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关键词

数学模型 13

模型 10

数值模拟 9

模型试验 9

细水雾 9

深度学习 8

机器学习 7

人工智能 6

神经网络 6

遗传算法 4

3D打印 3

COVID-19 3

GM(1 3

光伏发电 3

区块链 3

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能源 3

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1)模型 2

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光场成像技术：模型、标定、重建及应用 Review

Hao ZHU, Qing WANG, Jingyi YU

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年 第18卷 第9期   页码 1236-1249 doi: 10.1631/FITEE.1601727

摘要： 光场成像是计算摄像学领域一项新兴技术。基于对成像模型和光路的创新设计，光场相机不仅记录了三维物体的空间强度，而且捕获了物理世界中的角度信息。这为解决三维重建、显著区域检测、目标识别等计算机视觉问题提供了新途径。本文首先回顾了光场相机的三个关键问题，包括成像模型、标定理论以及重建方法。然后，系统介绍了光场成像技术在信息学、物理学、医学和生物学等领域的应用现状。最后，讨论了光场成像目前存在的问题，并展望了光场成像技术的应用前景。

关键词： 光场成像；全光函数；成像模型；标定；重建    

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多孔径光学成像系统及其光场采集数学模型 Review Article

祁启明,傅瑞罡,邵铮铮,王平,范红旗

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年 第23卷 第6期   页码 823-844 doi: 10.1631/FITEE.2100058

摘要：

受昆虫复眼启发，为提高光学成像质量，如获得高分辨率图像或大视场图像，研究者提出了许多多孔径光学成像系统。光场采集数学模型是联系多孔径光学成像系统结构设计与应用的纽带，但光场采集数学模型较少被关注。本文系统梳理了典型多孔径光学成像系统（仿生复眼、光场相机、相机阵列），总结了不同结构下多孔径光学成像系统的一般性光场采集数学模型。列出的数学模型既可用于计算特定多孔径光学成像系统的关键指标，如视场大小和子图像重叠比等，也可作为数学工具，便于研究者完成对成像系统的定量设计与评估。

关键词： 多孔径光学成像系统；仿生复眼；光场相机；相机阵列；光场采集模型    

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用于计算机视觉任务的光场成像技术综述 Review Article

贾晨1,2,石凡1,2,赵萌1,2,陈胜勇1,2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年 第23卷 第7期   页码 1077-1097 doi: 10.1631/FITEE.2100180

摘要： 光场成像因其解决计算机视觉问题的能力而备受关注。本文首先简要回顾了近年来计算机视觉的研究进展。对于影响计算机视觉发展的大多数因素来说，视觉信息获取的丰富性和准确性起着决定性作用。光场成像技术利用照相机或微透镜阵列记录光线位置和方向信息，获取完整三维场景信息，为计算机视觉研究做出巨大贡献。光场成像提高了深度估计以及图像分割、融合和三维重建的精度。光场成像还被创新地应用于虹膜和人脸识别、材料和虚假行人识别、极平面图像采集和形状恢复以及光场显微镜。我们进一步总结了光场成像技术在计算机视觉研究中存在的问题和发展趋势，如光场数据集的建立和评估、在高动态范围条件下的应用、光场增强和虚拟现实。光场成像在各种研究中取得巨大成功。在过去25年，超过180篇文献报道了光场成像在解决计算机视觉问题上的能力。我们梳理了这些文献，使研究人员更容易搜索有关解决方案的详细方法。

关键词： 光场成像；相机阵列；微透镜阵列；极平面图像；计算机视觉    

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基于双向深度生成模型和功能磁共振成像数据的大脑编码和解码 Review

杜长德, 李劲鹏, 黄利皆, 何晖光

《工程（英文）》 2019年 第5卷 第5期   页码 948-953 doi: 10.1016/j.eng.2019.03.010

摘要：

通过功能磁共振成像（fMRI）进行大脑编码和解码是视觉神经科学的两个重要方面。尽管以前的研究人员在大脑编码和解码模型方面取得了显著进步，但是现有方法仍需要使用先进的机器学习技术进行改进。例如，传统方法通常会分别构建编码和解码模型，并且容易对小型数据集过度拟合。实际上，有效地统一编码和解码过程可以进行更准确的预测。此外，深度生成模型[如变分自编码器（VAE）和生成对抗网络（GAN）]在大脑编码和解码研究中产生了可喜的成果。最后，我们提出了最初为机器翻译任务设计的对偶学习方法，该方法通过利用大规模未配对数据提高了编码和解码模型的效果。

