由于计算机断层扫描（CT）成像技术对物体内部结构具有出色的可视化能力，其在临床医学诊断中获得广泛应用。但是X射线辐射会对人体造成伤害，通常采用降低扫描强度或者减少扫描角度数量的方式降低患者受到的X射线辐射剂量，然而在欠采样投影数据条件下重建的低剂量CT图像会有严重的条状伪影和噪声。近年来，深度学习技术快速发展，同时卷积神经网络在图像表示与特征提取等方面展现出巨大优势，应用在稀疏或者有限角度下的CT重建任务中可以实现快速和高质量的重建。因此面向稀疏或者有限角度条件下的CT重建技术，综述了深度学习技术在图像域后处理、正弦域预处理、双域数据联合处理、迭代重建算法和端到端映射重建5个方面的国内外最新研究进展，对当前基于深度学习的稀疏或者有限角度CT重建方法的技术特点及其局限性进行分析，并展望了未来可能的研究方向。

近年来, 图像采集设备的高速发展极大地丰富了图像种类和数量。图像配准技术作为图像分析和处理的关键, 在图像融合、模式识别和计算机视觉等领域作用日益重要, 如何实现高精度、实时配准已成为该领域的研究重点。与此同时, 深度学习技术发展迅速, 卷积神经网络在图像表示、特征提取等方面显示出独特优势。本文系统综述了基于深度学习技术实现图像配准的相关研究进展, 深入讨论了基于深度迭代配准、全监督图像配准、弱/双重监督图像配准、无监督图像配准等典型的深度学习的图像配准方法, 总结了相关领域研究人员所面临的共同挑战, 并指出了未来可能的研究方向。

为了能够在有振动的环境中精确提取待测物体的相位,提出了一种 基于双时域傅里叶变换的相位提取算法。把一段具有2个干涉周期的时域光强信号分成多段1个周期的子段,进行2次傅里叶变换分离相移器引入的 相移频率和其他干扰频率。模拟和实验结果表明：该算法在不提高系统复杂性和大幅度减少数据获取量的 前提下,显著提高了系统抗干扰能力,与在理想条件下的传统四步相移算法相比,其测量均方根误差可以达到0.062 rad; 所提出方法从采集到待测物体相位的提取完全无须人工干预,有利于实现自动化。

为了提高显微数字全息系统的分辨率和重构速度, 从空间带宽积的角度出发, 分析了菲涅尔再现算法的使用范围。结果显示, 记录系统只要满足空间带宽积的条件, 使用菲涅尔再现算法可以同时接近极限分辨率和快速再现；同时, 短记录距离无透镜傅里叶变换光路是一种能满足此空间带宽积条件的系统配置。重要的是, 在短记录距离, 也能用菲涅尔再现算法重构待测物体复振幅。此外, 通过对比细分菲涅尔再现算法和细分卷积算法, 两者的重构分辨率都可以得到提升, 而细分菲涅尔再现算法在大数值孔径的重构中, 所使用的内存和计算时间远远小于细分卷积再现算法。

提出一种基于最小二乘迭代的多波长同时相移干涉测量方法。该方法可以在三个波长光波同时入射的同轴相移干涉测量系统中，对所有波长进行同时相移，通过单色CCD 采集一系列相移量未知的多波长同时相移干涉条纹图，利用最小二乘迭代算法提取出单个波长下的包裹相位分布。结合多波长光学位相解包和降噪处理得到合成波长的相位分布，进而测量出待测物体的三维形貌。对该方法进行了数值模拟和光学实验验证，结果表明该方法实验过程简便、测量精度高、抗噪能力强。

提出一种基于主成分分析(PCA)的多波长同轴共路同时相移干涉测量方法。所提方法可以通过从单色CCD记录的一系列相移量未知的多波长同时相移干涉条纹图，利用主成分分析提取出单个波长下的包裹相位分布，继而通过多波长的方法进行相位解包和降噪处理得到合成波长的相位。数值模拟和实验结果表明，所提方法不仅测量过程简单，而且运算速度快，测量精度高。

提出了一种基于施密特正交化的两步相移算法的改进方法。通过高斯高通滤波器滤除干涉图的直流项，再将两幅滤波后的干涉图的强度进行施密特正交化，并根据两个正交向量的模之间的反正弦关系提取相移量。在两步相移干涉测量中，当两幅干涉图之间的相移量值确定后，可以通过一个反正切函数来恢复待测相位。模拟计算和实验研究的结果表明：与现有的几种两步相移算法相比，所提出的方法不仅可以准确地提取相移量，并且可以快速地恢复待测相位，在相位测量领域具有广泛的应用前景。

提出了一种基于时域傅里叶变换的广义相移相位恢复方法。该方法不需要对相移量进行特殊标定，就可从一系列相移量单调变化的干涉条纹图中快速地恢复出物体的相位。由于所提方法是运用傅里叶变换逐点从频域提取物体的相位，所以该方法不仅具有良好的抗干扰性能，而且对干涉图中的条纹数目没有要求，可以从条纹数少于1的相移干涉图中精确地恢复相位。数值模拟与实验结果均表明所提方法具有操作简单、方便、快速、精度高等优点。

提出了一种基于彩色CMOS 的双波长数字全息同轴相移显微系统，定量分析人体Jurkat 细胞(人外周血白血病T 细胞)凋亡过程中的相位变化，实现了在不进行复杂相位解包裹运算的同时对细胞相位的定量测量。利用532 nm和632.8 nm 两波长的激光，对人体离体Jurkat 细胞凋亡过程中的三个状态进行了彩色全息记录，分别提取出两波长的相位信息，从而重构细胞相位。实验表明，该系统下测得的相位与其他方法测得的相位具有较好的一致性，并且测量量程大，算法简单，结果准确。实验结果将为双波长数字全息术用于细胞相位的研究和应用提供参考。

讨论了数字全息显微术(DHM)相位测量中显微物镜引入的附加相位的消除问题。在DHM相位重构中，对比分析了两步法和泽尼克多项式拟合两种附加相位补偿方法，进行了相应的实验研究，实现了多种生物细胞的相位重构。研究结果表明：两种补偿方法均能有效地消除DHM系统的相位误差。对于两步补偿法，由于补偿计算需要两组数字全息图，实验记录耗时，对记录系统稳定性要求高，但采用有、无样品相位相减的补偿算法简单，能够同时补偿显微物镜带来的球面附加相位和光学系统带来的其他相位畸变，相位重构的精度高。对于泽尼克多项式拟合补偿方法，补偿计算仅需一组数字全息图，在动态相位测量中具有特别的优势，但相位重构的误差随待测细胞高度和面积的增大而增大，为提高泽尼克相位补偿法的相位重构精度，需要保证物体的光学高度或者是物体的横向面积在一个较小的范围内变化。上述结果将为DHM用于生物细胞相位重构的研究和应用提供参考。