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散射介质中偏振图像模拟方法及应用 被引量：1
1
作者 胡浩丰 李天赐 申凌皓 《陕西师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1-11,共11页
散射介质中的可见光偏振模拟数据集较为匮乏,这限制了开发和验证散射介质中偏振成像算法。针对此问题,分析了散射环境中的散射退化、光照等对偏振成像的影响,提出了一种散射介质中偏振图像模拟方法。首先采用物理渲染器精确模拟光的传... 散射介质中的可见光偏振模拟数据集较为匮乏,这限制了开发和验证散射介质中偏振成像算法。针对此问题,分析了散射环境中的散射退化、光照等对偏振成像的影响,提出了一种散射介质中偏振图像模拟方法。首先采用物理渲染器精确模拟光的传播路径,得到经偏振滤波片的无退化偏振图像;之后利用真实散射环境数据集(水下及雾天环境),计算不同环境下的散射退化参数;最后结合散射退化模型得到不同偏振态下的模拟散射退化图像。结果表明:模拟数据集准确反映真实散射环境中的图像特征,偏振度和偏振角图像有效呈现了真实散射环境中的退偏现象。相应的模拟偏振图像为分析散射介质中目标和背景的偏振特性提供了可靠基础,也为改进偏振去散射算法提供依据。 展开更多
关键词 偏振成像 偏振图像数据集 散射介质 散射退化模型
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散射介质超衍射极限技术研究进展 被引量：19
2
作者 杨虹 黄远辉 +2 位作者 龚昌妹 吴腾飞 邵晓鹏 《中国光学》 EI CAS 2014年第1期1-25,共25页
综述了已有散射介质超衍射极限聚焦和成像技术的研究现状及进展。首先介绍了这一领域的研究背景及意义,以及已有超衍射极限成像技术的发展现状;然后给出了应用于超衍射极限成像的散射介质定义;其次分析了时间反演技术在声学、微波领域... 综述了已有散射介质超衍射极限聚焦和成像技术的研究现状及进展。首先介绍了这一领域的研究背景及意义,以及已有超衍射极限成像技术的发展现状;然后给出了应用于超衍射极限成像的散射介质定义;其次分析了时间反演技术在声学、微波领域聚焦上的应用,介绍了时间反演法在光学领域超衍射极限聚焦应用中的实现方法,总结了散射介质加入到光学系统中的作用,分析了利用反馈控制调节和光学相位共轭方法进行散射介质超衍射极限聚焦方法的特点;讨论了基于空域和空频域传输矩阵测量的散射介质宽场成像方法及在该目的下的散射介质制备方法;最后给出了散射介质光学超衍射极限成像技术研究前景及展望。 展开更多
关键词 散射介质 超衍射极限 时间反演 光学相位共轭 显微成像
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多散射介质中光子密度波扩散方程的求解 被引量：5
3
作者 朱拓 朱湘东 +2 位作者 张逸新 陈健 倪晓武 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期318-320,共3页
将光源作为一个复数点光源 ,根据实验研究模型的要求 ,求解了多散射介质中光子密度波扩散方程 ,找出了与入射面相对应面的光子通量和介质中吸收系数改变量之间的关系。所得结论能直接用于多散射介质中成像问题的实验研究之中 ,即通过对... 将光源作为一个复数点光源 ,根据实验研究模型的要求 ,求解了多散射介质中光子密度波扩散方程 ,找出了与入射面相对应面的光子通量和介质中吸收系数改变量之间的关系。所得结论能直接用于多散射介质中成像问题的实验研究之中 ,即通过对光子通量的检测 ,反演出吸收系数改变量的分布 。 展开更多
关键词 多散射介质 光子密度波 扩散方程 复数光源
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时间分辨技术测量高散射介质光学参量 被引量：5
4
作者 余江胜 骆清铭 阮玉 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第7期860-863,共4页
采用曲线拟合反演算法来恢复时间分辨系统中的真实光脉冲信号 ,从中可提取出介质光学参量 在模拟人体组织光学参量的模型介质试验中 ,利用时间相关的单光子计数系统测量光子的逸出曲线 。
关键词 时间分辨技术 时间相关的单光子计数 高散射介质 医学诊断
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基于光学相干层析成像技术的强散射介质光学特性测量 被引量：3
