针对计算鬼成像采样过程中由于外界影响而出现的物体信息缺失问题，将小波分析应用于计算鬼成像系统中，同时在此系统中引入图像融合方法，构建一种基于图像融合的计算鬼成像系统，对此问题进行了仿真模拟与实验研究。并对结果进行了分析，结果显示此系统可以有效恢复待测物体信息、提高成像质量，相较于传统的计算鬼成像系统更加适用于实际应用环境。
鬼成像 小波分析 信息恢复 图像融合 成像系统 激光与光电子学进展
2023, 60(20): 2011001
计算鬼成像由于具有分辨率高和抗干扰能力强等特点，近年来被广泛研究。区别于传统成像方案，由于成像机制，计算鬼成像对物体成像时需要进行大量的测量，因此提高它的成像效率一直是一个重要的研究内容。在此背景下，由于可以较好地对信号进行去相关，进而对信号进行大幅压缩，小波变换受到了广泛的关注。近年来，不少学者将Haar小波引入计算鬼成像系统中，成像效率得到了提高。然而，小波函数的种类有很多，性质各异，关于其他小波函数在计算鬼成像系统中的应用鲜有报道。大部分小波函数只能进行连续小波变换，直接应用于计算鬼成像系统中会面临许多问题，针对这个情况，提出了准连续小波变换架构，在实验上实现了基于Mexihat和Gauss小波的计算鬼成像。实验结果表明，这两种连续小波方案既能够进行正常成像，同时相比于Haar小波，它们也表现出了更强劲的抗干扰能力，更加适用于实际应用环境。
计算鬼成像 Gauss小波 Mexihat小波 连续小波变换 成像系统中的噪声 激光与光电子学进展
2022, 59(18): 1811002
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Physics, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, China
2 School of Physics and Electronics, Baicheng Normal University, Baicheng 137000, China
Ghost imaging (GI) is a technique to retrieve images by correlating intensity fluctuations. In this Letter, we present a novel scheme for GI referred to as second-order cumulants GI (SCGI). The image is retrieved from fluctuation information, and resolution may be enhanced compared to traditional GI. We experimentally performed SCGI image reconstruction, and the results are in agreement with theoretical predictions.
ghost imaging cumulants resolution Chinese Optics Letters
2022, 20(11): 112602
将压缩感知重构算法应用到哈达玛鬼成像中,以实现在较低采样率下恢复出待测物体的信息。该方案比哈达玛鬼成像的重构次数更少,所需要的采样次数也减少。使用观测时间和计算结构相似性指标这两个参数作为评价图像质量的客观标准,比较SP算法和OMP算法下哈达玛鬼成像的重构结果。经过模拟仿真和实验验证后,发现在哈达玛鬼成像的基础上,采用OMP算法与哈达玛鬼成像相结合,可以得到成像速度更快,成像质量较好的重构图像。
成像系统 计算鬼成像 压缩感知重构算法 哈达玛矩阵 激光与光电子学进展
2021, 58(10): 1011032
很多时候人们希望能够获取一些被完全遮挡的待测物体的空间信息,但传统的成像方式不能很好地恢复被遮挡的待测物体的空间信息。鬼成像技术作为一种新型的计算成像技术,可用于恢复被遮挡物体的信息。基于前人的理论研究,设计实验方案并进行了实验研究,并对实验结果进行分析,从实验上验证了利用鬼成像技术恢复被遮挡物体信息的可行性,证实了待测物体与遮挡物体之间的距离是影响恢复被遮挡物体信息的重要因素。
成像系统 鬼成像 被遮挡物体 信息恢复 激光与光电子学进展
2021, 58(10): 1011030
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。
量子光学 成像系统 计算鬼成像 多波长鬼成像 quantum optics imaging system computational ghost imaging multi-wavelength ghost imaging
提出了一种基于叠加散斑图的反射鬼成像方案。在散斑颗粒尺寸为1 pixel×1 pixel的散斑图上,随机插入不同尺寸的散斑颗粒,将叠加成的散斑图作为鬼成像的光源。数值模拟及实验结果表明,相对于传统的鬼成像方案,由多种不同尺寸散斑颗粒随机混合形成的叠加散斑不仅显著提高了恢复物体空间信息的衬噪比,还减少了采样次数,推动了鬼成像技术的实用化。
成像系统 反射鬼成像 叠加散斑 衬噪比 激光与光电子学进展
2019, 56(7): 071101
研究了具有优秀安全性的PBC00协议。为了便于制备偏振态与实现协议, 将PBC00协议的偏振态改为|1〉、|0〉和|+〉。为了分析协议的安全性, 假设窃听者使用截获重发的方式对量子密钥分发(QKD)过程进行窃听, 分析了窃听者可能使用的测量基矢, 计算得出由窃听者引起的密钥错误率。介绍了以BKM07协议为基础的改动后的三量子态QKD方案, 分析了其安全性。研究结果表明, 改动后的PBC00协议具有更好的发现窃听者的能力, 且易于实现, 具有实际应用的潜力。
量子光学 量子通信 BB84协议 三量子态量子密钥分发协议 安全性分析 激光与光电子学进展
2017, 54(12): 122702
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 地理信息工程国家重点实验室, 陕西 西安 710054
3 中国科学院 东北地理与农业生态研究所, 吉林 长春 130102
4 中国科学院大学, 北京 100049
本文详细介绍了一种基于卫星平台的对地观测高分辨率空间TDICCD相机调焦控制系统的设计与实现。针对相机轨道标称值为6446 km的太阳同步轨道, 为实现对地全色成像2 m分辨率和多光谱成像8 m分辨率, 推扫成像不小于100 km的地面覆盖宽度要求, 采用8片TDICCD高精度交错拼接技术获得高分辨率相机焦平面, 以实现对地推扫成像高分辨率和宽覆盖的要求。首先, 介绍高分辨率TDICCD相机的离轴光学系统设计; 然后, 介绍相机调焦系统组成和TDICCD长焦平面拼接技术; 最后, 对相机调焦系统进行调焦精度测试, 根据测试数据分析出相机调焦精度并与理论设计值进行比较分析, 调焦, 精度测试结果为±72 μm(3σ), 满足高分辨率TDICCD相机在轨成像需要的高精度调焦要求。
TDICCD拼接 调焦控制系统 精度 开环控制 TDICCD assemble refocusing control system precision open-loop control
对水平对称式Ebert-Fastie型光谱仪的参量及性能进行了分析研究.基于水平对称式Ebert-Fastie型光谱仪工作时的光路图，用几何方法推导出了入射光线与衍射光线的夹角、入射角、衍射角、可测光谱级次及波长适用范围的计算公式，该公式可通过简单编程计算结果.基于理论分辨率计算公式，并考虑到狭缝宽度导致实际分辨率低于理论分辨率，推导出了分辨率与狭缝宽度等结构参量之间关系的计算公式，对该公式求导得出提高分辨率的方法，并举例计算得出考虑狭缝宽度后的实际分辨率为理论分辨率的83％.
光学技术与仪器 光栅光谱仪 推导 波长 分辨率 Optical technology & instrument Grating spectrograph Deducibility Wavelength Resolution
