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成像光学、非成像光学和光学拓展量简介
成像光学成像光学是传统几何光学的核心内容，成像光学系统包括三个部分：物体、透镜和像。 成像光学的根本任务是利用成像系统实现不失真或尽可能少失真的信息变换或传输。光学成像主要分为三类：小孔成像、镜面成像和透镜成像。 2. 配光系统配光系统的任务有两个：一是将来自光源的光线投射到目标区域形成指定的光强分布； 二是在完成第一个任务的前提下实现尽可能高的效率。 非成像光学理论1 光展理论光展（光学扩展量）来自法语单词etendue 是几何光学系统中的一个重要光学属性，用来刻画光学系统的通光能力。 对于理想光学系统光展是一个守恒量， 而对于非理想系统光展只增不减，正是光展守恒为非成像光学设计带来了方便。2 .
1.2K10编辑于 2024-07-24 - 来自专栏机器学习炼丹术
医学成像之光学基础
TB-PET揭示体内复杂的骨骼代谢网络 综述 深度学习在神经成像领域的前景与挑战 功能连接矩阵 | 双向LSTM深度时间组学习针对轻度认知障碍 PCA、SVD深入浅出与python代码 ICA >> alphaFold2 | 解决问题及背景(一) alphaFold2 | 模型框架搭建(二) alphaFold2 | 模型细节之特征提取（三） alphaFold2 | 模型细节之Evoformer （四） alphaFold2 | 补充Evoformer之outer productor mean（五） <<StyleGAN2专题>> 生成专题1 | 图像生成评价指标 Inception Score （IS） 生成专题2 | 图像生成评价指标FID 生成专题3 | StyleGAN2对AdaIN的修正 生成专题4 | StyleGAN2的其他改进 <<蛋白质分子结构相关>> NLP | 简单学习一下 eager模式与求导 扩展之Tensorflow2.0 | 19 TF2模型的存储与载入 扩展之Tensorflow2.0 | 18 TF2构建自定义模型 扩展之Tensorflow2.0 | 17
65320编辑于 2023-09-01 - 来自专栏深度学习和计算机视觉
光学成像 |综述| 高光谱成像技术概述
对聚光准直系统的优化有两个方面：1提高光源的聚光效果，2减小聚光准直系统的外形尺寸。 棱镜分光 入射光通过棱镜后被分成不同的方向，然后照射到不同方向的探测器上进行成像。 光源是高光谱成像系统的一个重要部分，它为整个成像系统提供照明；分光设备是高光谱成像系统的核心元件之一，分光设备通过光学元件把宽波长的混合光分散为不同频率的单波长光，并把分散光投射到面阵相机上；相机是高光谱成像系统的另一个核心元件 目前,已经有大量的基于高光谱成像技术检测水果和蔬菜品质与安全的研究性论文发表。 2. 医学诊断 高光谱成像是一个新兴的,非破坏性的,先进的光学技术,它具有光谱和成像的双重功能,这种双重功能使得高光谱成像能够同时提供实验对象的化学和物理特征,并具有良好的空间分辨率。 高光谱成像作为一种特殊光学诊断技术,具有成像系统多样化、研究对象广泛化、临床诊断实用化和分析方法功能化等特征，具有原位实时活体诊断疾病(特别是肿瘤)的潜力,临床应用前景广阔,值得深入研究。
2.2K31发布于 2021-08-06 - 来自专栏囍楽云博客
红外热成像-转：热红外成像光学系统之“冷”
热成像红外系统中由许多专业名词与冷有关红外热成像，冷光阑、冷屏、冷反射等，刚接触红外光学系统时会产生疑惑，现对这些名词做一些解释。 冷阑效率 如果光学系统的出瞳恰好位于冷阑位置，且大小相等或稍大于冷阑口径，则探测器只能看到成像光束和部分冷阑挡板，此时称系统具有100%的冷阑效率。 大多数场合都采用二次成像法来实现100%的冷阑效率——将前置光学系统的孔径光阑再次成像于冷阑平面上。 图2 二次成像光学系统 冷反射 冷反射是红外探测器看到由杜瓦瓶发出的，经红外光学系统的各透镜表面反射回来的自身冷像。 由于低温腔与镜筒其他部分温度的明显差异，探测器除了接收到正常成像的景物辐射外，还通过红外光学系统中折射面的微弱反射，接收到本身及周围低温腔冷环境的影像，形成冷像，即冷反射。 参考 张以谟.