关键词： 大脑编码和解码     功能磁共振成像     深度神经网络     深度生成模型     双重学习    

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计算成像领域新理论和新方法 Review

Xue-mei HU, Jia-min WU, Jin-li SUO, Qiong-hai DAI

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年 第18卷 第9期   页码 1207-1221 doi: 10.1631/FITEE.1700211

摘要： 计算成像学从光传播和信息传递角度为光的整个成像过程建模，将计算能力引入传统光学成像，旨在突破视觉信息记录的局限。计算成像领域的进展，促进了不同基础学科和应用学科的发展。我们概述了计算成像领域的基本原则和方法、发展过程及其在科学发展中起到的重要作用，从视觉信号的不同维度——包括空间、时间、角度、光谱、相位——分别综述了计算成像领域最新和最先进的研究进展，并讨论了该领域有发展前景的研究方向

关键词： 计算成像；多维多尺度；超分辨；飞秒成像；3D重建；超光谱成像    

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结合全变分最小化和稀疏字典学习后处理的低剂量CT重建 Article

Yong DING, Tuo HU

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年 第18卷 第12期   页码 2001-2008 doi: 10.1631/FITEE.1700287

摘要： 然而对于低剂量CT成像而言，在降低剂量的同时保证图像的高质量是一个很大的挑战。相比传统的滤波反投影算法，基于压缩感知的迭代重建法取得了良好的成像效果。但是迭代重建计算复杂度高，阻碍了其临床应用。本文提出一种结合全变分（total variation, TV）最小化和稀疏字典学习的重建方法，不仅提高了重建效果，而且通过自适应的停止策略提高了重建速度。

关键词： 低剂量CT；CT成像；全变分；稀疏字典学习    

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全氟化碳乳剂19F磁共振成像的最新进展 Review

Anne H. Schmieder,Shelton D. Caruthers,Jochen Keupp,Samuel A. Wickline,Gregory M. Lanza

《工程（英文）》 2015年 第1卷 第4期   页码 475-489 doi: 10.15302/J-ENG-2015103

摘要：

19F磁共振成像(MRI) 的研究可追溯到30多年前。在这30多年间，氢原子核(1H)成像技术迅速发展，并在全球得到广泛应用，使得磁共振成像成为生物医学诊断成像技术中不可缺少的支柱。多年来，由于各种原因，对19F成像技术的研究进展缓慢。但是在过去的十年间，尤其是最近几年，19F成像的研究和临床相关性呈爆发式发展。这些成就再加上对解剖生理学分子成像技术的兴趣以及一批创新造影剂的出现使19F的概念进入了早期的临床评估中。本篇综述重点探讨以液态全氟化碳化合物为基础的造影剂，并试图呈现这段丰富的研究和发展历史。

关键词： 氟     磁共振成像(MRI)     双调线圈     全氟化碳     血管生成术     细胞标记    

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基于片上波导的超灵敏探测与超分辨成像 Review Articles

庞陈雷,刘旭,陈伟,杨青

《信息与电子工程前沿（英文）》 2020年 第21卷 第8期   页码 1134-1149 doi: 10.1631/FITEE.1900211

摘要： 本综述介绍基于芯片的波导生物传感和成像技术的最新研究进展，这些技术可显著降低系统复杂度。这些技术利用波导表面的近场倏逝场与周围样品产生相互作用，实现对被检测生物分子的高灵敏探测和微纳样品的高信噪比超分辨成像。相关检测与成像波导芯片的制作过程简单，且同传统半导体加工工艺兼容，具有大规模生产应用前景。通过与近年来快速发展的片上集成光源结合，这些技术为实现片上系统集成的生物分子检测和超分辨成像提供了可能。

关键词： 导探测；波导成像；倏逝场照明；移频与频谱拼接    

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MPIN：基于宏像素聚合的光场图像超分辨率网络 Research Articles

王歆雅1,马佳义1,高文静1,江俊君2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年 第22卷 第10期   页码 1299-1310 doi: 10.1631/FITEE.2000566