5
作者 高应俊 金重星 +1 位作者 林林 林惠珍 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期98-102,共5页
利用光学相干层析成像技术对强散射介质的光学特性进行了测量研究.通过理论模拟分析了镜面反射条件下散射系数及各向异性因子对外差效应因子的影响.提出镜面反射情况下利用广义惠更斯菲涅尔模型提取材料光学特性的算法.通过对不同浓度的... 利用光学相干层析成像技术对强散射介质的光学特性进行了测量研究.通过理论模拟分析了镜面反射条件下散射系数及各向异性因子对外差效应因子的影响.提出镜面反射情况下利用广义惠更斯菲涅尔模型提取材料光学特性的算法.通过对不同浓度的IntralipidTM溶液的测量,获得了可靠的光学散射特性实验结果,并研究了散射系数与其浓度之间的关系,拟合结果显示散射系数与IntralipidTM溶液浓度近似呈线性关系. 展开更多
关键词 光学相干层析成像 强散射介质 光学特性 广义惠更斯菲涅尔原理
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拉曼光谱测定散射介质的温度 被引量：2
6
作者 俞帆 龚光林 +1 位作者 曾昭权 刘刚 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期210-211,共2页
本文发展了测量散射体温度的拉曼光谱方法 ,选用Sr(NO3 ) 2 粉晶做散射介质 ,观测到 738cm-1和10 5 7cm-1两个拉曼散射带 ,记录它们的Stokes和Anti Stokes分量的光谱强度 ,得到硝酸锶粉晶散射体的温度。实验结果显示 ,这种非接触光谱测... 本文发展了测量散射体温度的拉曼光谱方法 ,选用Sr(NO3 ) 2 粉晶做散射介质 ,观测到 738cm-1和10 5 7cm-1两个拉曼散射带 ,记录它们的Stokes和Anti Stokes分量的光谱强度 ,得到硝酸锶粉晶散射体的温度。实验结果显示 ,这种非接触光谱测温法具有重要的实用价值。 展开更多
关键词 拉曼光谱 温度测定 散射介质
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空间低频光共焦扫描法透过散射介质成象 被引量：2
7
作者 侯比学 成铎 陈国夫 《光子学报》 EI CAS CSCD 1998年第3期212-214,共3页
本文使用４－Ｆ光学系统实现低通空间频率滤波，采用空间低频光共焦扫描法透过散射介质成象，实验表明，光路中加入简单的空间滤波系统后，明显改善共焦扫描法的成象质量和分辨率．
关键词 散射介质 空间低通滤波 共焦扫描法 成象
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激光通过散射介质的聚焦 被引量：1
8
作者 黄惠玲 孙存志 +1 位作者 陈子阳 蒲继雄(指导) 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期91-95,共5页
基于角谱衍射公式和散射介质的圆形高斯分布模型,数值模拟光通过散射介质的聚焦.通过反馈优化算法实现散射光束的波前整形,在目标位置处形成一个很亮的聚焦光斑.改变聚焦目标位置后,可实现任意位置处的单点或多点聚焦.讨论了空间光调制... 基于角谱衍射公式和散射介质的圆形高斯分布模型,数值模拟光通过散射介质的聚焦.通过反馈优化算法实现散射光束的波前整形,在目标位置处形成一个很亮的聚焦光斑.改变聚焦目标位置后,可实现任意位置处的单点或多点聚焦.讨论了空间光调制器上的总调制单元个数、每个调制单元相位准确度与光强增长因子的关系.结果表明:目标位置处的光强随着总像素单元数的增加而线性地增强,并且随着调制单元的相位准确度的增加而增强. 展开更多
关键词 散射介质 聚焦 角谱衍射公式 圆形高斯分布 算法
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超短脉冲激光电子学全息选通透过散射介质成象系统的噪音分析 被引量：1
9
作者 侯比学 陈国夫 《光子学报》 EI CAS CSCD 1998年第10期896-900,共5页
本文详细分析了超短脉冲激光电子学全息选通透过散射介质成象系统的噪音因素，其噪音来源主要有电子学全息图的记录过程、再现过程以及ＣＣＤ自身的噪音、系统光学元件产生的噪音等等，提出了相应的噪音处理措施．
关键词 电子学全息 选通 散射介质 噪音 超短脉冲 激光
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飞秒激光电子学全息透过高散射介质成象实验研究 被引量：2
