通量调制器结构参数对热中子计算鬼成像影响的仿真研究

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作者 张冬雪 乔双 +1 位作者 张天 赵辰一 《东北师大学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期97-103,共7页

由于中子管中子源强度低,限制了其在中子照相领域的应用.计算鬼成像具有低源强成像的优势,可以有效解决中子源强度低带来的成像质量差问题.本文设计了热中子计算鬼成像系统的关键部件,即热中子通量空间调制器.因此选用对热中子俘获截面... 由于中子管中子源强度低,限制了其在中子照相领域的应用.计算鬼成像具有低源强成像的优势,可以有效解决中子源强度低带来的成像质量差问题.本文设计了热中子计算鬼成像系统的关键部件,即热中子通量空间调制器.因此选用对热中子俘获截面大并且易于加工的镉颗粒对热中子场进行调制.通过大量的仿真实验,探究了调制器中镉颗粒的均值和方差等参数对成像质量的影响.结果表明:均值500μm、方差0.05的镉颗粒成像质量最优.在此基础上,对镉颗粒结构进行了深入探究,以期进一步提高成像质量. 展开更多

关键词 中子照相 计算鬼成像 热中子通量空间调制器 中子管中子源

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基于多波长光源计算鬼成像的光学加密 被引量：5

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作者 曹非 赵生妹 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期6-11,共6页

提出了一种新的基于多波长光源计算鬼成像的光学加密方案.方案使用红绿蓝三色光产生多个随机散斑,将散斑序列的相位掩膜矩阵调制成随机Toeplitz矩阵,散斑的对应波长是随机三色光波长,相位掩膜和波长同时作为光学加密的两个密钥.所有散... 提出了一种新的基于多波长光源计算鬼成像的光学加密方案.方案使用红绿蓝三色光产生多个随机散斑,将散斑序列的相位掩膜矩阵调制成随机Toeplitz矩阵,散斑的对应波长是随机三色光波长,相位掩膜和波长同时作为光学加密的两个密钥.所有散斑经过相同的轴向距离到达物体后,最终利用压缩感知技术恢复物体图像.数值仿真表明,方案在双密钥全部已知条件下能完全恢复物体图像,密钥窃取率低于60%不能获得物体图像信息.获得同等质量的图像,方案所需的测量次数和传输密钥量仅是基于计算鬼成像的双密钥光学加密方案的1/3. 展开更多

关键词 图像与信息处理 光学加密 计算鬼成像 多波长光源 TOEPLITZ矩阵 压缩感知

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基于卷积神经网络的计算鬼成像方法研究 被引量：4

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作者 冯维 赵晓冬 +2 位作者 吴贵铭 叶忠辉 赵大兴 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期185-193,共9页

针对低采样下重构图像的成像质量和成像速度问题,提出一种基于卷积神经网络的计算鬼成像方法.首先,利用关联计算方法重建的一组训练集图像和相应的无损图像训练一个卷积神经网络;然后,将通过关联计算重建的测试集图像作为卷积神经网络... 针对低采样下重构图像的成像质量和成像速度问题,提出一种基于卷积神经网络的计算鬼成像方法.首先,利用关联计算方法重建的一组训练集图像和相应的无损图像训练一个卷积神经网络;然后,将通过关联计算重建的测试集图像作为卷积神经网络的输入层,使其能够学习传感模型并最终能够预测出相应的图像;最后,将经卷积神经网络还原的图像分别与计算鬼成像和结合压缩感知算法重建的图像进行详细的对比实验分析.实验结果表明:本文方法在0.08采样率下能优质量地还原出被测物体的像,且成像质量均高于其他方法;同时,在不牺牲图像质量的条件下,执行程序所需的单张图像重建耗时约0.06s,极大地提高了图像重建的速度.分别通过数值模拟和光学实验,验证了本方法的有效性,对工程应用具有重要意义. 展开更多

关键词 光学信息处理 计算鬼成像 卷积神经网络 数字微镜器件 散斑图

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抗大气湍流近红外计算鬼成像 被引量：1

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作者 杨照华 陈香 +1 位作者 李明飞 余远金 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1172-1177,共6页

为解决大气湍流造成成像质量严重下降的问题,提出一种抗大气湍流近红外计算鬼成像方法。计算鬼成像利用调制光场和物光总光强进行强度关联来获取图像信息,调制光场是决定成像质量的一个关键。利用湍流随时间和空间变化,将其作为计算鬼... 为解决大气湍流造成成像质量严重下降的问题,提出一种抗大气湍流近红外计算鬼成像方法。计算鬼成像利用调制光场和物光总光强进行强度关联来获取图像信息,调制光场是决定成像质量的一个关键。利用湍流随时间和空间变化,将其作为计算鬼成像中的随机调制光场,通过功率谱反演法模拟强、中、弱三种大气湍流引起的相位扰动影响,并加载到光传播链路中完成抗大气湍流近红外鬼成像仿真分析。利用近红外相机作为探测器搭建计算鬼成像实验系统,并进行外场实验对提出的方法进行实验验证。仿真和实验结果表明,仿真三种不同强度湍流情况和外场条件下均能重构出目标物体的像,仿真图像信噪比分别为19.4 dB、24.2 dB和64.58 dB,表明了计算关联成像在近红外波段抗大气湍流的有效性。该方法结构简单,易于实现,可为近红外抗大气湍流探测提供一种技术途径。 展开更多