摘要： 现有的大多数光场超分辨率方法不能充分利用角度信息，或者由于利用部分视图而产生不均衡的性能。为解决这些问题，本文提出一种基于宏像素表示的光场图像超分辨率聚合网络模型（称为MPIN）。该网络通过将四维光场图像重新排列成二维宏像素图像，将空间和角度信息进行耦合，从而同时恢复整张光场图像。网络利用两种特殊的卷积分别提取空间和角度信息。在合成和真实光场数据集上的大量实验表明，本文提出的方法在定性和定量上均实现了比现有方法更好的性能。此外，该方法在保持光场图像固有极线结构的同时，具有均衡性能分布的优点。

关键词： 光场；超分辨率；宏像素表示    

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光学成像中的相位问题 Review

Guo-hai SITU, Hai-chao WANG

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年 第18卷 第9期   页码 1277-1287 doi: 10.1631/FITEE.1700298

摘要： 相比于振幅，相位包含更多光场信息。因此，在现代科学和工程学的许多分支中更鼓励测量光场的相位。然而，对可见光波段电磁波而言，直接测量相位非常困难，必须使用计算方法从捕获的光强度中计算相位。本文回顾了近期我们在迭代相位恢复技术及其在光学成像中的应用等方面的研究工作。

关键词： 相位恢复；相位成像；计算成像；Gerchberg-Saxton算法；光学加密；计算机全息图    

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掠入射偏振光足迹成像 Regular Article

Xin-yi Bi, Rui-fang Han, Ran Liao, Wu-sheng Feng, Da Li, Xue-jie Zhang, Hui Ma,liao.ran@sz.tsinghua.edu.cn

《信息与电子工程前沿（英文）》 2019年 第20卷 第11期   页码 1543-1550 doi: 10.1631/FITEE.1800383

摘要： 本文使用普通商用彩色相机对不同类型地面的足迹进行偏振成像。结果表明，在相机镜头前和光源前端放置线偏振片，能有效提高足迹成像对比度，其中水平线偏振对对比度提升效果最为明显。掠入射偏振光成像能有效增强足迹与地面对比度，为刑事侦查中提取足迹提供有力支撑。

关键词： 偏振；图像增强；散射；粒子    

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用于毫米波焦面阵成像系统的扩展半球介质透镜

孙忠良,窦文斌

《中国工程科学》 2000年 第2卷 第3期   页码 42-47

摘要：

毫米波成像是近年来毫米波领域的一个研究热点，而焦面阵成像因其具有实时成像的优点更加受到重视。文中分析可用于焦面阵成像的扩展半球介质透镜。这种焦面阵成像结构将集成天线阵贴附在透镜背面接收透镜聚焦的功率，消除了集成天线工作在毫米波频段时存在的表面波对天线性能的影响，具有尺寸紧凑、损耗小的特点。采用Stmtton-Chu公式和射线追迹分析了电磁波人射到扩展半球透镜上时在其背面的场分布，即透镜的焦区场分布，以获得透镜用于焦面阵成像时的性能。

关键词： 毫米波     天线     成像     扩展半球介质透镜    

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复杂结构中异常区域对波速成像影响的量化研究 Article

董陇军, 童小洁, 马举

《工程（英文）》 2021年 第7卷 第7期   页码 1011-1022 doi: 10.1016/j.eng.2020.06.021

摘要： 随着实时监测技术的出现，波速场精确成像使异常区域精准探测成为可能。但成像结果易受到多种因素的影响，尤其在小尺度上应用时。为此，我们采用被动声发射监测和主动超声波探测相结合的增强型三维成像技术，对包括初始速度模型、传感器排布、路径覆盖范围、事件的空间分布和定位误差等因素进行研究，共开展相关测试37组，获得了不同因素对成像精度的量化影响测试结果表明该成像技术可有效应对复杂结构中的异常区域的精准探测，且在初始迭代参数优化后，异常区域的探测精度显著提高。

关键词： 异常区域探测     成像作用     波速     路径    

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高速单像素成像技术原理及应用 Review

Qiang GUO, Yu-xi WANG, Hong-wei CHEN, Ming-hua CHEN, Si-gang YANG, Shi-zhong XIE

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年 第18卷 第9期   页码 1261-1267 doi: 10.1631/FITEE.1601719

