散射介质中强度关联成像的研究综述

获得散射介质中清晰的物体图像在军事反恐、医学成像和海洋探测等方面都具有重要的应用价值.经典光学成像的本质是直接记录物体反射光强的一阶关联成像,但随着散射介质质量浓度和光传输距离的增加,图像质量会迅速下降,甚至无法成像.关联成像技术利用光场涨落的统计性质,通过符合测量以及二阶强度关联特性重构图像,可减小环境对成像质量的影...     

激光关联成像雷达研究进展与展望

激光关联成像雷达是一种在凝视探测的条件下通过主动调控光场涨落和单像素探测器接收目标回波信号获取目标信息的计算成像技术,在远距离目标识别、三维成像、要地防御等领域有着重要应用前景,成为近年来的一个研究热点。简述了基于窄脉冲直接探测体制和基于长脉冲外差探测体制的两种激光关联成像雷达的基本原理和特点,并介绍了其近期取得的主要研究进展。进而围绕远距离、高分辨、高速运动目标探测与识别应用,对激光关联成像雷达所需解决的关键问题和发展趋势进行了探讨和展望。     

三维成像激光雷达的发展动态

本文简要介绍了DPSS三维成像激光雷达系统的典型代表LOCAAS和JIGSAW的主要技术及发展动态,并以MEMS激光雷达为例,通过对传统成像激光雷达的分析,介绍了下一代成像激光雷达的发展趋势及需要解决的关键技术.     

烟幕环境下计算关联成像

理论证明探测光路经散射介质的散射与吸收对计算关联成像造成的影响可以近似等效为乘性噪声而被消除,使用蒙特卡罗方法建立烟幕介质的点光源脉冲响应函数模型,分析了不同状态的烟幕对成像的影响,讨论了穿透烟幕成像的可行性.结果 表明,当固有噪声Ni=0时,可忽略散射介质对成像结果的影响.最后,总结了计算关联成像技术穿透烟幕成像性能...     

单像素成像及其在三维重建中的应用

不同于数码相机使用光电探测器阵列来获取图像,单像素成像通过使用一系列掩膜图案对场景进行采样,并将这些掩膜图案中的信息与单像素探测器测量得到的相应光强做关联计算以重建图像。虽然在传统可见光成像领域,单像素成像性能远不如数码相机,但许多研究成果表明,其在复合波长、太赫兹、X射线以及三维成像等一些非常规应用中具有一定优势。介绍了单像素成像技术的发展历程,用数学模型对其成像原理进行了解释,并分析了影响其性能的要点。此外,文中还对三维单像素成像技术的研究工作及其潜在的应用前景进行了总结和展望。     

激光三维成像体制综述

激光三维成像技术可广泛应用于情报侦察、精确制导、导航避障、目标识别、灾情评估和安全监测等军事和民用领域,是一项目前仍在迅猛发展的前沿技术。目前已经研制和开发出许多种技术体制的激光三维成像技术,各种不同体制的激光三维成像技术有着不同的原理、特点、适用场景和发展趋势。本文将对各种不同体制的激光三维成像技术进行总结,并对其原理和研究状况进行简介。     

基于频率关联的长距离光纤传送时域鬼成像

传统鬼成像利用两路光的位置-位置或动量-动量关联特性实现.当光束沿单模光纤传输时,这些关联特性是无法保持的,因此传统鬼成像无法通过单模光纤长距离传输实现.在自发非线性参量过程产生的信号光子和闲频光子之间,以及在热光分束后形成的两束光之间存在频率关联特性,这种关联特性可以在光纤传输过程中稳定保持,基于此可以实现长距离光纤...     

激光关联成像在烟幕条件下的实验研究

烟幕是一种复杂且特殊的散射介质,穿透烟幕成像是一项具有广阔应用前景的课题。为探究计算关联成像技术在烟幕环境下的抗散射性,设计烟幕箱结合计算关联成像的实验系统,在静态与动态散射的环境下进行了实验,得出了计算关联成像在探测路径存在静态与缓慢变化的动态烟幕情况下可实现成像的结论;针对快速动态烟幕条件下的成像降质问题,提出了逐点补偿方法。由于在动态散射的情况下光强涨落掺入了额外的衰减因素,利用获得的以特定频率投影特定帧的强度值可追踪衰减系数的变化,将原始光强值除以衰减系数得到校正后的光强值。该方法在低投影频率的条件下具有优势,通过对比得到了该方法的适用条件。     

主动式光学三维成像技术概述

简要介绍了三维成像的基本概念,综述了常用的主动式光学三维成像技术的基本原理,包括基于几何法的三维几何法成像及基于时间测量的三维成像激光雷达:连续波法(位相法和FMCW法)及脉冲法.简单讨论了各种成像方法的优缺点及应用范围,并简要介绍了各种技术的应用.     

