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Time-of-Flight透散射介质成像技术综述 被引量:1
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作者 王霞 张艺馨 +1 位作者 赵雨薇 金伟其 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期370-381,共12页
Time-of-Flight (ToF)成像是利用光在目标和相机之间的飞行时间来获取场景的深度信息,具有体积小、成本低、实时成像等优势。在散射环境中,由于散射介质对光的散射作用,ToF成像受到多径干扰的影响,深度测量误差较大,限制了ToF相机在散... Time-of-Flight (ToF)成像是利用光在目标和相机之间的飞行时间来获取场景的深度信息,具有体积小、成本低、实时成像等优势。在散射环境中,由于散射介质对光的散射作用,ToF成像受到多径干扰的影响,深度测量误差较大,限制了ToF相机在散射场景中的应用。ToF透散射介质成像技术是校正因散射光引起的多径干扰效应,从传感器接收到的混叠信号中分离出目标分量,实现散射场景中的深度信息恢复,其在雾天自动驾驶、水下勘测、生物医学等领域具有广阔的应用前景。依据ToF成像系统的不同,详细介绍了PL-ToF和CW-ToF成像的基本原理,阐述和分析了散射场景中ToF稳态成像和瞬态成像的机理和特点,分别回顾和总结了ToF稳态成像和瞬态成像的透散射介质成像研究现状,并介绍了ToF透散射介质成像的应用前景,最后依据现有ToF透散射介质成像技术的优缺点,对未来发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 成像系统 透散射介质成像 Time-of-Flight相机 稳态成像 瞬态成像
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基于统计平均方法实现透过散射介质全息成像 被引量:1
2
作者 张辉 张在坤 +1 位作者 孔德鹏 贺正权 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期307-314,共8页
为了透过散射介质恢复隐藏环境中物体的信息,搭建双光束干涉全息成像系统,通过旋转毛玻璃实现散斑平均,在相机获得干涉散斑图像后,只需要对其进行傅里叶变换即可对隐藏在散射介质后的物体进行信息重建。通过引入第二个静置的散射介质扩... 为了透过散射介质恢复隐藏环境中物体的信息,搭建双光束干涉全息成像系统,通过旋转毛玻璃实现散斑平均,在相机获得干涉散斑图像后,只需要对其进行傅里叶变换即可对隐藏在散射介质后的物体进行信息重建。通过引入第二个静置的散射介质扩展了该方法的应用场景。实验结果表明,毛玻璃旋转速度越快,达到最高峰值信噪比所需要的相机曝光时间越短。该方法利用统计平均和无透镜傅里叶变换数字全息,结构简单、重建速度快,且不需要相位校正和复杂的图像处理、目标扫描、波前整形等。 展开更多
关键词 散射介质成像 数字全息 统计平均 毛玻璃 峰值信噪比
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医学影像学成像介质的发展与种类 被引量:1
3
作者 于红 方方 于凤珍 《中国医学影像技术》 CSCD 2001年第6期561-561,共1页
关键词 医学影像学 成像介质 X线成像技术
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飞秒全息成像技术研究 被引量:3
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作者 成铎 王国志 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 1996年第5期75-79,共5页
飞秒全息成像技术目前主要有两个应用方向:飞行中的光波记录方法以及透过高散射介质(特别是生物活组织)成像。本文针对第二个应用方向做了一些初步工作,建立起了一套完整的电子全息系统,包括数字再现软件、CCD摄像机、图像采集... 飞秒全息成像技术目前主要有两个应用方向:飞行中的光波记录方法以及透过高散射介质(特别是生物活组织)成像。本文针对第二个应用方向做了一些初步工作,建立起了一套完整的电子全息系统,包括数字再现软件、CCD摄像机、图像采集处理机。采用建立的电子学全息系统,在空气中拍摄了金属丝的飞秒全息图,为进一步利用飞秒全息技术研究透过高散射介质成像打下了基础。 展开更多
关键词 飞秒全息成像 透过高散射介质成像 电子学全息
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关于散射成像研究现状的一些思考 (特邀) 被引量:3
5
作者 刘红林 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期1-3,共3页
透过散射介质的光学成像是人们长期追求但一直未能真正解决的问题。研究人员提出并发展了各种各样的方法和技术,从最早只利用弹道光的时间门和空间门技术,到后来利用了散射光的波前整形、散射矩阵测量和散斑自相关成像,再到近年热门的... 透过散射介质的光学成像是人们长期追求但一直未能真正解决的问题。研究人员提出并发展了各种各样的方法和技术,从最早只利用弹道光的时间门和空间门技术,到后来利用了散射光的波前整形、散射矩阵测量和散斑自相关成像,再到近年热门的深度学习方法。尽管这些方法和技术都经过了毛玻璃、氧化锌薄膜、生物组织切片等薄散射介质的原理性验证,但随着介质厚度增加,所有方法和技术都迅速失效。厚度一直是难以克服的瓶颈。这篇评论归纳对比了散射成像的主要方法和技术,重新审视了经过散射介质波前被完全随机化等主流观点,分析了现有方法和技术无法透过厚散射介质成像的原因,并提出了未来有望真正解决问题的研究方向。 展开更多
