超分辨成像技术  080300M03003H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:一级学科研讨课 | 任课教师:刘扬阳
授课时间: 星期五,第5、6 节
授课地点: 教一楼311
授课周次: 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16
课程编号: 080300M03003H 课时: 30 学分: 2.00
课程属性: 一级学科研讨课 主讲教师:刘扬阳 助教:谭政
英文名称: Super-resolution imaging technology 召集人:

教学目的、要求

《超分辨成像技术》是为国科大光学、光学工程、图像增强、数据处理等专业的研究生开设课程,适合在光学领域、数据处理的研究生学习,开拓学生的研究视野,为学生进入研究所从事光学成像、图像处理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,由于超分辨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Milanfar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。

教 材

1.  P. Milanfar. “Super-resolution imaging”, Boca Raton: CRC Press, 2011

主要内容

超分辨成像技术围绕图像处理算法挖掘单帧或多帧图像的有效信息,以及成像系统的设计参数对重建算法的约束信息,来提升系统的成像分辨率,是近年来研究的热点,并且已经在荧光显微、智能手机、卫星遥感等领域取得了显著应用。
超分辨成像技术科学前沿讲座共20学时,,通过对光学/数字联合设计、多帧图像超分辨率成像、单帧图像超分辨率成像等技术研究进展的介绍,对反卷积理论、贝叶斯理论、卷积神经网络理论等超分辨成像技术涉及的重点与热点问题进行剖析。系统全面介绍超分辨成像技术所涉及的新型理论和方法、目前取得的研究进展、技术的应用方向、现有技术的不足以及技术未来拓展提升的关键点等方面。
超分辨成像技术》课程目录

第1章 超分辨成像技术简介
1.1 光学成像发展历程
1.2 图像退化模型
1.3 超分辨光学成像概念
1.4 超分辨成像技术分类
1.5 超分辨成像技术优缺点
1.6 重点研究方向
第2章 数字/光学超分辨成像技术
2.1 数字超分辨成像方法
2.2 光学超分辨率成像方法
2.3 超分辨率成像的关键问题分析
2.4 数字/光学联合超分辨方法介绍
第3 章 像差选择性校正技术
3.1 光学像差对成像分辨率的影响
3.2 像差数字校正原理
3.3 像差的光学/数字图像处理联合校正
第4 章 多帧图像超分辨率成像技术
4.1 多帧图像超分辨重建原理
4.2 基于频率域的超分辨率成像
4.3 基于空间域的超分辨率成像
第5 章 单帧图像超分辨率重建技术
5.1 单帧图像超分辨重建原理
5.2 基于样例学习的超分辨率重建
5.3 基于深度神经网络的超分辨率重建
第6章 编码孔径超分辨成像技术
6.1 光学编码概念
6.2 编码孔径的基本理论
6.3 编码孔径超分辨成像的优缺点分析
6.4 研究进展和趋势分析
第7 章 图像超分辨率重建评价技术
7.1 成像系统性能指标评价
7.2 成像数据质量评价

参考文献

1.  P. Milanfar,《Super-resolution imaging》,Boca Raton: CRC Press, 2011。