付星教授

激光与光子技术研究所

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准菲涅尔变换:非视域成像“降维”新范式(Optica)

发布时间:2026-09-08
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现有的非视域主流算法大多将测量数据与隐藏场景表示为三维体素,忽视了非视域成像本质上仅能重建二维可见表面的物理事实,导致计算量和内存开销急剧攀升。这使得现有方法在面对实际任务,尤其是高分辨率成像场景时,难以兼顾实时性与部署灵活性,已成为制约该技术走向实际应用的核心瓶颈。


本课题组与清华大学丘成桐数学科学中心合作,突破了传统三维体素重建的计算范式,以“Fast and Memory-efficient Non-line-of-sight Imaging with Quasi-Fresnel Transform”为题发表于Optica。https://doi.org/10.1364/OPTICA.604217


该工作的核心创新在于:将隐藏物体的反射率与深度信息降维表征为二维函数,并由此提出准菲涅尔变换,在瞬态测量数据与隐藏场景之间建立直接的二维映射关系。这一数学变换将三维逆问题简化为二维求解,从根源上消除了高冗余计算,大幅降低了计算复杂度与内存占用。


团队在多个公开数据集上对该方法进行了验证。对于1024×1024高分辨率重建任务,该方法的运行时间不足1s,内存占用低于50 MB,相较已有方法(耗时~100s,内存占用~100GB)实现了数量级跨越。该工作提供了一种兼具速度与内存优势的显式重建算法,为非视域成像技术在移动终端、嵌入式平台及专用光学硬件上的高时效部署开辟了新路径。


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