关键词 透过散射介质成像 弹道光 散射光 波前整形 散斑自相关成像 深度学习
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基于偏振成像的水下图像复原技术研究最新进展 被引量:24
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作者 胡浩丰 李校博 刘铁根 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期68-80,共13页
在水下环境中,悬浮的散射颗粒对光场的散射和吸收作用导致成像清晰度显著下降。基于偏振成像的水下图像复原技术是实现水下清晰成像的有效方法之一。该技术利用散射光的偏振特性,分离场景光和散射光,估计散射光强和透射系数,实现成像清... 在水下环境中,悬浮的散射颗粒对光场的散射和吸收作用导致成像清晰度显著下降。基于偏振成像的水下图像复原技术是实现水下清晰成像的有效方法之一。该技术利用散射光的偏振特性,分离场景光和散射光,估计散射光强和透射系数,实现成像清晰化。近年来,偏振成像技术已广泛、高效地应用于水下图像复原和水下目标识别等诸多领域。水下偏振图像复原技术作为光学成像技术和图像处理技术的交叉领域,引起了广泛的关注并取得了大量优秀的研究成果。文中主要介绍了基于偏振成像的水下复原技术的基本原理、偏振信息处理方法和最新发展现状,综述了近年来偏振水下图像复原技术代表性的改进型方法。 展开更多
关键词 偏振成像 水下图像复原 散射介质成像
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生物组织单像素成像重构的散射干扰抑制
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作者 陆秋萍 石岩 +5 位作者 戴晟昕 陈义 赵春柳 赵天琦 金尚忠 牛海彬 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期446-452,共7页
针对单像素成像重构中的散射介质影响而导致重构图像无法达到最佳效果的问题,研究了有无散射介质的情况下,关联算法和压缩感知算法的图像重构适用性。分析了散射介质在成像光路造成的调制信息空间结构变化和在探测光路造成的信号损耗对... 针对单像素成像重构中的散射介质影响而导致重构图像无法达到最佳效果的问题,研究了有无散射介质的情况下,关联算法和压缩感知算法的图像重构适用性。分析了散射介质在成像光路造成的调制信息空间结构变化和在探测光路造成的信号损耗对成像的影响,建立了近红外单像素成像系统,使用CGI算法和TVAL3算法实现了穿透生物组织散射介质的单像素成像实验。实验发现,在无散射介质时,TVAL3算法的重构时间、峰值信噪比和相似度等均优于CGI算法;而在有散射介质时,CGI算法的三项数值中有两项优于TVAL3算法,其最大重构时间(0.304 091 s)小于TVAL3算法最小时间(1.766 299 s),其最小峰值信噪比(9.983 1 dB)高于TVAL3算法的最大值(9.170 456 dB),其相似度(0.098 2、0.117 8)则位于TVAL3算法的范围内(0.099 258~0.497 622)。结果表明,基于关联成像理论的CGI算法较适合散射介质成像,基于压缩感知理论的TVAL3算法更适合无散射介质成像。 展开更多
关键词 单像素成像 散射介质成像 压缩感知 关联算法
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菲涅耳波带板无运动卷积全息术 被引量:3
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作者 孙萍 谢敬辉 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期738-741,共4页
提出了菲涅耳波带板(FZP)无运动卷积全息术.该技术使用均匀扩展光源,使得从光源不同位置发出的光在经过FZP编码孔径之后,在物体上形成多个菲涅耳波带板投影叠加.物体的全息图是FZP投影光强分布函数与物体的光强分布函数的卷积,无需机械... 提出了菲涅耳波带板(FZP)无运动卷积全息术.该技术使用均匀扩展光源,使得从光源不同位置发出的光在经过FZP编码孔径之后,在物体上形成多个菲涅耳波带板投影叠加.物体的全息图是FZP投影光强分布函数与物体的光强分布函数的卷积,无需机械运动便得到物体的扫描全息图·采用数字相关解码方法实现全息图的再现·用蒙特卡罗方法模拟了菲涅耳波带板入射光束在经过散射介质以后,其出射光强分布随散射介质厚度的变化规律·结果表明:当散射介质厚度为5cm时,出射光束依然基本保持菲涅耳波带板形式的光强分布·对嵌埋在浓度为1%的Intralipid散射溶液中直径为0.4mm的金属丝进行成像实验,分别得到当散射介质厚度为1cm、3cm和5cm时的再现像,实验验证了菲涅耳波带板无运动卷积全息术用于高散射介质中物体成像的可行性· 展开更多
关键词 信息光学 高散射介质成像 无运动卷积 蒙特卡罗方法
