研究團(tuán)隊提出的LIP成像框架基于“空域-頻域聯(lián)合優(yōu)化”策略，從兩個維度同時提升成像性能（圖2）：在空域方面，綜合考慮頻譜采樣、角視場與信號完整度等要素，提出了FZA最優(yōu)參數(shù)的空域設(shè)計準(zhǔn)則，以最大程度地保證中心頻譜的采樣與避免混疊偽影的發(fā)生，并實(shí)現(xiàn)成像視場與成像分辨率的平衡；在頻域方面，通過可編程液晶顯示器（Liquid Crystal Display，LCD）實(shí)現(xiàn)對FZA中心孔徑的“偏移”調(diào)制，等效為在頻域中采集多子孔徑信息，并利用并行算法對各子孔徑復(fù)振幅進(jìn)行融合，進(jìn)一步提升重建圖像的分辨率與信噪比。這一聯(lián)合優(yōu)化策略不僅突破了傳統(tǒng)靜態(tài)掩模所面臨的重建不適定性問題，也賦予LIP系統(tǒng)在不同場景下靈活切換編碼數(shù)量與模式的能力，從而實(shí)現(xiàn)成像質(zhì)量與成像速度的自適應(yīng)調(diào)節(jié)。

圖2.基于空域-頻域聯(lián)合優(yōu)化的無透鏡成像框架原理演示。(A), (B)空域像素精確采樣與最優(yōu)參數(shù)匹配；(C), (D)頻域FZA偏移調(diào)制與并行合成

基于自主研發(fā)的小型化LIP成像模組，研究團(tuán)隊通過靜態(tài)分辨率與動態(tài)實(shí)時成像兩方面實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)性驗(yàn)證了LIP在成像分辨率、成像信噪比以及混疊偽影抑制等方面的成像性能。與傳統(tǒng)靜態(tài)調(diào)制無透鏡成像方法相比，所提出的LIP在測試標(biāo)準(zhǔn)分辨率靶標(biāo)與復(fù)雜彩色紋理目標(biāo)時，分辨率提高2.5倍，信噪比增強(qiáng)3 dB，能夠抑制高分辨時易出現(xiàn)的混疊偽影（圖3）。

圖3.LIP的靜態(tài)分辨率表征與復(fù)雜物體成像測試結(jié)果。(A)實(shí)驗(yàn)場景示意圖；(B)分辨率測試結(jié)果；(C), (D)復(fù)雜彩色紋理目標(biāo)測試結(jié)果