计算光学成像技术
课程编码：1802110803X1P3003H
英文名称：Computational Optical Imaging Technology
课时：40
学分：2.00
课程属性：专业课
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、光学工程等专业的研究生开设的专业课程，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成像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，虽然计算光学成像这一概念出现时间较晚，但是，自出现以来研究者众多，涉及范围广泛，且目前的研究比较分散，没有形成统一的技术体系，因此，至今没有系统且全面的教材。本课程将主要从已经公开的文献资料中对各类技术进行总结和凝练，形成教学课件，供学生学习。此外，目前国内外诸多高校都在开设关于计算摄影的相关课程，相关课件可以供研究生作为学习的参考资料。
预修课程
要求学生余修物理光学、几何光学等课程的基础知识，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 4学时 吕群波
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 6学时 王建威
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 6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 2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 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
第八章 计算光谱成像技术 6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
第九章 无透镜成像技术 3学时 王建威
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 3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 6学时 王建威
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、
Computational Photography: Method and Applications@Fourier Optics and Computational Imaging
R. Lukac@K. Khare
2011年@2016年
CRC Press@John Wiley & Sons
课程教师信息
吕群波，中国科学院空天信息创新研究院，研究员，博导，主要从事光学成像、光谱成像、信号处理处理技术研究
王建威，中国科学院空天信息创新研究院，高工，主要从事光学成像、光谱成像、仪器定标技术研究