医学、生命科学、生物学等世界前沿科学研究领域，迫切需要以3D形式展现显微样本的结构细节，用新的视角和理念重新认识和分析人类正在努力探索的微观世界，这无疑对传统2D形式的显微光学成像系统提出了严峻的挑战。本书针对荧光显微图像理解、图像去噪、图像3D重建三个关键问题展开论述，在深入分析传统光学成像系统的成像机理、成像过程、成像模型和退化因素的基础上，介绍了光场、压缩感知和反卷积等基础理论，并确定了荧光显微样本密集2D截面图像栈(微观光场)的有效采集方案，提出了准确、鲁棒、高效的图像预处理以及3D重建方法，最终构建荧光显微样本3D重建原型演示系统，用于显微样本观察与分析，辅助研究人员获得正确的科学结论。本书内容具有前瞻性和挑战性，在显微样本科学研究、工业电子以及纳米技术等新兴技术领域中，具有重要的科学意义和实用价值