1.4K30编辑于 2022-12-29 - 来自专栏一点人工一点智能
深度解析机器视觉四大光学成像方法
转载自：新战略3D视觉研究院 原文地址：深度解析机器视觉四大光学成像方法 ---- 工业4.0时代，三维机器视觉备受关注，目前，三维机器视觉成像方法主要分为光学成像法和非光学成像法，这之中，光学成像法是市场主流 DToF(直接测量飞行时间，direct-ToF)； 2. IToF(间接测量飞行时间，indirect-ToF)。 DTOF测量发射脉冲与接收脉冲的时间间隔。 扫描测距是利用一条准直光束通过1D测距扫描整个目标表面实现3D测量的；主动三角法是基于三角测量原理，利用准直光束、一条或多条平面光束扫描目标表面完成3D成像，如图2所示。 （2）产品检测。三维扫描被应用于生产线上，检测产品的形状，控制产品的质量。 （3）生物医疗领域。例如牙齿矫正，器官复制等。 （4）考古领域。例如文物复制。 另外偏折法对曲率变化大的表面测量有一定的难度，因为条纹偏折后反射角的变化率是被测表面曲率变化率的2倍，因此对被测物体表面的曲率变化比较敏感，很容易产生遮挡难题。
1.7K20编辑于 2023-03-17 传统几何光学成像与光纤追迹仿真系统
光学成像与光纤追迹仿真系统，结合了传统几何光学成像、成像仿真和光纤追迹技术，能够模拟从物体到像面的完整光学过程，并分析光纤耦合效率。 classdefOpticalSystemSimulator%光学系统仿真器%实现传统几何光学成像、成像仿真和光纤追迹propertiescomponents;%光学元件列表rays;%光线集合object ：几何光学成像仿真支持点光源和扩展光源光线追迹通过多种光学元件计算像面光斑分布和点扩散函数光学元件支持薄透镜（凸透镜/凹透镜）球面镜（凹面镜/凸面镜）光阑（圆形孔径）光纤（纤芯和包层）光纤追迹与耦合分析计算光线在光纤端面的位置分析入射角与光纤接收角的关系计算光纤耦合效率可视化光纤接收点分布三维可视化显示整个光学系统布局展示光线传播路径可视化像面光斑分布显示光纤接收情况使用示例 和方向direction通过光学元件时，计算光线与元件的交点应用相应的光学定律（折射、反射）更新光线方向使用小角度近似简化计算2.薄透镜模型薄透镜使用高斯光学公式：透镜变换：θ'=θ-y/f传播公式：y y²)≤a（纤芯半径）角度接受条件：入射角θ满足sinθ≤NA（数值孔径）5.可视化技术使用MATLAB的3D绘图功能展示系统布局颜色映射表示光线强度分布点扩散函数计算和显示应用场景这个仿真系统可用于：光学系统设计验证成像系统性能评估光纤耦合效率优化教学演示光学原理激光束传输分析扩展功能建议高级光学元件添加非球面透镜支持衍射光学元件加入渐变折射率透镜杂散光分析鬼像分析散射模型偏振效应优化算法自动优化元件位置公差分析蒙特卡洛误差分析光谱分析色差计算多波长仿真光谱透射率
9210编辑于 2026-03-23- 来自专栏计算摄影学
压缩成像与光学超分辨率
上一次，我在文章 <压缩成像与使用压缩感知的高速摄影技术> 中介绍了压缩成像的基本原理，即将高速摄影时的信号采集表达为一个欠定问题，通过测量信号y和先验信息，恢复出原始信号x。 这一次，我来讲讲这个技术如何应用到光学超分辨率这个领域中。 众所周知，大分辨率的常规传感器已经非常普及了。你现在去买个手机，没有千万像素都不好跟人打招呼然而，这种情况仅限于可见光传感器。 这个想法来自2008年Duarte等发表的论文 <通过压缩采样的单像素成像>，单像素相机后续简称为SPC (Single Pixel Camera) 这是作者在论文中展示的原型设备。 SPC重建图像依然基于图中所示的压缩成像的重建原理，作者利用了空域梯度的稀疏性作为先验条件。 但仅仅利用SPC的测量值和基本的空域稀疏性，在重建动态场景时会出现各种各样的问题。 除了像LiSens这样的线状传感器设计，也有块状传感器形式的设计，但总体来说都是利用了压缩传感的技术，实现了光学超分辨率。
1.2K30发布于 2021-07-14 - 来自专栏红眼睛微型红外成像仪
IFD-x 微型红外成像仪与手机APP连接时光学相机图像与热成像叠加说明
图片热像与光学成像叠加校正 因为手机摄像头与红外模块不在同一点，所以在探测近处物体时会发生两个影像错位的现象，距离 越近错位越严重，为了校正两种图像，可以点击工具控件中的平移、缩放、宽高比例来调整。 （2）人站在距离手机 D 米处，调节屏幕上的平移、缩放工具，直到热像与光学成像完全重合，点击 右侧铅笔图标，完成此距离的叠加校正参数更新。 （3）重复步骤（1）和（2），直到所有物距参数全部更新完毕。