10
作者 侯比学 陈国夫 《光子学报》 EI CAS CSCD 1999年第8期696-699,共4页
本文对飞秒脉冲激光电子学全息选通透过高散射介质成象技术进行了实验研究．实验中使用的光源采用自已研制的钛宝石自锁模激光器，其重复频率为１００ＭＨｚ，中心波长为８００ｎｍ，脉宽为２０ｆｓ，输出功率为８０ｍＷ．采用这种技术... 本文对飞秒脉冲激光电子学全息选通透过高散射介质成象技术进行了实验研究．实验中使用的光源采用自已研制的钛宝石自锁模激光器，其重复频率为１００ＭＨｚ，中心波长为８００ｎｍ，脉宽为２０ｆｓ，输出功率为８０ｍＷ．采用这种技术分别透过３．４６ｍｍ厚的苹果片和１．７６ｍｍ厚的土豆片，对直径为０．５ｍｍ和０．７５ｍｍ的金属丝，获得了清晰的金属丝的图象． 展开更多
关键词 电子学全息.高散射介质.成象 光计算机层析术
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FZP扫描全息术用于高散射介质中吸收体成像
11
作者 孙萍 谢敬辉 +3 位作者 高燕 张军莉 唐晓英 刘效泽 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期449-452,共4页
设计以菲涅耳波带板作为编码孔径的近红外扫描全息成像系统,并对该系统的点扩散函数进行了理论计算.结果表明:系统的点扩散函数接近理想的δ函数;实际测试了系统的点扩散函数,分析了实验结果与理论计算值存在差异的原因;用该系统对浓度... 设计以菲涅耳波带板作为编码孔径的近红外扫描全息成像系统,并对该系统的点扩散函数进行了理论计算.结果表明:系统的点扩散函数接近理想的δ函数;实际测试了系统的点扩散函数,分析了实验结果与理论计算值存在差异的原因;用该系统对浓度为1%、深度为1.8cm的intralipid脂肪乳剂中嵌埋直径分别为1.5mm,1.0mm和0.4mm的金属丝做成的圆环进行了成像实验.实验结果表明:可较清晰地分辨直径1.5mm和1.0mm金属丝做成的圆环,对直径0.4mm的金属丝做成的圆环也可识别.该系统用于高散射介质中吸收体成像具有较高的横向分辨力. 展开更多
关键词 FZP扫描全息术 高散射介质 吸收体成像 系统点扩散函数
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相位差分散射与散射介质特性关系研究
12
作者 吴义芳 曾梅 +1 位作者 谭延军 郑乐民 《量子电子学报》 CAS CSCD 1992年第1期104-104,共1页
用双频稳频激光为光源,用光拍相位检测技术测量经样品散射后的光拍相位差随散射角变化关系,即可获得散射介质有关特性信息。这是一种区别于传统的通过测量光强以获取样品信息的新方法。1986年G,Johnston等人首次提出并称之为PDS方法。 ... 用双频稳频激光为光源,用光拍相位检测技术测量经样品散射后的光拍相位差随散射角变化关系,即可获得散射介质有关特性信息。这是一种区别于传统的通过测量光强以获取样品信息的新方法。1986年G,Johnston等人首次提出并称之为PDS方法。 在光源和探测器之间插入散射样品,当互相垂直的两种线偏振光通过散射介质时。 展开更多
关键词 散射介质 相位差分 特性关系 无线电电子学 散射角 频率稳定性 相位检测 稳频激光器 北京大学 技术测量
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不同波长的散射介质后向散射光偏振度特性 被引量：6
13
作者 曹先平 孙萍 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期608-613,共6页
基于Stockes矢量,通过测量以线偏振光和圆偏振光入射时脂肪乳剂后向散射光的偏振度,研究了532nm、650nm和780nm三个波长的光与散射粒子粒径为325nm的脂肪乳剂溶液作用后,其后向散射光的偏振度特性.研究结果表明,对于入射线偏振光,780nm... 基于Stockes矢量,通过测量以线偏振光和圆偏振光入射时脂肪乳剂后向散射光的偏振度,研究了532nm、650nm和780nm三个波长的光与散射粒子粒径为325nm的脂肪乳剂溶液作用后,其后向散射光的偏振度特性.研究结果表明,对于入射线偏振光,780nm波长后向散射光中的线偏振光成分多于圆偏振光成分,而532nm波长则相反;对于入射圆偏振光,三个波长后向散射光中的圆偏振光成分均多于线偏振光成分;532nm波长的总偏振度高于650nm和780nm两个波长各自的总偏振度;线偏振光的保偏性优于圆偏振光的保偏性,但偏振光在散射介质中的穿透深度较小.因此,后向散射成像技术适用于物体表层成像,而且选择波长略大于粒径的线偏振光可以提高成像质量. 展开更多
