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。 b8HE."*t  
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。 h^d\xn9GT#  
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。 9>{t}Id  
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目录 1$OVe4H1  
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下一代光电成像技术：计算光学成像 001 V{FE[v_  
1. 什么是计算光学成像 002 bpnv&EG  
2. 为何要发展计算成像 003 |>@-grs  
3. 计算成像发展过程中面临哪些问题 004 !Y|8z\Q  
4. 计算成像有哪些种类 006 d|3o
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5. 计算成像发展的现状怎么样 007 I<xy?{s  
6. 计算成像的未来是什么 007 yXXvs'$R \  
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光场：计算光学的灵魂 009 U,38qKE  
1. 什么是光场 010 bHJoEYY^  
2. 从物理学的角度看光场 011 = uk`pj  
3. “全”光场的意义是什么 015 !Z-9tYO  
4. 如何测量“全”光场 016 55,=[  
5. 光场对计算光学的推动 018 X [!X>w&z|  
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光学系统设计，何去何从 021 1wb
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1. 熟悉的光学镜头 022 E+Im~=m$  
2. 球面、非球面、自由曲面到超透镜 024 K@*rVor{  
3. 极简光学系统设计 028 XW^8A77H  
4. 计算光学系统设计 029 v}&#f&q!  
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偏振：古老却依然很新鲜 031 v#-E~;CcC  
1. 漫长的偏振历史 032 $mD>rx  
2. “*所不能”的偏振 035 2pjW,I!`  
3. 偏振探测器——偏振成像走向广阔市场的钥匙 041 m'SmN{(t  
4. 偏振成像的未来是什么 043 QS5H>5M)  
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散射成像：又爱又恨的散射 045 pY,O_ t$  
1. 无处不在的散射 046 2H3(HZv  
2. “开挂”的散射成像 052 +!Q!m 3/I  
3. “被炒作”的散射成像 057 Gxo# !  
4. 散射成像的未来 059  A<2I!  
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相位，到底是个啥 061 ;hkro$  
1. 相位到底是什么 062 Ogd8!'\  
2. 相位能干什么 065 l`G(O$ct  
3. 怎么用好相位 071 X:R%1+&*  

u\:rY)V  
计算照明，你是计算成像的“金箍棒” 073 *$JB`=Q  
1. 什么是计算照明 074 pK<%<dIc  
2. 为什么要计算照明 075 6hLNJ  
3. 计算照明拥有美好的未来 083 j=FMYd8$y  
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计算光学成像中的数学问题思考 085 qPqy4V.;  
1. 0≠1，数字与模拟的对决 086 ~c!Rx'  
2. 再见了，无穷 089 ;v%Q8  
3. 除以0，你躲得了初一，逃不了十五 090 xJN|w\&  
4. 歧路亡羊——一对多映射问题 092 jk K#e$7  
5. 虚做实来实亦虚——相位恢复 095 NoJUx['6  
6. 相关 097 "$]ls9-%n  
7. 尾声 099 T.J`S(oI  
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计算成像的编码，该怎么编 101 tSI& "-  
1. 编码到底是什么 102 _k6x=V;9g  
2. 为什么要编码？我们该怎么编码 104 `}[VwQ  
3. 如何评价编码 107 Go-wAJ>  
4. 编码的未来如何 109 vlAO z  
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偏振为什么能三维成像 111 >'eB2  
1. 寻找另一个维度的代价 112 lj4%(rB=  
2. 偏振三维成像的原理 117 *Yj~]E0`1  
3. 偏振成像系统与偏振三维成像卫星载荷 120 1]_?$)$T  
4. 影响偏振三维成像的因素 123 C:rRK*  
5. 更广阔的应用前景 124 D~5yj&&T;  
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再论计算成像——应用篇 127 +{5JDyh0  
1. 手机摄影 129 x(rd$oZO  
2. 监控 131 &t~zD4u B  
3. 汽车自动驾驶 133 6#-6Bh)>4  
4. 光学遥感 135 +.S#=  
5. 医学检查与手术 136 Q^*G`&w,  
6. 工业检测 138 )Y=w40Yzd  
7. 军事应用 141 UaH26fWs  
8. 总结 141 di"C]" ;  
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天下武功，唯快不破——超快成像技术 143 zv$G
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1. 什么是超快成像（高速摄影） 144 gCg4;b6g  
2. 超快成像的发展历程 147 ;RNM   
3. 超快成像分类 153 c9\B[@-q  
4. 超快成像存在的问题和未来 155 8$2l^  
5. 尾声 157 $dlnmNP+  
\_lG#p|  
千呼万唤不出来的计算探测器 159 NS7@8 #C  
1. 人眼，视觉与仿生 160 +R2^* *<  
2. 从胶片到CCD和CMOS 163 h9w@oRp`~  
3. 什么是计算探测器 165 G/NTe  
4. 探测器的未来是什么 170 's$A+8;L  
5. 总结 171 jN31\)/i  
c_@XQ&DC`  
深度学习：你行不行 173 ~!8%_J_  
1. 源起 174 Tg3:VD  
2. 兴盛 177 8]sTX9  
3. 失败 180 I++W0wa.n  
4. 求败 182 U(rr vNt:t  
6.7
`0v?,n  
超分辨率，到底超了谁 183 \Pw8wayr%  
1. 分辨率的定义 185 tn"Y9 k|  
2. 衍射极限与分辨率 186 H @_eFlT t  
3. 超分辨率与超衍射极限 189 M,.b`1-w  
4. 图像超分辨率重建 200 "}S9`-Wd|  
5. 小结 200 AeNyZ[40T  
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量子成像“量子”不 201 Py|H? ,6=  
1. 量子，科学史上*大的“纠缠” 202 Q mb[ e>  
2. 量子成像，满足了人们的科幻想法 207 UiJ^~rn  
3. 从量子成像到关联成像 211 RY\{=f  
4. 如何对待量子成像 213 >E//pr)_Km  
5. 量子啊，量子 214 s,1pZT <E  
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微纳光学，你很有前途 217 u3Zzu\{  
1. 倏逝波、负折射率和光子晶体 218 g0^~J2sDd  
2. 什么是微纳光学 222 *\=2KIF'  
3. 微纳光学在成像中的作用 228 wm); aWP  
4. 很有前途，但路很长 237 u~'m7  
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天下无雾：我们能不能透过那道雾霾 239 DePV,.  
1. 天下无雾 240 F,'^se4&  
2. 雾里看花——我们到底能看多远 246 )z]q"s5 Y  
3. 心中无雾——让我们看得更清楚 250 NWo7wVwc/c  
4. 雾兮雾兮，其形若兮 252 *23m-  
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信息是如何在光场中传递的 253 p{A}p9sjx  
1. MTF，举起了传统成像评价的大旗 254 S[W9G)KWp  
2. 熵：从热力学到信息论 256 j[$B\H  
3. 信息在成像链路中的传递 259
Z:\;R{D  
4. 信息容量与解译 264 ^>,<*p  
5. 总结 269 Nb^
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参考文献 271 r*X}3t*  
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