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基于低秩分解与像素置乱的图像去雾方法 被引量:3
9
作者 王国栋 邵鹏 +2 位作者 王国宇 刘少禹 张建涛 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期212-217,共6页
针对浓雾场景下图像目标信息被严重遮挡,现有雾天图像清晰化算法难以取得较好去雾效果的问题,基于低秩分解并结合像素置乱提出一种新的图像去雾方法。根据低秩分解理论和散射介质成像模型,将雾天降质图像看作两部分的叠加:一部分是具有... 针对浓雾场景下图像目标信息被严重遮挡,现有雾天图像清晰化算法难以取得较好去雾效果的问题,基于低秩分解并结合像素置乱提出一种新的图像去雾方法。根据低秩分解理论和散射介质成像模型,将雾天降质图像看作两部分的叠加:一部分是具有低秩特性的雾化背景,另一部分是具有高秩特性的清晰目标场景。由于目标场景本身具有局部相关性和非局部相似性而含有一定程度的低秩成分,直接进行低秩分解会导致一部分目标场景被当作雾化背景去除,因此对原始雾天图像进行像素置乱以破坏场景本身的相关性,同时雾化背景因其全局缓变特性仍保持低秩属性,从而在进行低秩分解时最大限度地保留场景信息。最后,将高秩成分进行像素归位,获得去雾后的复原场景。实验结果表明,与暗通道先验、DehazeNet等主流图像去雾方法相比,该方法针对O-HAZE数据集中浓雾图像的去雾具有更好的表现,在有效去除浓雾的同时,不会产生大面积色偏现象。 展开更多
关键词 图像去雾 低秩分解 散射介质成像模型 像素置乱 像素归位
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反向追迹法获取水下对空全景图像 被引量:4
10
作者 何大华 李苏 李亚鹏 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期929-937,共9页
在水下透过波浪对海面及空中目标成像,所获取的目标图像会发生畸变。为定量分析波浪对图像畸变的影响,建立一种理想的水下对空成像模型,得到透过波浪的全景图像。首先,在给定的成像模型下,运用主光线反向追迹法,由斯涅耳定律计算出与水... 在水下透过波浪对海面及空中目标成像,所获取的目标图像会发生畸变。为定量分析波浪对图像畸变的影响,建立一种理想的水下对空成像模型,得到透过波浪的全景图像。首先,在给定的成像模型下,运用主光线反向追迹法,由斯涅耳定律计算出与水下入射光线对应的水上折射光线的方向矢量,从而得到天球上目标点与成像靶面上单像素点的物像对应关系。然后,对整个成像靶面上的像素点进行遍历,形成水下对空全景图像。最后,在4种特殊的海面波浪波形下,利用MATLAB环境计算出天空圆形目标及背景的水下对空全景图像。计算结果表明:运用反向追迹法能够有效地计算出水下对空全景图像,通过调整波浪参数,可以定量分析图像的畸变程度。主光线反向追迹法适用于分析透过具有一阶可导波浪的水下对空全景图像的畸变特征,为研究更复杂波浪下的水下对空图像畸变特征奠定了基础。 展开更多
关键词 介质成像 水下对空成像 反向追迹 全景图像 斯涅耳定律 波陡
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多模光纤远端光场重建的采样方案 (特邀) 被引量:2
11
作者 甘雨 刘红林 +3 位作者 高敬敬 宋纯元 张栩瑜 韩申生 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期137-143,共7页
利用相位恢复算法可以从光纤近端的光强分布求解光纤远端的场强分布。光纤的响应可以用传输矩阵描述。实验上则是在不同的输入情况下对输出端的光强分布进行足够数量的采样来测量传输矩阵。显然,采样点的位置分布,包括采样点数目和间隔... 利用相位恢复算法可以从光纤近端的光强分布求解光纤远端的场强分布。光纤的响应可以用传输矩阵描述。实验上则是在不同的输入情况下对输出端的光强分布进行足够数量的采样来测量传输矩阵。显然,采样点的位置分布,包括采样点数目和间隔,影响着传输矩阵的测量,而相位恢复算法的精度和效率与传输矩阵有关。文中提出采样间隔应该大于出射散斑大小,以满足传输矩阵不同行的统计独立性,在保证图像重建质量的条件下减少采样点数,提高重建效率。实验结果表明,当采样间隔小于散斑大小时,相同的图像重建质量下,随着采样间隔的增大,光场重建所需的采样点数量明显下降。当采样间隔大于散斑时,所需的采样点数量变化缓慢,约为输入图像像素数量的3.5倍。采样间隔固定时,随着采样点数的增加,相位恢复算法消耗的时间先减小后增大,因此存在一个最佳的采样间隔与采样点数。 展开更多
关键词 散射介质成像 多模光纤 相位恢复
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光学生物学应用
12
《中国光学》 EI CAS 2002年第4期110-110,共1页
Q63 2002043197散射介质成像中的时间门研究=Study of time-gatein imaging of object in a scattering medium[刊,中]/王建岗,王桂英,徐至展(中科院上海光机所.上海(201800))∥光学学报.—2001,21(1).
关键词 蒙特卡罗方法 时间门技术 散射介质 介质成像 光学性质 生物学应用 王建 中科院 上海 小球
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高速摄影及其装置
