勢。4. 成像質量CCD電荷耦合器制作技術起步早，技術成熟，采用PN結或二氧化硅（SiO2）隔離層隔離噪聲，成像質量相對CMOS光電傳感器有一定優勢。由于CMOS光電傳感器集成度高，各光電傳感元件、電路之間距離很近，相互之間的光、電、磁干擾較嚴重，噪聲對圖像質量影響很大，使CMOS光電傳感器很長一段時間無法進入實用。近年，隨著CMOS電路消噪技術的不斷發展，為生產高密度優質的CMOS圖像傳感器提供了良好的條件。5. 集成性從制造工藝的角度看，CCD中電路和器件是集成在半導體單晶材料上，工藝較復雜，。CCD僅能輸出模擬電信號，需要后續的地址譯碼器、模擬轉換器、圖像信號處理器處理，并且還需要提供三 ...

散射，從而圖像質量佳。特別是檢測體內的深層信號時更傾向于這種窗口選擇策略。NIR-II窗口的定義一直被限制在1000-1700nm，促使各種NIR發射器(emitters)的峰值發射波長超過1000 nm，甚至超過 1500 nm(NIR-IIb，1500-1700nm)。同時，一些現有和正在開發的熒光團的峰值發射低于1000/1500 nm，但明亮的發射尾(即發射曲線的拖尾，不是峰值部分)超過1000/1500 nm，因此也非常適合NIR-II/NIR-IIb熒光成像，這包括一些極好的聚集體探針(probes in aggregates)。目前來講，明亮的長波長近紅外發射器的設計和合成仍然充 ...

素化偽影，圖像質量會下降。此外，減少纖芯的數量可以縮小體積，但視野會隨之變小，同時上述效果(串擾和像素化偽影)變得更加明顯。此外，基于寬場照明和使用微透鏡成像的手持顯微鏡zui近已被證明用于自由移動小鼠的大腦成像。但是，不管采用何種不同的方法，大多數方法使用的頭端透鏡都在成像探頭的小型化與其成像性能之間進行了權衡。微型化的物理尺寸限制是腦成像的一個特殊問題，因為探針植入不可避免地會破壞此類研究旨在了解的復雜神經回路。zui近，基于編碼孔徑成像的無透鏡相機已被提出用于生物和商業應用。這些相機外形平坦，橫向尺寸與裸圖像傳感器芯片接近，成像工作距離可變，可以不接觸對樣品成像。它的工作原理是在裸傳感器 ...

似，代價是圖像質量受損。利用GPU計算的快速發展，非近似的基于點的方法 (point-based method, PBM)最近以每幀幾秒的速度生成了具有每像素焦點控制的彩色和紋理場景。然而，PBM為每個場景點獨立模擬菲涅耳衍射，因此不會對遮擋(occlusion)進行建模。這阻止了復雜3D場景的準確再現，其中前景將因未遮擋的背景而被振鈴偽影(2)嚴重污染。光場渲染可以部分解決這種沒有遮擋的問題。然而，這種方法會導致大量的渲染和數據存儲開銷，并且遮擋僅在整個全息圖的一小部分內是準確的。在菲涅耳衍射模擬期間添加每條射線可見性測試理想地解決了該問題，但遮擋測試的額外成本、對相鄰點的訪問和條件分支會減 ...

最終的全彩圖像質量進行優化，而且通常依賴于焦斑強度這樣的中間指標。文章創新點：基于此，美國普林斯頓大學的Ethan Tseng(一作)和Felix Heide(通訊)提出一種端到端可微成像模型聯合優化超表面和解卷積算法，設計了一個高質量、偏振不敏感的納米光學成像器，可以用于400-700nm的全彩、40°寬視場成像。成像效果可以媲美含6個鏡片、體積是其55萬倍的鏡頭。超表面f數為2，孔徑為500um，其涵蓋散射體數為160萬個。相比以往的超表面設計方法，孔徑翻倍，散射體數多一個數量級，計算效率還大大提升。原理解析：將物理上的超表面和圖像傳感器的成像與解卷積重建看作網絡的前向傳播模型，然后，網絡 ...