摘要： 单像素成像技术具有利用一个单像素探测器获取高分辨图像的能力，近十年来得到广泛关注。该技术已应用于多个领域，如核磁共振成像、航天遥感、太赫兹成像和高光谱成像。然而，单像素相机的成像速度受到数字微镜阵列和图像压缩程度限制，导致其时间分辨率较低（毫秒量级）。因此，观察显微成像中的高速动态现象对于单像素相机而言是巨大挑战。最近，基于光子时间拉伸的高速单像素成像技术被提出，其远超普通相机的成像速度也得到验证。

关键词： 压缩采样；单像素成像；光子时间拉伸；成像式流式细胞仪    

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基于谐波的多光子扫描结构光照明超分辨显微成像

汪磊, 郑晓敏, 周洁, 王美婷, 陈嘉杰, 曾佑君, 许改霞, 王颖, 邱海霞, 邵永红, 屈军乐, 高志, 顾瑛

《工程（英文）》 2022年 第16卷 第9期   页码 65-72 doi: 10.1016/j.eng.2021.12.010

摘要：

本文提出了一种利用多光子非线性效应的多光子结构光照明超分辨显微成像（multiphoton-structured illuminationmicroscopy, mP-SIM）技术，可实现比线性SIM 更高的成像分辨率。通过扫描正弦结构的照明光激发样本产生多光子荧光信号或谐波信号，从而利用由光学非线性效应产生的非正弦结构信号光的谐波来提高分辨率。本文提出了mP-SIM 理论以重建系统的超分辨图像。对细胞内染色F-肌动蛋白和小鼠尾腱胶原纤维成像，进一步验证了mP-SIM 的超分辨成像能力。该方法不但适用于多光子荧光超分辨显微成像，而且适用于非标记的如SHG等超分辨显微成像；重要的是，该方法不需要特定的荧光团或高功率激发光，可直接用于商用mP显微系统来实现超分辨成像。

关键词： 超分辨显微成像     结构光照明超分辨显微成像     多光子结构光照明超分辨显微成像     SIM     二次谐波产生（SHG）-SIM    

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标题 作者 时间 类型 操作

光场成像技术：模型、标定、重建及应用

Hao ZHU, Qing WANG, Jingyi YU

期刊论文

多孔径光学成像系统及其光场采集数学模型

祁启明,傅瑞罡,邵铮铮,王平,范红旗

期刊论文

用于计算机视觉任务的光场成像技术综述

贾晨1,2,石凡1,2,赵萌1,2,陈胜勇1,2

期刊论文

基于双向深度生成模型和功能磁共振成像数据的大脑编码和解码

杜长德, 李劲鹏, 黄利皆, 何晖光

期刊论文

计算成像领域新理论和新方法

Xue-mei HU, Jia-min WU, Jin-li SUO, Qiong-hai DAI

期刊论文

结合全变分最小化和稀疏字典学习后处理的低剂量CT重建

Yong DING, Tuo HU

期刊论文

全氟化碳乳剂19F磁共振成像的最新进展

Anne H. Schmieder,Shelton D. Caruthers,Jochen Keupp,Samuel A. Wickline,Gregory M. Lanza

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基于片上波导的超灵敏探测与超分辨成像

庞陈雷,刘旭,陈伟,杨青

期刊论文

MPIN：基于宏像素聚合的光场图像超分辨率网络

王歆雅1,马佳义1,高文静1,江俊君2

期刊论文

光学成像中的相位问题

Guo-hai SITU, Hai-chao WANG

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掠入射偏振光足迹成像

Xin-yi Bi, Rui-fang Han, Ran Liao, Wu-sheng Feng, Da Li, Xue-jie Zhang, Hui Ma,liao.ran@sz.tsinghua.edu.cn

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用于毫米波焦面阵成像系统的扩展半球介质透镜

孙忠良,窦文斌

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复杂结构中异常区域对波速成像影响的量化研究

董陇军, 童小洁, 马举

期刊论文

高速单像素成像技术原理及应用

Qiang GUO, Yu-xi WANG, Hong-wei CHEN, Ming-hua CHEN, Si-gang YANG, Shi-zhong XIE

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基于谐波的多光子扫描结构光照明超分辨显微成像

汪磊, 郑晓敏, 周洁, 王美婷, 陈嘉杰, 曾佑君, 许改霞, 王颖, 邱海霞, 邵永红, 屈军乐, 高志, 顾瑛

期刊论文