1 西安电子科技大学杭州研究院，浙江 杭州 311231
2 西安电子科技大学光电工程学院，陕西 西安 710071
3 杭州电子科技大学通信工程学院，浙江 杭州 310018
4 康涅狄格大学生物医学工程系，美国 斯托斯06269
叠层成像技术是近年来发展快速的相干衍射成像方法，目前已经成为世界上大多数X射线同步加速器和国家实验室不可或缺的成像工具。光学叠层成像是叠层成像技术在可见光波段的应用，分为基于透镜的傅里叶叠层成像与基于无透镜的编码叠层成像。编码叠层成像作为一种新型无透镜片上显微成像技术，具有大视场、高分辨率、无像差、无标记、便携式，以及缓变相位成像等诸多技术优点。本文介绍无透镜编码叠层显微成像的基本原理及最新研究进展，分析了其成像性能，重点介绍了其在生物医学方面的相关应用，并讨论了编码叠层成像技术未来的发展方向。
叠层成像 编码叠层 无透镜成像 计算成像 显微成像 激光与光电子学进展
2024, 61(6): 0618003
1 西安电子科技大学光电工程学院，陕西 西安 710071
2 西安电子科技大学杭州研究院，浙江 杭州 311231
针对场景偏振三维成像中光照不均匀、色彩、材料复杂和大视场下观测方向变化等原因造成的偏振法线梯度不准确和真实三维信息获取困难的问题，提出一种基于方向感知卷积神经网络的场景偏振三维成像新方法。首先，搭建具有方向感知能力的场景深度估计网络结构；其次，利用卷积神经网络所估计的场景深度对偏振法线梯度进行校正；最后，利用校正后的梯度通过基于梯度的积分算法进行三维重建。实验结果表明，所提方法解决了偏振固有的方位角模糊，提高了在光照不均匀、大视场范围场景条件下获取的法线梯度的准确性，最终在恢复场景真实三维形状的同时保留了丰富的纹理细节信息。实验结果证明了所提技术的有效性与优越性。
偏振三维成像 深度估计 梯度场校正 神经网络 激光与光电子学进展
2024, 61(2): 0211029
苏云 1,2,3,4,5葛婧菁 3,4,5,*王业超 3,4,5王乐然 3,4,5[ ... ]邵晓鹏 1,2,*
1 西安电子科技大学 光电工程学院，陕西 西安 710071
2 西安市计算成像重点实验室，陕西 西安 710071
3 北京空间机电研究所，北京 100094
4 先进光学遥感技术北京市重点实验室，北京 100094
5 五院空间激光信息感知技术核心专业实验室，北京 100094
随着光学成像技术的不断发展和遥感应用需求的日益增长，跨尺度高分辨率光学技术在遥感领域得到广泛应用。为了获得更多的目标细节信息，国内外研究学者在不同技术方向开展了相关研究。本文对遥感成像技术进行了总结分类，介绍了具有代表性的航天高分辨率对地光学遥感载荷技术，重点关注单体结构主镜、可展开分块拼接主镜、光学干涉主镜、光栅衍射主镜、虚拟合成孔径、光子型综合孔径成像、计算超分辨成像、编队合成孔径等成像模式，为高分辨率对地光学遥感载荷发展提供新的发展思路。
高分辨率 光学遥感 跨尺度 high-resolution optical remote sensing cross-scale
1 西安电子科技大学 物理与光电工程学院，陕西 西安 710071
2 西安电子科技大学 西安市计算成像重点实验室，陕西 西安 710071
3 西安电子科技大学 前沿交叉研究院，陕西 西安 710071
散射是光学成像中普遍存在的现象，成像路径中存在的烟雾、水体、生物组织等散射介质导致光束发生随机散射效应，使得像面处目标信息以杂乱无章的散斑形式存在，如何应对散射介质对成像的限制是当前光学成像领域的研究热点。全息技术能够记录和重建物体全部信息，是获取和解译光场信息的有力工具之一。近年来，传统全息以及相关全息理论被推广应用至散射成像领域，取得了一系列突破性成果，文中主要介绍与归纳了散射成像领域中应用全息技术的理论原理、发展历史及最新进展，并展望其发展前景。
散射成像 计算成像 相位共轭全息 合成波长全息 相关全息 scattering imaging computational imaging phase conjugate holography synthetic wavelength holography correlation holography 红外与激光工程
2022, 51(8): 20220307
1 西安电子科技大学 光电工程学院 西安市计算成像重点实验室，陕西 西安 710071
2 西安电子科技大学 杭州研究院 先进光电成像与器件实验室，浙江 杭州 311200
散射成像技术因具备透过生物组织等散射介质后清晰成像的能力而受到广泛关注。近年来，基于散斑自相关的成像方法以其非接触、无需先验信息且能够单帧成像的特点得到迅速发展。然而，散斑自相关成像受光学记忆效应的限制。当多个目标之间的距离在记忆效应范围之外时，基于散斑自相关的成像方法会导致目标自相关信息在相关域发生混叠，导致成像严重退化。文中在光学记忆效应及散斑自相关成像基本原理的基础上，首先介绍了基于散斑自相关和与散斑相关成像有关的其他散射成像技术。接着介绍了拓展光学记忆效应的主要技术及相关应用。最后总结了基于散斑相关的宽视场成像技术目前存在的问题，并对未来的发展应用进行了展望。