基于相干探测的单像素激光成像雷达研究进展

基于相干探测的单像素激光成像雷达是一种结合光场的主动调制和光学相干探测、通过无空间分辨能力的单像元探测器便可以获取目标信息的计算成像技术,在高维信息获取和抗背景光干扰方面具有显著优势.本文简述了近年来发展起来的两种新型相干探测单像素激光成像雷达(合成孔径激光成像雷达和激光关联成像雷达)的基本原理和特点,介绍了近期取得的...     

基于单光子计数三维成像的目标姿态获取方法

单光子计数成像技术在暗弱目标探测、激光遥感、自动驾驶等领域均展现出了极大的应用潜力。为了探究如何利用该技术得到更多维度的目标信息,提出并验证了一种获取目标姿态的方法。将目标处于不同姿态时的单光子计数三维成像图（深度图）建成数据库,作为先验信息,通过求取库中图像与目标实际的单光子计数成像深度图（姿态未知）的相关系数,选取相关性最强的库中姿态作为目标实际姿态。采用单光子阵列探测器搭建实验系统,激光发散照明目标,以20°为单位构建数据库中的-60°至40°的目标深度图。结合库中数据与姿态分别处于-45°和25°时的目标深度图,利用所提方法估计目标姿态并验证其准确性。在该两种姿态下,分别做出光子计数为10,50,100时的深度图,以探究目标实际姿态与库中对应姿态的相似度和光子计数间的关系。以15°和20°为单位对目标进行多轴旋转,以探究目标进行多轴姿态变化时所提方法的可行性。改变背景噪声,在信号光子与背景光子数比值（SBR）分别为8.13,4.83,3.21,0.72的条件下对目标进行三维成像,探究背景噪声对估计成功率的影响。以木头人玩具为目标,以30°为单位建立数据库,对处于-20°和20°...     

基于偏振成像的水下图像复原技术研究最新进展

在水下环境中,悬浮的散射颗粒对光场的散射和吸收作用导致成像清晰度显著下降。基于偏振成像的水下图像复原技术是实现水下清晰成像的有效方法之一。该技术利用散射光的偏振特性,分离场景光和散射光,估计散射光强和透射系数,实现成像清晰化。近年来,偏振成像技术已广泛、高效地应用于水下图像复原和水下目标识别等诸多领域。水下偏振图像复原技术作为光学成像技术和图像处理技术的交叉领域,引起了广泛的关注并取得了大量优秀的研究成果。文中主要介绍了基于偏振成像的水下复原技术的基本原理、偏振信息处理方法和最新发展现状,综述了近年来偏振水下图像复原技术代表性的改进型方法。     

国际首批机载阵列合成孔径雷达三维成像

合成孔径雷达(Sy nthetic Aperture Radar,SAR)进行二维成像时,三维地物在图像中会产生严重的混叠,给目标识别与图像解译带来极大的困难,已成为制约SAR装备在应用中有效发挥的主要瓶颈。SAR三维成像技术能够直接获得目标的三维电磁散射结构,消除SAR图像中由于成像机理导致的收缩、叠掩、顶底倒置等现象,对三维环境重构、目标精细化解译、城市测绘和灾害评估等应用具有重大意义。     

APD阵列单脉冲三维成像激光雷达的发展与现状

基于APD阵列的激光三维成像雷达发射单个脉冲即能获得目标的三维信息,具有重要的军事和民用价值。首先简要介绍了APD阵列的三维成像激光雷达的特点和原理,并综述了国外盖革APD阵列和线性APD阵列的发展历程和最新进展,然后对国内近年来在此方向的研究成果加以介绍,最后总结了APD阵列激光雷达的优势和发展前景,并归纳了国内外在此方向的研究趋势。     

单像素成像在特殊波段及三维成像的应用发展

与传统的面阵成像技术不同,单像素成像技术作为一种新型的计算成像技术,使用不具备空间分辨能力的桶探测器,结合空间光场调制技术,通过关联算法重构待成像物体的空间强度信息,在研究界得到了广泛的关注。近年来,单像素成像技术被广泛应用于各种波段的成像领域,尤其是在某些面阵探测器价格昂贵甚至无法制备的特殊波段,单像素成像技术逐步发展为一项低成本高成像质量的替代技术。并且,在三维成像技术中,大量基于单像素成像的相关研究工作也被相继提出。文中主要介绍了单像素成像技术的基本原理及应用发展历程,并着重介绍了其在条纹结构投影三维成像技术中的应用工作。     

基于相关全息原理的散射成像技术及其进展

由于随机散射效应,相干光束经过强散射介质后,出射光场变成光强呈无序分布的散斑场,因此无法直接从出射场获取入射光的信息。然而,在随机散射过程中,出射散斑场仍然携带着入射光场信息。从散斑场中获取原始信息以实现物体的重建是一个备受关注的研究课题。研究人员针对该问题提出了包括散斑相关、传输矩阵、波前调控及时间反演与相位共轭等技术。着重介绍了基于相关全息原理的散射成像技术,主要包括其原理、发展历史以及最新的研究进展,并对该技术的未来发展趋势进行了展望。