计算成像是下一代成像技术，不依赖于传统光学器件直接成像，而是通过设计光学系统使得获取的信息经过计算处理后获得高质量图像，超越传统光学限制，实现所“得”大于所“见”。

驭光探微，攻坚计算成像技术理论与工程实践

新葡京澳门-澳门新葡京官网 计算成像团队由邵晓鹏教授领衔，锚定国家空天探测、海洋开发、高端科学仪器国产化等“十五五”重点发展战略，深耕计算光学成像基础理论及工程应用，从基础理论创新到工程实践落地，着力拓展计算成像的实用空间。

新闻报道

科普著作

核心研究：

1、极端环境下的高质量成像技术

在自动驾驶、安防等实际应用过程中，经常会面临雨雪云雾、强光、低光照等极端成像环境，影响成像质量。传统成像镜头以几何光学为基础设计且探测器动态范围有限，无法实现“穿云透雾”及超高动态范围的直接成像。针对上述问题，团队开展长期攻关，重点解决：如何透过散射介质实现高质量成像；如何在超大动态范围下实现高精度成像以及如何在暗弱环境下实现高清晰成像三方面的问题。

2、偏振立体成像：多维偏振感知，赋能陆海空多场景探测

依托偏振光独有的物理特性，团队在无辅助光源条件下实现复杂工况下的三维轮廓精准重建，相关算法可适配星载遥感、近海探测、工业缺陷检测等多类应用场景，为极端环境立体观测提供国产化解决方案。

3、极简光学成像

面向光电成像系统小型化、轻量化和低成本发展需求，重点解决传统光学系统镜组复杂、体积重量大、制造周期长和装调要求高等问题。开展了计算成像体制下“AI+光学”成像机制研究，在新体制光学载荷、光学编码极简成像系统、单透镜成像系统和红外折超混合光学系统等进行了广泛验证。

成像过程

4、高分辨成像技术

面向远距离遥感探测、空间目标观测和低空监视等应用中小口径光学系统分辨率不足、传统合成孔径共相位精度要求高、系统工程实现难度大的问题，提出分布式多孔径联合编码傅里叶叠层成像方法。通过非干涉采集、多孔径协同探测、联合编码调控与相位恢复重建，突破传统远距离成像对大口径光学系统和高精度共相装调的依赖，在降低硬件复杂度和工程实现难度的同时实现远距离目标高分辨率成像，为分布式光学载荷、远距离遥感成像和空间目标感知提供了新的技术路径。同时，面向云雾等复杂散射介质中目标信息衰减严重、细节和颜色难以恢复的问题，发展基于动态散射介质偏振特性的高分辨率成像，实现复杂散射介质下目标结构、细节与颜色信息的协同恢复。

高分辨率成像

5、水下成像

面向海洋资源开发、水下目标识别、海洋工程检测和水下机器人感知等应用需求，聚焦水下光传播过程中吸收、散射和背景噪声等导致的成像距离远、质量差，开展水下计算成像理论与方法研究，从光场信息调控、物理模型建模和智能重建算法三个层面协同攻关，探索压缩感知成像、单像素成像及深度学习赋能等多种技术路径，提升复杂水质条件下目标信息获取和图像重建能力。相关研究可为近海探测、水下装备感知和复杂水域目标识别提供方法支撑，助力海洋强国建设和智能海洋装备发展。

成果展示：从实验室走向真实场景

近年来，团队坚持面向国家重大需求和国际科技前沿，形成了一批具有代表性的创新成果，率先实现了多个计算成像技术的在轨应用验证，研发了多款具备自主知识产权的测试仪器，展现出良好的实用价值和推广前景。

2022年8月9日12时11分，搭载“计算偏振三维成像相机”载荷的东海一号卫星在酒泉卫星发射中心成功发射。随着此次发射任务的圆满成功，我国首次实现星载对地目标的偏振三维成像。

2025年9月5日19时39分，谷神星一号遥十五运载火箭成功将开运一号（天雁28星）卫星送入太空。计算成像遥感相机（可见光波段全金属相机）搭载升空，正式开启国内首次关于计算光学新型成像体制的演示验证试验。该相机采用计算成像光学系统理论与计算域补偿协同创新技术模式，光学制造降低精度要求，后期通过计算与光学协同实现像差补偿。

团队近年来也开发了多台套国产检测设备，如激光功率稳定器，便携式三维面型测量仪，高精度损耗测量仪，高能激光能量分布探测器等。

便携式三维面型测量仪

此外，团队近年来科研成果也荣获多项奖励，如获科技技术发明二等奖、航天科技集团技术发明一等奖、光学工程学会技术发明一等奖等科技奖励。

科研成果获奖

未来展望：坚持应用落地

团队将持续依托西安、杭研及广州三位一体平台优势，紧跟新型工业化、海洋与航天强国建设部署，持续迭代优化计算成像核心技术，深挖国产精密光电装备产业化潜力，继续推动先进计算成像技术的落地应用，突破传统光电成像系统在复杂环境下的成像难题。