Fei Liu 1,2,3Shichao Zhang 1,2Pingli Han 1,2,4Fangyi Chen 1,2[ ... ]Xiaopeng Shao 1,2,*
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
刘飞 1,2,3吴晓琴 1,2段景博 1,2韩平丽 1,2,4邵晓鹏 1,2,3,*
作者单位
摘要
1 西安电子科技大学 物理与光电工程学院,西安 710071
2 西安市计算成像重点实验室,西安 710071
3 西安电子科技大学 前沿交叉研究院,西安 710071
4 中国科学院光束控制重点实验室,成都 610209
为了解决以物像共轭为核心的传统成像技术信息获取方式受限、解译能力不足等造成的成像探测距离近、大视场与高分辨率实时成像难以及重建图像质量差等问题,以信息驱动为核心的计算成像技术应运而生,且在光电探测中表现出巨大潜力。本文从传统成像的瓶颈难点出发,阐述了计算成像的概念与内涵,着重分析了计算成像链路中计算介质、计算光学系统及计算处理在成像、探测中的作用与优缺点,并对计算成像在光电探测中的未来发展做了展望。
计算成像 散射 偏振 光学系统 信息处理 Computational imaging Scattering Polarization Optical system Information processing 
光子学报
2021, 50(10): 1011001
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 Key Laboratory of Optical Engineering, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, China
This paper presents a polarization descattering imaging method for underwater detection in which the targets have nonuniform polarization characteristics. The core of this method takes the nonuniform distribution of the polarization information of the target-reflected light into account and expands the application field of underwater polarization imaging. Independent component analysis was used to separate the target light and backscattered light. Theoretical analysis and proof-of-concept experiments were employed to demonstrate the effectiveness of the proposed method in estimating target information. The proposed method showed superiority in accurately estimating the target information compared with other polarization imaging methods.
polarization imaging clear vision scattering 
Chinese Optics Letters
2021, 19(11): 111101
刘飞 1,2闫明宇 1,4李轩 1韩平丽 1,2,3[ ... ]邵晓鹏 1,2,*
作者单位
摘要
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 中国科学院光束控制重点实验室, 四川 成都610000
4 光电信息控制和安全技术重点实验室, 天津 300308
在光电探测领域,偏振特性能够有效反演物体表面材料特性、物体表面三维形貌信息,因此备受关注。而利用漫反射偏振特性求解三维形貌时,物体表面法线的天顶角信息与偏振度一一对应,使得其在复杂光照场景中应用广泛。结合物体表面反射光波的类型及其偏振特性模型,系统分析了漫反射偏振三维成像技术的原理,并对漫反射偏振三维成像技术现有的研究进展以及对该技术现有基础与未来发展方向进行了详细阐述。
成像系统 偏振特性 漫反射 三维成像 法线多值性校正 
激光与光电子学进展
2021, 58(18): 1811015
刘飞 1,2孙少杰 1,2韩平丽 1,2,3杨奎 1,2邵晓鹏 1,2,*
作者单位
摘要
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 中国科学院光束控制重点实验室, 四川 成都 610209
受水体自身吸收和悬浮颗粒强散射的作用,水下光学成像存在严重的“帷幔效应”,造成场景中目标细节信息被淹没在背景散射光中,图像对比度大幅降低。由于目标和背景信息所具有的唯一性和差异性,从光场的偏振特性发展出的水下偏振成像技术可以对水下背景散射光进行有效抑制,利用目标信息光与背景散射光的偏振差异特性将二者有效分离,实现清晰化成像。目前,水下偏振成像技术发展迅猛,已在众多领域具有广泛应用和全新的研究成果。系统地介绍了水下偏振成像技术的基本原理、实现算法和成像效果,并依据现有技术的优缺点对水下偏振成像技术的未来发展进行分析展望。
物理光学 偏振 水下成像 散射 图像清晰度 
激光与光电子学进展
2021, 58(6): 0600001
作者单位
摘要
1 Xi’an Key Laboratory of Computational Imaging, Xidian University, Xi’an 7007, China
2 School of Physics and Optoelectronic Engineering, Xidian University, Xi’an 710071, China
针对凝视型红外成像告警设备中对场景目标进行大视场广域搜索与小视场精确识别一体化的应用需求,设计了一种基于共心球透镜的大视场高分辨率红外变焦成像系统.该系统采用由多层共心球透镜和可连续变焦的独立次级小相机阵列级联而成的二次成像结构,能够有效实现大视场高分辨率无畸变成像.此外,采用全动变焦设计的独立次级小相机阵列在对搜索到的目标进行探测、识别和跟踪的一体化检测的同时保持像面稳定,实现对成像场景的分区域管理.设计结果表明,该红外成像系统在全变焦范围内的调制传递函数(MTF)曲线均接近衍射极限,且变焦曲线平滑,避免了变焦过程中卡滞、冲击等不利现象的产生,能有效实现大视场监测及小视场识别的功能.
光学 大视场成像 共心球透镜 全动变焦 目标探测与识别 红外系统 optics wide field of view (FOV) imaging concentric spherical lens full-motion zoom target detection and identification infrared system 
红外与毫米波学报
2019, 38(6): 805
作者单位
摘要
1 西安电子科技大学 物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
海面的强镜面反射导致强烈太阳耀光, 造成海面目标探测中目标丢失.针对该问题, 利用渥拉斯顿棱镜的分光特性及海面杂波的偏振特性, 设计了一种中波红外实时偏振成像系统, 经分光在同一探测器上获得两幅偏振态相互正交的目标场景偏振子图像.并通过偏振子图像计算场景偏振度, 结合目标与背景的偏振特性差异, 为准确识别目标提供依据.结果表明, 该系统能够有效抑制太阳耀光, 并能够充分利用偏振度实现目标探测.
太阳耀光 中波红外 偏振成像 渥拉斯顿棱镜 sun glint mid-infrared polarization imaging Wollaston prism 
红外与毫米波学报
2018, 37(6): 746

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