课程大纲

课程大纲

计算光学成像技术

课程编码:080300M02019H 英文名称:Computational Optical Imaging Technology 课时:30 学分:2.00 课程属性:一级学科普及课 主讲教师:吕群波等

教学目的要求
《计算光学成像技术》是为国科大光学、光学工程、物理电子学、物理、微电子等专业的研究生开设课程,适合在光学领域的研究生学习,开拓学生的研究视野,为学生进入研究所从事光学领域的科研工作提供前沿知识积累。
该课程涉及光学成像领域的前沿研究重点和热点,由于计算光学成像这一概念出现时间较晚,涉及范围较广,至今没有系统全面的教材,只能从最新的文献中进行总结和凝练,美国Duke大学David J. Brady教授曾经针对计算光学成像技术所涉及的基本理论进行了较全面的介绍,相关课件可以提供给研究生作为参考。

预修课程
要求学生具有物理、光学、光学工程等课程的基础知识。如果具有工程光学和信号处理知识则更好。

大纲内容
第一章 计算光学成像技术简介 2学时 吕群波
第1节 光学成像发展历程
第2节 计算光学成像概念
第3节 计算光学成像技术分类
第4节 计算光学成像优缺点
第5节 国内外重点研究方向
第二章 光学成像中的数学基础 2学时 赵娜
第1节 常用数学函数
第2节 光学系统线性描述
第3节 数字采样理论
第4节 常用数学变换
第5节 成像中的逆问题
第三章 光学基础理论 4学时 赵娜
第1节 几何光学基本定律
第2节 几何光学中的成像概念
第3节 理想光学系统
第4节 光学系统中的光阑
第5节 光学系统的光路计算
第6节 光学系统的像差理论
第7节 典型光学系统
第8节 光度学与色度学基础
第9节 光的干涉
第10节 光的衍射
第四章 光学像质评价方法 3学时 吕群波
第1节 像质评价的重要性
第2节 全链路像质评价方法
第3节 基于光学系统像质评价
第4节 基于图像信息像质评价
第5节 基于应用像质评价
第五章 结构光照明成像技术 2学时 吕群波
第1节 主动光学成像技术简介
第2节 传统三维成像技术
第3节 结构光技术概念
第4节 结构光成像技术
第5节 其他技术综述
第六章 飞行时间成像技术 3学时 吕群波
第1节 飞行时间成像简介
第2节 传统飞行时间成像技术
第3节 激光雷达成像技术
第4节 飞行时间相机技术
第5节 非视域成像技术
第七章 计算光谱成像技术 4学时 吕群波
第1节 光谱成像技术简介
第2节 光谱成像技术应用
第3节 光谱成像技术分类
第4节 光谱成像技术关键环节
第5节 计算层析光谱成像技术
第6节 编码孔径光谱成像技术
第7节 干涉光谱成像技术
第8节 技术发展趋势分析
第八章 光场成像技术 2学时 吕群波
第1节 传统成像技术局限性
第2节 光场成像技术原理
第3节 典型光场成像技术
第4节 光场成像技术应用
第5节 技术发展趋势分析
第九章 无透镜成像技术 2学时 赵娜
第1节 透镜成像技术特性分析
第2节 无透镜成像基本概念
第3节 无透镜成像技术沿革
第4节 无透镜成像技术特性
第5节 技术发展趋势分析
第十章 数字超分辨成像技术 2学时 吕群波
第1节 成像分辨率重要性
第2节 影响分辨率的因素
第3节 数字超分辨成像发展历程
第4节 基于多帧图像的超分辨技术
第5节 基于单帧图像的超分辨技术
第十一章 读书报告 4学时 赵娜
第1节 计算光学最新进展,学生讲述,师生共同讨论

参考书
1、 Fourier Optics and Computational Imaging K. Khare 2016年 John Wiley & Sons Ltd

课程教师信息
吕群波,男,博士,研究员,博导。现任中国科学院光电研究院计算光学成像技术实验室副主任。多年来一直从事光谱成像技术、光谱数据处理等方面的研究工作,承担了装备型号、国家863-703重点、863-701重点、国防基础预研、中科院知识创新工程、中科院国防创新基金、中科院“十二五”支撑等项目的研究,作为课题骨干参与了环境卫星高光谱成像仪、星载高光谱相机、高分重大专项等项目的研究,发表相关学术论文70余篇,授权发明专利60项,授权计算机软件著作权8项。