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单像素成像技术从零学起

共计 30 章节
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01
课程导入
单像素成像的定义 · 发展历史 · 核心优势
课程导入单像素成像的定义
02
光学基础
光的基本特性 · 光强与光子 · 探测器响应
光学基础光的基本特性
03
单像素成像原理
从传统面阵成像到单像素成像的转变 · 空间光调制器（SLM/DMD）的作用 · 单像素探测器（桶探测器）的工作原理
单像素成像原理从传统面阵成像到…
04
数学基础
矩阵与向量表示 · 内积与正交基 · 傅里叶变换
数学基础矩阵
05
成像模型
单像素成像的数学模型（y = A x… · 测量矩阵的设计 · 噪声模型与信噪比分析
成像模型单像素成像的数学…
06
Hadamard基成像
Hadamard矩阵的构造 · 排序方式（自然序 · Walsh序）
Hadamard基成像
07
傅里叶单像素成像
傅里叶基图案生成 · 四步相移法 · 频域采样与图像重建
傅里叶单像素成像傅里叶基图案生成
08
随机测量与压缩感知
随机矩阵（高斯 · 伯努利）设计 · 稀疏基选择
随机测量压缩感知
09
单像素成像系统搭建
硬件组成（光源 · DMD · 透镜
单像素成像系统搭…硬件组成
10
编程基础
Python环境搭建 · NumPy/Scipy图像处理基础 · Matplotlib可视化
编程基础Python
11
仿真实验
用Python模拟单像素成像过程 · 生成Hadamard图案 · 模拟测量
仿真实验Python
12
重建算法详解
最小二乘法 · 伪逆法 · 迭代算法（ISTA
重建算法详解最小二乘法
13
图像质量评价
PSNR · SSIM · MSE等指标的计算与对比
图像质量评价PSNR
14
采样率与成像质量
采样率对重建的影响 · 欠采样与过采样 · 自适应采样策略
采样率成像质量
15
噪声与鲁棒性
高斯噪声 · 泊松噪声 · 椒盐噪声对单像素成像的影响及去噪方法
噪声鲁棒性
16
运动与动态成像
运动伪影 · 动态场景的单像素成像方法（如视频成像 · 时间序列重建）
运动动态成像
17
彩色与多光谱单像素成像
多通道探测 · 滤光片分光 · 彩色图像重建方法
彩色多光谱单像素成像
18
三维单像素成像
飞行时间（ToF）法 · 结构光法 · 单像素三维成像系统与重建
三维单像素成像ToF
19
单像素显微成像
与显微镜结合 · 超分辨 · 荧光单像素成像
单像素显微成像显微镜结合
20
单像素成像与深度学习
深度学习重建网络（U-Net · GAN） · 端到端学习
单像素成像深度学习
21
单像素成像的硬件优化
DMD调制速率 · 探测器响应带宽 · 同步精度
单像素成像的硬件…DMD
22
单像素成像的压缩感知实战
使用真实数据（或公开数据集）进行压缩… · 对比不同算法
单像素成像的压缩…使用真实数据
23
单像素成像的常见问题与调试
图案同步错误 · 光路对准 · 探测器饱和
单像素成像的常见…调试
24
单像素成像的先进应用
非视域成像 · 透过散射介质成像 · 太赫兹/毫米波成像
单像素成像的先进…非视域成像
25
单像素成像与其他成像技术对比
与传统相机 · 鬼成像 · 计算成像的关系与区别
单像素成像其他成像技术对比
26
单像素成像的数学进阶
矩阵完备性 · 互相干性 · RIP条件
单像素成像的数学…矩阵完备性
27
单像素成像的实时实现
算法加速（GPU/FPGA） · 实时重建策略 · 嵌入式系统集成
单像素成像的实时…GPU/FPGA
28
综合实战项目
从零搭建一个单像素成像系统（仿真或硬… · 完成从图案生成到图像重建的全流程
综合实战项目从零搭建一个单像…
29
课程总结与拓展
单像素成像的前沿方向 · 科研阅读指南 · 开源资源与社区
课程总结拓展
30
结业考核
综合测试题（理论+实践） · 设计一个单像素成像方案并分析其性能
结业考核综合测试题