关键词 后向散射 Stockes矢量 偏振度 线偏振光 圆偏振光 散射介质
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光通过散射介质聚焦的空间位相逐个单元调节方法 被引量：1
14
作者 方龙杰 张熙程 +4 位作者 张诚 左浩毅 朱建华 高福华 庞霖 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2018年第3期336-350,共15页
本研究在分析现有散射介质聚焦方法的基础上,提出一种利用单元裂解进行波前位相调制,将经过强散射介质的散射光聚焦的快速收敛方法.文中详细地描述了这一新方法的原理,并同现有逐个单元调节方法进行运行对比.单元裂解方法的物理本质,即... 本研究在分析现有散射介质聚焦方法的基础上,提出一种利用单元裂解进行波前位相调制,将经过强散射介质的散射光聚焦的快速收敛方法.文中详细地描述了这一新方法的原理,并同现有逐个单元调节方法进行运行对比.单元裂解方法的物理本质,即为实现空间光调制器的调制各单元光波之间同位相干涉.本方法具有更高的信噪比,并且聚焦收敛的速度快.这一新方法为进一步开展生物成像的光学理论研究提供了新思路. 展开更多
关键词 空间光调制器 聚焦 干涉 散射介质
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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
15
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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浑浊散射介质中被测成分线性吸光度提取与模型转换研究 被引量：1
16
作者 曹海青 韩同帅 +1 位作者 刘雪玉 刘瑾 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期3711-3717,共7页
近红外漫反射光谱法可用于物质成分定性、定量分析,具有快速、无损检测等优点,在食品、制药、环境监测、生命科学等领域有广泛应用。采用近红外漫反射光谱对浑浊散射介质进行成分定量分析时,由于光散射作用,介质吸光度随测量距离不再呈... 近红外漫反射光谱法可用于物质成分定性、定量分析,具有快速、无损检测等优点,在食品、制药、环境监测、生命科学等领域有广泛应用。采用近红外漫反射光谱对浑浊散射介质进行成分定量分析时,由于光散射作用,介质吸光度随测量距离不再呈线性变化,不同测量距离下测量模型也很难转换。从扩散方程出发,提出了从漫射光谱中提取线性吸光度的方法,获得了与测量距离无关的介质光学参数——有效衰减系数的光谱,该光谱可反映介质吸收变化,并用于物质成分测量。具体采用了双位置差分法,可在线性吸光度的范围内任意选取两个光源-探测器距离测量,通过差分获得与测量位置无关的有效衰减系数光谱,其中测量距离可依据波段灵活地进行选择。另外,经理论推导可知,差分运算的同时还大大削减了光子扩散对测量的影响,有利于不同散射特性的介质间光谱模型的相互借鉴。经理论计算、蒙特卡洛模拟和实验验证,在1000~1360 nm波段,该方法适用于强散射的浑浊水溶液。对散射系数处于较大范围(28.53~87.47 cm^-1)的intralipid水溶液进行了测试,获得了线性吸光度的光源-探测器距离范围。进一步以葡萄糖为被测成分为例,获得了葡萄糖在intralipid水溶液中的有效衰减系数光谱。采用测量距离连续可调的漫反射光谱测量系统进行了实验,测量范围位于0~0.3 cm,测试了3种典型的介质(3%,5%,10%Intralipid水溶液)。结果可知,3种介质中葡萄糖光谱呈现一致性,它们之间的测量模型可以方便地进行线性转换。研究对象intralipid水溶液常作为生物组织的仿体,其光学参数也覆盖了常见的牛奶、果汁等被测浑浊溶液,因此测量结果具有广泛的适应性。综上,该研究实现了对浑浊水溶液中物质成分线性吸光度的提取,该方法不仅使得测量位置的选择更加灵活方便,还有利于实现不同散射介质间模型的线性转换,特别适用于介质成分复杂多变的场合下的测量应用,如对人体组织、牛奶或食品中的成分测量等。 展开更多
关键词 近红外光谱法 散射介质 扩散方程 蒙特卡洛模拟 线性吸光度 有效衰减系数