关键词 近红外探测 计算鬼成像 抗大气湍流 功率谱反演

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基于非局部广义全变分的计算鬼成像重建方法 被引量：3

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作者 蒋宗铧 田昕 杨晋陵 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期52-59,共8页

鬼成像是一种能够透过大雾等恶劣环境的成像技术。针对传统鬼成像重建图像存在噪声较多、图像对比度较低等问题,将非局部广义全变分方法用于鬼成像的图像重建之中,提出基于非局部广义全变分的计算鬼成像重建方法。所提方法构造了一种非... 鬼成像是一种能够透过大雾等恶劣环境的成像技术。针对传统鬼成像重建图像存在噪声较多、图像对比度较低等问题,将非局部广义全变分方法用于鬼成像的图像重建之中,提出基于非局部广义全变分的计算鬼成像重建方法。所提方法构造了一种非局部相关性权重设计梯度算子,将其代入全变分重建算法中,使得重建的图像能有效去除噪声的同时实现细节较好的还原。首先在不同条件下进行仿真模拟,得到所提方法的峰值信噪比相对其他方法提升1 dB左右,且具有更好的主观视觉效果,进而设计并搭建实验平台对算法的有效性进行验证,实验结果证明了所提方法在去除噪声和细节重建等方面的优越性。 展开更多

关键词 计算鬼成像 压缩感知 非局部广义全变分 空间光调制器

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基于二值化计算鬼成像的盲水印方法 被引量：4

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作者 袁胜 王真 +1 位作者 周昕 邴丕彬 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期179-187,共9页

提出了一种基于二值化计算鬼成像的盲水印方法.首先将水印图像经计算关联成像加密系统加密,并将加密数据二值化,然后将其隐藏到宿主图像的离散余弦变换域,实现水印信息的嵌入.水印信息的提取和重建是隐藏和加密的逆过程,分别借助提取密... 提出了一种基于二值化计算鬼成像的盲水印方法.首先将水印图像经计算关联成像加密系统加密,并将加密数据二值化,然后将其隐藏到宿主图像的离散余弦变换域,实现水印信息的嵌入.水印信息的提取和重建是隐藏和加密的逆过程,分别借助提取密钥和解密密钥获取水印信息.仿真实验证明,该方法具有很好的隐蔽性,在嵌入因子α=10时,嵌入水印仍具有较好的不可感知性,含水印图像的峰值信噪比在38 dB以上;另外,该方法也具有一定的容错能力,提取的加密数据错误率达20%时,重建的水印信息仍能分辨和识别;与传统的计算鬼成像相比,加密数据的二值化为水印嵌入提供了方便,但是并未对重建图像带来严重恶化,其相关系数相差不足0.1;水印信息的提取无需借助原始宿主图像,是一种盲提取方法. 展开更多

关键词 光学信息安全 光学加密 盲水印 计算鬼成像 离散余弦变换

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水下反射式光子计数计算鬼成像方案 被引量：1

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作者 曾文兵 周东 周龙杰 《激光杂志》 北大核心 2018年第3期106-109,共4页

提出了一种采用脉冲式赝热光源的水下反射式光子计数计算鬼成像方案。该方案的光源采用脉冲式赝热光源,通过光子计数技术获取物臂和参考臂的光子计数值,利用关联算法计算目标物体的图像。理论分析了反射式鬼成像成清晰像的物臂、反射臂... 提出了一种采用脉冲式赝热光源的水下反射式光子计数计算鬼成像方案。该方案的光源采用脉冲式赝热光源,通过光子计数技术获取物臂和参考臂的光子计数值,利用关联算法计算目标物体的图像。理论分析了反射式鬼成像成清晰像的物臂、反射臂和参考臂所满足的距离条件和鬼成像的抗噪声特性。建立了一套仿真模型,得出了不同噪声条件下的鬼成像结果图和相应的峰值信噪比（PSNR）,证实了鬼成像极强的抗噪声性能。计算了在极弱光条件下JerlovⅠ和JerlovⅡ型海水的最大成像距离。 展开更多

关键词 脉冲式赝热光源 计算鬼成像 光子计数 最大距离

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随机散斑图正交优化计算鬼成像

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作者 郭辉 叶知秋 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期48-55,共8页