后處理后的圖像質量。沒有一種端到端的方法來聯合優化成像光學元件的參數和數據處理算法，為特定任務找到計算相機的任務仍然難以實現。文章創新點：基于此，斯坦福大學的Vincent Sitzmann和Gordon Wetzstein等人提出了一種從成像的各個器件環節到zui終的圖像重建算法都考慮在內的端到端優化方法。并將該端到端框架應用于消色差拓展景深和快照超分辨成像。優化完成的衍射元件用光刻技術加工，折射透鏡用金剛石車削加工。經實驗驗證，實際效果與模擬效果相符。原理解析：(1) 成像模型。首先以近軸光學的方式，不考慮離軸像差，用平面波看作為一個無窮遠處的點光源，其經過光學元件的相位調制后，用波動光學 ...

能夠獲得的圖像質量。直到最近(2018年開始)，基于機器學習的全息波傳播模型提出，能夠相對的改善圖像質量。這些工作主要分為三類：第一類，將從SLM到目標圖像的前向傳播通過網絡參數化，學習光學像差、物理光學和傳輸模型之間的差異，從而使得傳播模型更準確，但是相比傳統的方法不一定有速度優勢；第二類，使用“逆”網絡學習從圖像平面到SLM的映射關系，從而可以從目標圖像直接得到相位調制SLM的調制模式，且無需迭代優化，但是其圖像質量在根本上受限于前向波傳播模型；第三類，將網絡參數化前向模型與逆網絡結合，但是只限制在二維的平面到平面的傳播。當前不足：受限于仿真物理光學的波傳播模型，當前的全息顯示圖像質量不佳 ...

上受到原始圖像質量的限制。在原始圖像由于未對準而丟失的情況下，無法進行校正。自對準臺式掃描儀和手持式掃描儀都無法克服工作空間和操作員技能障礙，這些障礙將常規OCT成像對象限制為合作的、非臥床的個人。自對準臺式掃描儀仍然需要機械頭穩定，而手持式掃描儀仍然需要經過培訓的操作員。此外，這兩種方法是不兼容的，額外的大量自動對準組件使手持式掃描儀更加笨拙。當前不足：當前的用于眼科成像OCT設備無法消除對成像空間和操作員的嚴格要求，阻礙了OCT的廣泛應用。文章創新點：基于此，美國杜克大學的Mark Draelos(第1作者兼通訊作者)等人提出了一種主動追蹤掃描儀,所成圖像可與臨床OCT相媲美。有助于將OC ...

其不僅降低圖像質量，對zui終用戶也是一個潛在的安全隱患。散斑的緩解通常使用時間或空間的多路復用(multiplexing)來疊加獨立的散斑模式。這些多路復用方法包括使用機械振動、快速掃描微鏡、可變形鏡以及對具有不同相位延遲的不同散斑圖案進行光學平均等。然而，幾乎所有的多路復用方法要么需要機械移動部件，要么需要復雜的光學系統，或兩者都需要。使用部分相干光源(如LED)是一種更好的方法，因為它不需要對硬件系統做修改。LED的空間和時間不相干性直接減少了觀察到的散斑，這是由于在多個不同的波傳播方向(空間不相干)或光譜(時間不相干)上的多路復用的結果。然而，這引入了不想要的模糊和對比度犧牲，導致觀察 ...

但在保持高圖像質量的同時構建具有大壓縮比的成像器并非易事。例如，在高光譜光場成像中，為了獲取 五維數據立方體，目前大多數成像儀都建立在Nyquist采樣上，并且壓縮比r=1。對于給定的探測器陣列，這會導致沿空間、光譜和角軸的采樣之間進行權衡。例如，在本文作者2020年基于IMS的高光譜光場相機中，全光數據立方體體素的總數限制為66×66×5×5×40，限制了其在高分辨成像中的應用。盡管可以通過使用多攝像頭配置來減輕這種權衡，但它會增加系統的外形尺寸和復雜性。還有一種利用壓縮感知從頻譜域中的欠采樣測量中恢復大小為1000×1000×3×3×31的五維數據立方體，但壓縮率僅為3.4(2017年 Y ...