传统光电成像技术是在工业化时代发展起来的,在民用和军事上都发挥着重要的作用。随着信息时代的发展,传统成像技术难以实现更远的探测距离和更高分辨率需求。计算成像是集光学、信号处理和数学于一体的新兴交叉学科,有效利用了多维物理量信息,完成从成像系统到图像信息计算的一体化,实现远距离、小型化、低功耗和高分辨率的成像需求。报告分析了传统成像中的瓶颈问题,从计算成像中的数学问题讲起,引出计算成像解决问题的案例;根据光传播路程,给出了弹道光成像区域图像增强解决方法,以及更远传播距离的强散射区域透过散射介质成像的探索。报告重点介绍了广域高分辨率成像、透过散射介质成像、偏振成像等典型计算成像技术,为复杂天候下清晰成像和强散射生物组织成像提供有效的技术途径。随着成像系统的发展,通过改进成像系统的探测方式和成像条件,更多维度的光波信息将被发掘与利用,能够为图像计算提供维度更高的图源信息,实现更加复杂场景条件下的成像。最后,针对SWaP(Size, weight, and Power)的成像需求,提出计算成像光学系统设计方法;同时,针对更高成像分辨率的需求,提出了超大口径望远镜的设计思想,并对计算成像技术未来的发展提出了思考与展望。