13
《中国光学》 EI CAS 1999年第5期69-69,共1页
TB853.17 99053257采用最早到达光透过高散射介质成像=Imagingthrough highly scattering media using first—arriying—light[刊,中]/侯比学,陈国夫(中科院西安光机所,瞬态光学技术国家重点实验室.陕西,西安(710(68))//物理.—1999,28... TB853.17 99053257采用最早到达光透过高散射介质成像=Imagingthrough highly scattering media using first—arriying—light[刊,中]/侯比学,陈国夫(中科院西安光机所,瞬态光学技术国家重点实验室.陕西,西安(710(68))//物理.—1999,28(3).—173—177,167综述了最早到达光方法透过散射介质成像技术,介绍了克尔快门时间空间选通成像技术,共焦扫描条纹相机成像技术、非线性二次谐波产生—互相关选通成像技术及电子学全息选通成像技术目前的发展状况,对其优缺点给出了评述。图6参19(李瑞琴) 展开更多
关键词 成像技术 最早到达光 透过高散射介质成像 瞬态光学技术 二次谐波产生 时间空间 国家重点实验室 共焦扫描 条纹相机 电子学全息
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Pore structure of ore granular media by computerized tomography image processing 被引量:6
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作者 吴爱祥 杨保华 +1 位作者 习泳 江怀春 《Journal of Central South University of Technology》 EI 2007年第2期220-224,共5页
The pore structure images of ore particles located at different heights of leaching column were scanned with X-ray computerized tomography (CT) scanner, the porosity and pore size distribution were calculated and the ... The pore structure images of ore particles located at different heights of leaching column were scanned with X-ray computerized tomography (CT) scanner, the porosity and pore size distribution were calculated and the geometrical shape and connectivity of pores were analyzed based on image process method, and the three dimensional reconstruction of pore structure images was realized. The results show that the porosity of ore particles bed in leaching column is 42.92%, 41.72%, 39.34% at top, middle and bottom zone, respectively. Obviously it has spatial variability and decreases appreciably along the height of the column. The overall average porosity obtained by image processing is 41.33% while the porosity gotten from general measurement method in laboratory is 42.77% showing the results of both methods are consistent well. The pore structure of ore granular media is characterized as a dynamical space network composed of interconnected pore bodies and pore throats. The ratio of throats with equivalent diameter less than 1.91 mm to the total pores is 29.31%, and that of the large pores with equivalent diameter more than 5.73 mm is 2.90%. 展开更多
关键词 ore granular media pore structure X-ray computerized tomography image processing
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