为克服随机散斑图照射下统计噪声对计算鬼成像成像质量的影响,提出了随机散斑图正交优化计算鬼成像方法。首先在计算鬼成像的基础上分析随机散斑图对目标物体重构质量的影响;然后结合实对称矩阵性质,通过空间映射矩阵,将原有随机散斑图... 为克服随机散斑图照射下统计噪声对计算鬼成像成像质量的影响,提出了随机散斑图正交优化计算鬼成像方法。首先在计算鬼成像的基础上分析随机散斑图对目标物体重构质量的影响;然后结合实对称矩阵性质,通过空间映射矩阵,将原有随机散斑图正交化;再利用重构的正交散斑图对未知物体进行照射并由桶探测器测量,测得的一系列桶探测器值与计算机存储的重构散斑图通过二阶关联运算对目标物体进行重构;最后参考重构散斑图的协方差矩阵特征,对重构结果进行补偿,进一步提升物体重构质量。该方法不仅能有效提升随机散斑图计算鬼成像的成像质量,同时还具有算法结构简单的特点。仿真实验结果表明:相比于传统的随机散斑图照射下的计算鬼成像,该方法能有效地对目标物体进行重建,并表现出良好的性能。 展开更多

关键词 图像与信息处理 成像系统 计算鬼成像 随机散斑图 二阶关联 正交化

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计算光学框架下的抗散射成像技术研究(特邀) 被引量：1

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作者 程雪岷 罗烈玉 +1 位作者 张泽森 郝群 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第1期26-44,共19页

抗散射成像一直是光学成像领域的一个挑战性问题。数十年来,研究人员对此问题进行了广泛而深入的研究,并发展了多种方法和技术。文中综述了抗散射成像的基本原理、研究现状、不同方法的优势和局限性,以及潜在的发展方向。文中从计算光... 抗散射成像一直是光学成像领域的一个挑战性问题。数十年来,研究人员对此问题进行了广泛而深入的研究,并发展了多种方法和技术。文中综述了抗散射成像的基本原理、研究现状、不同方法的优势和局限性,以及潜在的发展方向。文中从计算光学的视角出发,对散射成像系统中各个模块的功能进行了分类,并将现有的抗散射成像技术分为六类进行详细介绍:弹道光提取技术、散斑相关成像、光子计数成像、散射补偿技术、计算光学成像技术和深度学习技术。其中,弹道光提取技术是最早的研究方向,随后对于光信息的利用逐渐深入,散斑相关成像,以及光子计数成像进入人们视野。而随着光学元件的发展,基于空间光调制器的散射补偿技术也引起了人们的关注。近年来,计算鬼成像技术因其独特的成像机制而成为新的研究焦点,并与深度学习技术一同推动了抗散射成像技术的进步。文中的内容旨在帮助研究人员理解各种抗散射成像技术的原理和最新进展,明确不同技术的特点和应用场景,以促进抗散射成像技术的进一步发展。 展开更多

关键词 抗散射成像 弹道光 光学相位共轭 计算鬼成像 深度学习

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基于白光照明的鬼成像色彩重构 被引量：1

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作者 任捷 王晓茜 +2 位作者 高超 蔡宏吉 姚治海 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期302-308,共7页

鬼成像相较于传统光学成像有着高分辨力、抗噪声能力强等优势。而相较于单一波长鬼成像,多波长鬼成像在对待测物体空间信息进行重构的同时,还可以重构其色彩信息。首先简要介绍了多波长鬼成像的理论基础,随后以白光照明的多波长鬼成像... 鬼成像相较于传统光学成像有着高分辨力、抗噪声能力强等优势。而相较于单一波长鬼成像,多波长鬼成像在对待测物体空间信息进行重构的同时,还可以重构其色彩信息。首先简要介绍了多波长鬼成像的理论基础,随后以白光照明的多波长鬼成像为实验架构,选用哈达玛照明图样进行了多波长鬼成像的色彩重构。并通过扩大光谱范围,即采用多个波长进行优化实验,使重构结果中的色彩明亮度得到了改善。该研究的开展为多波长鬼成像在光谱成像方面实现应用化奠定了基础。 展开更多

关键词 量子光学 成像系统 计算鬼成像 多波长鬼成像

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针对鬼成像的聚合型三维目标匹配滤波

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作者 张顺尧 桑爱军 +1 位作者 宋立军 王世刚 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期186-191,共6页

针对视频鬼成像重构采样次数少、清晰度低、噪声大等问题,提出了一种聚合型三维目标匹配滤波方法.首先将鬼成像视频中的每一帧图像与待优化帧进行块匹配,将块匹配后的每一帧图像按照时序排序组成三维矩阵.根据每一帧图片的帧序,赋予其... 针对视频鬼成像重构采样次数少、清晰度低、噪声大等问题,提出了一种聚合型三维目标匹配滤波方法.首先将鬼成像视频中的每一帧图像与待优化帧进行块匹配,将块匹配后的每一帧图像按照时序排序组成三维矩阵.根据每一帧图片的帧序,赋予其不同的帧权值,对矩阵进行三维加权中值滤波.经过运动目标的欠采样仿真与实验对比后,结果表明本文方法相较于现存的三维滤波方法,不仅噪声系数更低、结构保留程度更好,同时获到了更好的主观评价(Brisque).对比原始实验恢复图,本文方法在噪声系数和边缘模糊度上分别下降34.25%,6.86%,在Brisque主观评价上提升了45.84%. 展开更多

关键词 计算鬼成像 块匹配算法 中值滤波 三维加权滤波 视频滤波

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