散射成像 宽视场 散斑相关 光学记忆效应 scatter imaging extended field of view speckle correlation optical memory effect 红外与激光工程
2022, 51(8): 20220322
1 西安电子科技大学 光电工程学院，西安
2 西安市计算成像重点实验室，西安
偏振成像技术在散射介质去雾成像的应用中得到了充分发展，通过深度挖掘光波的光强、光谱和偏振信息，综合考虑雾霾图像的形成机理，结合大气散射成像模型，估计目标多维物理信息，有效还原真实场景图像。如今，偏振透雾霾成像技术已在智慧交通、安防监控等众多领域具有广泛应用和领先的研究成果。系统地介绍了偏振透雾霾成像技术的基本原理、物理模型、算法技术和成像效果，并依据现有技术的优缺点对偏振透雾霾成像技术进行分析与展望。
偏振成像 散射介质 图像复原 polarization imaging scattering media imaging recovery
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physics and Optoelectronic Engineering, Xidian University, Xi’an 710071, China
2 Xi’an Key Laboratory of Computational Imaging, Xi’an 710071, China
3 Academy of Advanced Interdisciplinary Research, Xidian University, Xi’an 710071, China
4 State Key Laboratory of Optical Engineering, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, China
Polarization underwater imaging is of great potential to target detection in turbid water. Typical methods are challenged by the requirement on degrees of polarization (DoPs) of both target light and backscattering. A polarization descattering imaging method was developed using the Mueller matrix, which in turn derived a depolarization (Dep) index from the Mueller matrix to characterize scattering media by estimating the transmittance map by combining a developed optimal function. By quantifying light attenuation with the transmittance map, a clear vision of targets can be recovered. Only using the information of scattering media, the underwater vision under diverse water turbidity was enhanced by the results of experimental data.
Mueller matrix scattering depolarization underwater imaging Chinese Optics Letters
2022, 20(2): 022601
1 西安电子科技大学物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
2 西安市计算成像重点实验室, 陕西 西安 710071
3 西安电子科技大学前沿交叉研究院, 陕西 西安 710071
针对传统光电成像设备存在体积大、质量重和成本高的问题,基于计算成像全局性优化的思想将光电成像全链路上的光学系统设计和图像复原两个独立设计的“节点”进行一体化考虑。首先深入分析不同几何光学像差的图像复原难度,然后通过光学-图像全局性自动优化迭代的方式来设计易于图像复原算法处理的光学传递函数,最后对全局优化单透镜和三透镜的光学系统输出模糊图与其复原质量进行分析评价。结果表明,相比于光学输出模糊图,复原图像的对比度、清晰度和边缘保持系数均有一定提升,说明利用全局性优化的思想恢复光学模糊图像的思路是可行的,可将光学像差的校正压力分配给图像复原过程,降低光学系统的设计压力,从而简化光学系统结构。
光学设计 光学系统设计 全局性优化 像差校正 图像复原 光学学报
2021, 41(24): 2422004
光子学报
2021, 50(10): 1011001
光子学报
2021, 50(10): 1030002
