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计算光学成像
资料介绍
一、计算光学成像的定义与核心逻辑
计算光学成像是将光学成像系统与数字计算技术深度融合的新型成像范式，区别于传统光学成像“光学系统直接形成可观测图像”的逻辑，它打破了光学系统设计与图像信息处理的边界，通过编码光学入射波前，结合计算重构算法获取目标场景的高维度信息。传统光学成像遵循“物-像”点对点映射规则，光学系统承担主要成像功能，后端仅做简单的信号采集与存储；计算光学成像则将成像过程拆解为“光学编码”与“计算解码”两个环节，光学系统负责对目标信息进行规则调制，计算机负责从编码后的测量信号中重构出目标图像或特定维度信息，实现“光学+计算”联合设计、联合优化。
这种新范式带来了多方面的突破：一是突破了传统光学系统的物理限制，比如在硬件分辨率不足的情况下通过计算实现超分辨率成像，在大视场与大景深不可兼得的场景下通过编码孔径实现大景深成像；二是能够获取传统光学无法得到的多维度信息，除了强度信息之外，还可以高效获取目标的光谱、偏振、深度、三维形貌等信息；三是拓展了成像的应用场景，能够解决传统成像难以应对的非视域成像、透过散射介质成像等极端问题。
二、计算光学成像的核心组成模块
2.1 光学编码模块
光学编码是计算光学成像的基础环节，核心是通过光学元件对入射光场进行可预测的调制，将目标的不同信息分量映射到不同的测量通道中，避免信息混叠，为后续解码重构提供基础。常用的编码方式可以分为空间编码、光谱编码、偏振编码、相位编码等几类：
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