未來視界：【計算光學帶來的成像革命】

編輯推薦

1、本書以科普的形式，詳細闡述了計算光學成像的基礎知識和實踐應用。

2、深入淺出地講述了光場、光學系統設計、偏振、散射成像、相位、計算照明、計算光學成像中的數學問題、計算成像的編碼等計算光學成像的關鍵技術。

3、闡述了超快成像科技、計算探測器、深度學習、超分辯率、量子成像、微納光學等前沿技術與計算光學成像的融合。

4、圍繞知識普及的目的，採用專題的形式，用通俗易懂的語言、形象直觀的插圖，將計算光學成像科技這一前沿技術娓娓道來。

5、建立了計算光學和光學成像等領域的完整的理論體系。

內容簡介

本書以科普的形式，詳細闡述了計算光學成像的基礎知識和實踐應用。

通過專題講解的形式，深入淺出地講述了光場、光學系統設計、偏振、散射成像、相位、計算照明、計算光學成像中的數學問題、計算成像的編碼等計算光學成像的關鍵技術，闡述了超快成像技術、計算探測器、深度學習、超分辯率、量子成像、微納光學等前沿技術與計算光學成像的融合。

本書用通俗易懂的語言、形象直觀的插圖，將計算光學成像科技娓娓道來，不僅可以為計算光學和光學成像等領域的初學者建立一個完整的理論體系，幫助其更好地理解這門學科； 而且能够為廣大計算光學領域的從業人員提供參攷，使其短時間內對某個專題有較為深入的認識，更好地做好研究和應用工作。

作者簡介

邵曉鵬，教授，西安電子科技大學光電工程學院院長，西安市計算成像重點實驗室主任，173重點專案首席，科普專欄作家。

主要研究方向：計算光學成像科技、光電圖像處理與模式識別、光電儀器研製與測試。

現任國家部委專業組專家，中國光學工程學會常務理事、中國光學學會理事、陝西省光學學會副理事長、陝西省光學工程學會副理事長、西安市雷射紅外學會副理事長； 國防工業光電資訊控制和安全技術等多個重點實驗室學術委員會委員。 Advanced Imaging主編，Ultrafast Science副主編，《應用光學》副主任委員，《激光與光電子學進展》《光學精密工程》《光子學報》《系統工程與電子技術》《數據采集》《光電技術應用》《西安電子科技大學學報》等期刊編委。

目錄

下一代光電成像科技：計算光學成像001

1.什麼是計算光學成像002

2.為何要發展計算成像003

3.計算成像發展過程中面臨哪些問題004

4.計算成像有哪些種類006

5.計算成像發展的現狀怎麼樣007

6.計算成像的未來是什麼007

光場：計算光學的靈魂009

1.什麼是光場010

2.從物理學的角度看光場011

3.“全”光場的意義是什麼015

4.如何量測“全”光場016

5.光場對計算光學的推動018

光學系統設計，何去何從021

1.熟悉的光學鏡頭022

2.球面、非球面、自由曲面到超透鏡024

3.極簡光學系統設計028

4.計算光學系統設計029

偏振：古老卻依然很新鮮031

1.漫長的偏振歷史032

2.“無所不能”的偏振035

3.偏振探測器——偏振成像走向廣闊市場的鑰匙041

4.偏振成像的未來是什麼043

散射成像：又愛又恨的散射045

1.無處不在的散射046

2.“開掛”的散射成像052

3.“被炒作”的散射成像057

4.散射成像的未來059

相位，到底是個啥061

1.相位到底是什麼062

2.相位能幹什麼065

3.怎麼用好相位071

計算照明，你是計算成像的“金箍棒”073

1.什麼是計算照明074

2.為什麼要計算照明075

3.計算照明擁有美好的未來083

計算光學成像中的數學問題思考085

1. 0≠1，數位與類比的對決086

2.再見了，無窮089

3.除以0，你躲得了初一，逃不了十五090

4.歧路亡羊——一對多映射問題092

5.虛做實來實亦虛——相位恢復095

6.相關097

7.尾聲099

計算成像的編碼，該怎麼編101

1.編碼到底是什麼102

2.為什麼要編碼？ 我們該怎麼編碼104

3.如何評估編碼107

4.編碼的未來如何109

偏振為什麼能三維成像111

1.尋找另一個維度的代價112

2.偏振三維成像的原理117

3.偏振成像系統與偏振三維成像衛星載荷120

4.影響偏振三維成像的因素123

5.更廣闊的應用前景124

再論計算成像——應用篇127

1.手機攝影129

2.監控131

3.汽車自動駕駛133

4.光學遙感135

5.醫學檢查與手術136

6.工業檢測138

7.軍事應用141

8.總結141

天下武功，唯快不破——超快成像科技143

1.什麼是超快成像（高速攝影）144

2.超快成像的發展歷程147

3.超快成像分類153

4.超快成像存在的問題和未來155

5.尾聲157

千呼萬喚不出來的計算探測器159

1.人眼，視覺與仿生160

2.從膠片到CCD和CMOS 163

3.什麼是計算探測器165

4.探測器的未來是什麼170

5.總結171

深度學習：你行不行173

1.源起174

2.興盛177

3.失敗180

4.求敗182

超分辯率，到底超了誰183

1.分辯率的定義185

2.繞射極限與分辯率186

3.超分辯率與超繞射極限189

4.影像超分辯率重建200

5.小結200

量子成像“量子”不201

1.量子，科學史上最大的“糾纏”202

2.量子成像，滿足了人們的科幻想法207

3.從量子成像到關聯成像211

4.如何對待量子成像213

5.量子啊，量子214

微納光學，你很有前途217

1.倏逝波、負折射率和光子晶體218

2.什麼是微納光學222

3.微納光學在成像中的作用228

4.很有前途，但路很長237

天下無霧：我們能不能透過那道霧霾239

1.天下無霧240

2.霧裡看花——我們到底能看多遠246

3.心中無霧——讓我們看得更清楚250

4.霧兮霧兮，其形若兮252

資訊是如何在光場中傳遞的253

1. MTF，舉起了傳統成像評估的大旗254

2.熵：從熱力學到資訊理論256

3.資訊在成像連結中的傳遞259

4.資訊容量與解譯264

5.總結269

參考文獻271