傅里叶单像素成像技术研究进展(特邀)

计算光学成像,通过光学系统和信号处理的有机结合与联合优化实现特定成像特性的成像系统,摆脱了传统成像系统的限制,为光学成像技术添加了浓墨重彩的一笔,并逐步向简单化与智能化的方向发展。单像素成像(Single-Pixel Imaging,SPI)作为计算成像的重要分支,受到诸多学者的广泛关注。SPI利用空间光调制器调制出一系列具有不同空间结构的照明光场并投射到待成像目标场景,再用单像素探测器记录光场强度信息;而后利用预置的照明光场与记录的信号强度值之间的关联信息,实现对探测目标计算成像。由于其不需要面阵列探测器、调焦系统等复杂器件的配合使用,大大降低了光学成像的门槛。傅里叶单像素成像(Fourier Single-Pixel Imaging,FSPI)作为SPI典型的成像方法之一,由于其高效的成像表现,自被提出之后已经被应用到三维成像、边缘检测、散射成像等众多领域,衍生出了一系列的成像技术。文中从SPI的角度出发,主要介绍了FSPI的实现原理及相关成像技术方法研究进展,主要包括FSPI的光场调制技术、路径优化技术、重构方法及相应的应用场景研究进展,同时也对该领域亟待解决的问题进行了总结分析,并对未来的研究方向及相关应用进行了展望。