59210编辑于 2022-11-23 - 来自专栏新智元
最新AI光学成像系统在《Nature Medicine》发表
，研究团队为显微成像和诊断开发了一个简化的工作流程，从而改善了这些障碍。 SRH（受激拉曼组织学，Stimulated Raman Histology）是一种光学成像方法，可以提供未经处理的生物组织的快速、无标签、亚微米分辨率的图像。 它结合了“受激拉曼组织学”（stimulated Raman histology，SRH）、无标签光学成像方法和深度卷积神经网络（CNNs），以自动化的方式在床边几乎实时地预测诊断，为组织诊断创造了一条独立于传统病理实验室的互补途径 此外，SRH可能最终结合光谱检测诊断性基因变异的代谢效应，如在IDH突变的胶质瘤中积累2-羟基戊二酸。在此期间，SRH保存了成像组织的完整性，可用于下游分析检测，并与现代分子诊断实践很好地结合。 因此，可以预测将光学组织学和深度学习相结合的类似工作流程可应用于皮肤科、头颈外科、乳腺外科和妇科，其中术中组织学对临床护理同样重要！
83720发布于 2020-02-13 光学成像新突破！科学家实现1nm分辨率显微技术！
研究所的研究人员及其在日本分子科学研究所/SOKENDAI和西班牙CIC nanoGUNE的国际合作者开发了一项突破性的显微技术，能够以1纳米的空间分辨率观察光与物质的相互作用，即可以在单个原子的尺度上可视化光学反应 ，重新定义了光学成像的极限，这一成就被称为“超低振幅震荡s-SNOM”。 然而，这对于原子尺度成像来说是不够的。通过将s-SNOM与非接触式原子力显微镜（nc-AFM）集成，并在可见激光照射下使用银尖端，研究人员创建了一个限制在微小体积内的等离子体腔（一种特殊的光场）。 这允许在埃尺度上进行详细的光学对比。 科学家们相信，这种精确的成像能力将对材料的行为和性能产生深远影响，并推动新材料的设计与应用。该研究成果上月已经发表在了《科学进展》（Science Advances）期刊上。 编辑：芯智讯-林子
15110编辑于 2026-03-19- 来自专栏睐芯科技LightSense
光学玻璃之光学特性
(1)折射率每个牌号的光学玻璃均按下表所列的光谱线给出折射率，所记载的折射率依据(4)项的色散曲线方程式计算得出。 (3)特殊色散性一般光学玻璃的绝大部分，部分色散比和阿贝数之间存在如下线性关系，这样的硝材被称为正常部分色散玻璃，与此相反，如果在领域图上偏离这条直线的玻璃被称为特殊部分色散玻璃，特殊色散性的大小以“正常玻璃 ”K7和F2之间的连线作为基准，和这条连线的偏差值用部分色散比(Δ Px,y)来表示 。 n(λ)^2=A0+A1*λ^2+A2*λ^4+A3*λ^-2+A4*λ^-4+A5*λ^-6+A6*λ^-8+A7*λ^-10+A8*λ^-12以下A0~ A8 是依据玻璃的牌号所定的定数,对每种玻璃进行精密测试所得到的折射率使用最小二乘法计算得出 (n^2-1)/(n^2+2)=p1λ^2/(λ^2-Q1)+p2λ^2/(λ^2-Q2)+p3λ^2/(λ^2-Q3)对以上的两个色散曲线方程式存在偏差有标识请参考。
84610编辑于 2024-07-24 - 来自专栏计算摄影学
手机中的计算摄影2-光学变焦
今天这一篇我来谈谈“光学变焦”，其实这是一个容易误导人的功能名字。因为在传统上，变焦是通过操作相机镜头上的变焦环来完成的，而在绝大多数手机上显然无法承载这么复杂的机械机构。 因此手机上的光学变焦，通常是通过在不同焦距的相机之间切换来达成的。 而今天所谈的手机上的“光学变焦”，则是在一系列计算摄影算法支撑下的极力模仿传统相机的平滑变焦，如下面的动图所示。 就像下面视频所示： 这里面将会用到略微复杂的颜色空间的映射和查找表的构建，从而准确的对输入图像的质量进行变换： 以上只是粗略的介绍了SAT功能核心的要点，然而在工程中还有很多细节的问题要处理，例如： 如何处理光学防抖系统工作情况下相机位置的额外变换 图中手机机身图像来自小米、华为、苹果、荣耀、VIVO官网 2. 最开始的平滑变焦展示视频是小米发布会上展示的视频 3. 手机中的计算摄影1——人像模式(双摄虚化) 4. 文章28.
