtHW 量子成像“量子”不 201 BhqhyX\D&y 1. 量子,科学史上*大的“纠缠” 202 Qy4X#wgD 2. 量子成像,满足了人们的科幻想法 207 ?wGiog<Q{ 3. 从量子成像到关联成像 211 fm3(70F\ 4. 如何对待量子成像 213 mZ`1JO9 5. 量子啊,量子 214 Kg4QT/0VA 6P0y-%[Gk 微纳光学,你很有前途 217 wY' "ab 1. 倏逝波、负折射率和光子晶体 218 kxwNbxC 2. 什么是微纳光学 222 1Z\(:ab13 3. 微纳光学在成像中的作用 228 p@#]mVJ>9 4. 很有前途,但路很长 237 99J+$A1 N YCj; ,V 天下无雾:我们能不能透过那道雾霾 239
W;^Rx.W 1. 天下无雾 240 aML#Z |n 2. 雾里看花——我们到底能看多远 246 EYA/CI 3. 心中无雾——让我们看得更清楚 250 4O$ mR 4. 雾兮雾兮,其形若兮 252 }$^]dn@ $8jaapNm@ 信息是如何在光场中传递的 253 lo"j )Zt 1. MTF,举起了传统成像评价的大旗 254 #]?tY}~ 2. 熵:从热力学到信息论 256 \|v `l{ 3. 信息在成像链路中的传递 259 .6\T`6H=a 4. 信息容量与解译 264 Xwn3+tSIa 5. 总结 269 ||R0U@F, @/9>=#4c 参考文献 271 66/Z\H^d +H41]W6
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