计算成像涉及成像硬件和计算机算法的联合设计,以创建具有前所未有能力的新型成像系统。近年来,这些能力包括以每秒一万亿帧的速度运行的摄像机,可以看到长期以来被认为是光学上无法分辨的小病毒的显微镜,以及捕捉黑洞图像的望远镜。这篇文章提供了一个全面和最新的介绍,这是一个迅速发展的领域,视觉,图形,信号处理,和光学的收敛。它可以作为计算机成像课程的教学资源,也可以作为专业人员的参考。
本文首先介绍了一个成像工具包,包括光学、图像传感器和照明,以及一个计算工具包,介绍了建模、数学工具、基于模型的反演、数据驱动的反演技术和混合反演技术。然后它检查光的不同形式,集中在全光功能,它描述了光线的自由度。最后,本文概述了光传输技术,描述了获得微米级三维形状或优化无噪声成像、光学计算和非视线成像的成像系统。在整个过程中,它讨论了计算成像方法在一系列应用领域的使用,包括摄影、自动驾驶和医学成像。章末练习有助于将材料置于上下文中。
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目录内容:
1 Introduction to Computational Imaging
PART I: TOOLKITS
2 Imaging Toolkit
3 Computational Toolkit
II PART II: PLENOPTIC IMAGING
4 Spatially Coded Imaging
5 Temporally Coded Imaging
6 Light Field Imaging and Display
7 Polarimetric Imaging
8 Spectral Imaging
III PART III: SHADING AND TRANSPORT OF LIGHT
9 Programmable Illumination and Shading
10 Light Transport