3.3K30发布于 2021-10-13 - 来自专栏计算机视觉life
有没有无痛无害的人体成像方法？OCT（光学相干断层扫描）了解一下
今天小编就给大家介绍一种无害、非介入的新型层析成像技术——光学相干断层扫描技术 （Optical Coherence Tomography，简称 OCT），简而言之就是利用无毒无害的光波进行人体组织的成像 2.OCT技术发展 第一代时域OCT 时域OCT利用低相干成像原理，光源发出的光两部分，一部分是经过平面镜反射的参考光，另一部分是经过样品反射回来的样品光，根据干涉条件，只有一束光经过恒定光程差后才会发生干涉现象 目前OCT技术的发展方向为自适应光学、OCT分子成像法和OCT图像的三维重构。 对医学图像处理感兴趣的小伙伴可以在公众号菜单栏回复"医学"进群交流哦 参考文献（部分） [1]刘晓梅,李梦月,周敏.光学相干层析成像技术发展及应用[J].山东农业工程学院学报,2017,34(03):47 -52. [2]曹彪.
2.1K20发布于 2019-05-26 - 来自专栏计算摄影学
光学词汇9-透镜2-实像虚像实物虚物
实像（Real Image）和虚像（Virtual Image）是光学术语，它们描述了由透镜、镜子或其他光学系统形成的像（即视觉效果或图像）的性质。这些概念在理解和设计光学系统时非常关键。 实像通常是倒置的，但可以通过额外的光学元件调整为正立。 虚像则是由发散光线形成的像，这些光线在经过透镜或镜子反射、折射后，看起来像是从一个点汇聚出来的，但实际上并无实际交汇点。 实物（Real Object）和虚物（Virtual Object）也是光学术语，描述了物体相对于光学系统的位置。 实物是指位于透镜、镜子或其他光学系统前的物体，它发出或反射的光线直接进入光学系统。 透镜、镜子或其他光学元件接收到的光线，然后形成像。 虚物则是由光线的延长线形成的物体，这些光线在通过透镜、镜子或其他光学系统之前并未实际交汇。 虚物通常出现在复杂的光学系统中，如使用多个透镜的望远镜或显微镜中。
1.7K20编辑于 2023-09-01 - 来自专栏硅光技术分享
光学相控阵列
这一篇笔记主要介绍光学相控阵列。 光学相控阵列(optical phased array，以下简称OPA), 即通过调控阵列中不同通道光场的相位，实现光束传播方向的偏转与调节，示意图如下， ? （图片来自 http://spie.org/publications/journal/10.1117/1.OE.55.11.116115） 2）基于MEMS的光学相控阵列 通过MEMS结构调节两个镜面间的光程差 （图片来自文献2） 该方法的优势是调制速度快，但是光束偏转的角度非常小，应用受限。 (图片来自文献3) 光学相控阵列可应用在激光雷达(LIDAR)、光学成像、空间光通信等领域。基于OPA的激光雷达，通过动态调节光束的出射角度，接收其反射信号，从而知晓目标的位置、形貌等信息。 如果说激光雷达是无人驾驶汽车的眼睛，那么光学相控阵列决定了这个眼睛的视场、反应速度。 以上是对光学相控阵列的原理和应用的简单介绍。
5.3K12发布于 2020-08-14 - 来自专栏知识点分享
Ansys光学仿真
核心优势一 ANSYS SPEOS光学仿真软件通过CIE标准认证，采用统一眩光评价模型 UGR，对不舒适眩光进行分析评价，找出眩光产生原因，更改设计方案控制或消除眩光。 ANSYS SPEOS通过对高铁或地铁列车内部环境进行光学模拟，配合环境光源进行眩光分析，了解其产生机理，在设计前期进行最大的设计改进规避眩光，优化光环境设计。 虽然说，在建筑设计中无法完全规避眩光，但是我们可以采用光学仿真分析，有效并尽可能规避一些眩光现象。
1.6K20编辑于 2022-05-25 - 来自专栏计算摄影学
非视线成像-角膜成像系统