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激光经过湍流大气以及散射介质的传输 被引量：3
17
作者 王玉双 陈子阳 +1 位作者 刘永欣 蒲继雄 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期534-546,共13页
介绍了激光光束经过湍流大气以及散射介质的传输特性。当激光在湍流大气中传输时,湍流大气的扰动会影响光束的传输特性。此时,激光光束仍然保持光束的特性,因此可以应用扩展的Huygens-Fresnel衍射积分研究激光在湍流大气中的传输特性。... 介绍了激光光束经过湍流大气以及散射介质的传输特性。当激光在湍流大气中传输时,湍流大气的扰动会影响光束的传输特性。此时,激光光束仍然保持光束的特性,因此可以应用扩展的Huygens-Fresnel衍射积分研究激光在湍流大气中的传输特性。研究表明,当光束在湍流大气中传输时,光束的光斑大小、偏振态、空间相干度、闪烁因子等参数发生了变化。这些参数的变化除了与大气湍流性质有关外,还与光束的特性有关。因此选择合适的入射光束可以减低湍流大气对光束传输的影响。当相干激光经过散射介质后,会呈现散斑。通过调控入射激光的波前,可以使得激光经过散射介质后聚焦。介绍了实现激光经过散射介质聚焦的技术,包括基于迭代反馈的波前整形技术、传输矩阵,以及数字相位共轭技术等。最后,展望这些技术应用于激光在实际大气中的传输,实现激光穿云透雾的目标。 展开更多
关键词 激光技术 湍流大气 散射介质 激光光束 传输 波前调控技术
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透过散射介质聚焦时背景噪声抑制的实验研究 被引量：2
18
作者 刘宇 黄建华 +2 位作者 赵传江 郭翠霞 黄峰 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期240-248,共9页
针对波前整形的背景噪声问题,提出了一种有效抑制背景噪声的算法。首先搭建闭环波前整形聚焦系统,并基于传统遗传算法进行聚焦实验以验证系统的有效性。然后从增强信噪比的目的出发,提出与以往的多目标优化遗传算法不同的迭代方法,即采... 针对波前整形的背景噪声问题,提出了一种有效抑制背景噪声的算法。首先搭建闭环波前整形聚焦系统,并基于传统遗传算法进行聚焦实验以验证系统的有效性。然后从增强信噪比的目的出发,提出与以往的多目标优化遗传算法不同的迭代方法,即采用增强倍数而不是绝对强度的判别式来评估目标点的聚焦质量。实验结果表明,改进后的遗传算法将显著噪点亮斑的面积减少了70.4%,聚焦光斑的圆度由0.83提升到0.93。基于实验结果提出背景平均光强与调控面积之间的量化关联模型,并通过量化关联模型对统计实验数据进行拟合,验证了该模型的有效性,实现对聚焦后背景噪声的定量表述。 展开更多
关键词 光场调控 波前整形 反馈优化算法 散射介质 光聚焦 背景噪声
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超宽频带THz脉冲在随机散射介质中传播的理论研究 被引量：1
19
作者 陈敏 肖体乔 徐洪杰 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第12期1483-1486,共4页
研究了超宽频带THz脉冲入射到散射介质中时其透射脉冲的时空特性 根据Mie理论计算出随机散射介质的散射系数和各向异性因子 ,用时间分辨MonteCarlo方法模拟了超宽频带的THz脉冲在随机散射介质中的传播 ,研究了在不同散射颗粒半径 ,不... 研究了超宽频带THz脉冲入射到散射介质中时其透射脉冲的时空特性 根据Mie理论计算出随机散射介质的散射系数和各向异性因子 ,用时间分辨MonteCarlo方法模拟了超宽频带的THz脉冲在随机散射介质中的传播 ,研究了在不同散射颗粒半径 ,不同频宽的THz入射脉冲对透射脉冲的影响和散射对成像分辨率的影响 结果表明 :散射会降低THz脉冲在随机散射介质中的成像分辨率 ,散射颗粒越小 ,散射介质越厚 。 展开更多
关键词 THz脉冲 随机散射介质 MIE理论 MONTE CARLO方法
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Time-of-Flight透散射介质成像技术综述 被引量：1
20
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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