折反射成像系统与人眼物理模型 折反射成像系统是一种特殊的成像系统，让我摘录一段Wikipedia的定义： 折反射光学系统是一种将折射和反射结合在一个光学系统中的光学系统，通常通过透镜(屈光镜)和曲面镜( 折反射组合用于聚焦系统，如探照灯、前照灯、早期灯塔聚焦系统、光学望远镜、显微镜和长焦镜头。其他使用透镜和反射镜的光学系统也被称为“折反射”，例如监视折反射传感器。 下面是一个典型示例： 绝大多数折反射镜头都有一个特点，即：成像器件(例如传感器)和光学器件是紧密绑定在一起的。 而角膜成像系统的作者却敏锐的观察到，人眼+对着人眼拍摄的相机，也构成了一个折反射光学系统，只不过此时成像器件和光学反射系统不再是绑定在一起的，当眼球转动时，整个成像系统的光路会相应的发生改变。 角膜成像系统的进一步分析 有了前面的铺垫，作者进一步分析了整个角膜成像系统的下面几个特征： 视点轨迹（焦散表面） 视场角 分辨率 对极几何 这里面的数学和光学知识挺多，我们就直接看看一些比较容易理解的点吧
78350发布于 2021-11-08 - 来自专栏云深之无迹
相机光学杂文
我好像喜欢一切和成像的东西~这篇文章全无条理，更加像是自己平时阅读的一个记录，可是在草稿箱也不便于阅读，整理一下发出来，标签打为杂文。 成像里面的一些概念 焦点是从无穷远处物体出发的光线经过光学系统后会聚的点。但这只是概念中的一个理想点，在现实世界中，焦点会存在一定的空间分布，称为弥散圆。 这种非理想的焦点通常源于光学系统的像差（aberration）。 所有镜头都可以对无穷远处的物体成清晰像，但对于非常靠近镜头的物体则存在一定的限制，超过限制后成像开始模糊。 /2/453/IMX272-pdf.php https://camspex.com/cn.comparison.php? camera1=Panasonic+Lumix+DMC-GH3&camera2=Panasonic+Lumix+DMC-GH4 https://www.kphoto.com.tw/index.php?
1.1K10编辑于 2023-02-27 - 来自专栏睐芯科技LightSense
高斯光学(Gaussian optics)或傍轴光学(paraxial optics)
成像系统将空间分成物空间(object space)和像空间(image space),有时称“物方”和“像方”。 如果物空间中一个物点P发出的发散球面波经过成像系统变换成一个会聚球面波，球面波中心为P'，则此系统称为理想光学系统，亦即理想光学。系统将物方的同心光束转换成像方的同心光束。 理想光学研究光线在理想光学系统中的传递和变换,具有以下特点:(1)物方每一个点对应像方一个点(共轭点)，又称“点点成像”。(2)物方每一条直线对应像方一条直线(共轭线)。 理想光学系统只是实际光学系统的近似模型。 当物点发射的光束的孔径角足够小，满足sin u ≈ tan u ≈ u且轴外物点和光轴的距离与系统的参数(如焦距)的比足够小时，实际成像系统的行为可以用理想光学来近似描述。
88410编辑于 2024-08-03 - 来自专栏又见苍岚
机器视觉 —— 成像
本文记录《机器视觉》 第二章图像成像原理相关内容，主要介绍图像是如何产生的。 成像的问题 从三维“世界”到二维图像平面的映射过程，我们将揭示出关于成像的两个核心问题： 是什么决定：物体表面某一点的像（在像平面中）的位置？ 是什么决定：物体表面所成的像的亮度？ 这个亮度模式是如何在一个光学成像系 统中生成的？ 辐照强度是指：照射到某一个表面上的“辐射能”在单位面积上的功率(单位为：W·m^{-2},即：瓦特每平方米)。 成像域的深度是指：物体能够被聚焦得“足够好”的距离范围，“足够好”是指：模糊光斑的直径小于成像仪器的分辨率。
2K20编辑于 2022-08-09
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