基于压缩传感的光子计数成像系统

提出了一种基于压缩传感理论的光子计数成像系统。该系统以单光子计数器作为探测元件,以期在面元探测技术不甚成熟的现状下用点探测器进行极弱光探测。通过计算机模拟计算,验证了压缩传感理论结合单光子计数器应用于极弱光成像的可行性,讨论了单光子计数器的暗计数率、量子效率和测量噪声对成像质量的影响。介绍了压缩传感理论,为了获得更好的图像质量和更快的计算速度,提出了SpaRSA-DWT稀疏重建算法,并与传统的IWT算法进行对比。给出了两种算法下,迭代次数、测量数、噪声功率分别与获得图像信噪比的关系曲线,证明了SpaRSA-DWT算法的优越性。     

光子计数成像原理及其应用

20世纪80年代发展起来的光子计数成像系统有极高的灵敏度,原理上可探测单个光子及其空间位置,因此可以探测到极弱的光子图像。随着微光像增强技术和弱光成像器件的发展,光子计数成像技术近年来发展很快并日趋成熟,光子计数成像在军事、天文学、物理学、化学、生物学、量子电子学等领域得到了广泛应用。介绍了光子计数成像的原理、技术特点及其应用。     

光子计数成像技术及其应用

随着微光像增强技术和弱光成像器件的发展 ,光子计数成像技术近年来发展很快并日趋成熟 ,光子计数成像在军事、天文学、物理学、化学、生物学、量子电子学等领域得到了广泛应用。介绍了光子计数成像的原理、技术特点及其应用。     

光子计数成像技术及其应用

随着微光像增强技术和弱光成像器件的发展，光子计数成像技术近年来发展很快并日趋成熟，光子计数成像在军事、天文学、物理学、化学、生物学、量子电子学等领域得到了广泛应用。介绍了光子计数成像的原理、技术特点及其应用。     

光子计数激光测深系统

设计了一套基于光子计数探测体制的激光雷达水深探测系统,该系统工作波长为532 nm,单脉冲激光能量为0.5 J,脉冲宽度为400 ps,激光重频为10 kHz,单光子探测器死时间为22 ns,时间间隔分辨率为50 ps。首先介绍了光子计数探测体制激光雷达用于水深探测的基本原理及其相对于传统机载激光测深雷达的优越性;然后分析了水底回波信号产生的平均光电子数与系统单脉冲激光能量的关系,从而理论求取出该系统的极限测深能力为3.7 m左右。最后进行了外场实地试验,对所获激光雷达点云数据进行滤波和解算,成功测得了透明盘深度为1.2 m的浑浊水体深度为2 m以内的水下信息。     

光子计数计算鬼成像

为实现远距离、高灵敏的三维成像,开展了光子计数计算鬼成像研究.通过振幅型空间光调制器,实现了基于离散余弦变换矩阵和Walsh变换矩阵作为测量基的结构光照明,采用单光子探测技术实现了700 m距离、高灵敏的三维成像.对比研究了快速傅里叶变换算法和迭代优化算法的重建结果.研究表明,相同采样率时,离散余弦测量基作为观测矩阵时...     

基于日盲紫外成像探测器的光子计数算法研究

为了完成对日盲紫外电晕信号的定量分析,本文设计了基于时间域的弥散圆斑光子计数算法来对成像系统所采集的图像进行量化分析.首先阐述了单光子探测的原理以及光子计数原理;然后设计了基于日盲紫外ICMOS的成像探测系统,为了满足荧光屏的余晖响应,优化了CMOS驱动,使得帧频可达390 fps;然后通过分析传统的连通域光子计数算法...     

基于全光纤光子计数激光雷达的高分辨率三维成像

为了实现全天时、高分辨率三维成像探测,文中提出了一种工作波长为1064 nm的光子计数激光雷达系统。其中,光学系统采用全光纤结构,增强了系统稳定性。雷达通过整机扫描方式对远距离目标进行成像探测,扩大扫描视场,水平方向达到360°,俯仰方向达到±30°,同时避免了由摆镜扫描引起的几何畸变;结合亚像素扫描方法,提高空间分辨率。最后通过自适应噪声阈值的多距离重建算法实现了目标的三维重建。实验结果表明,此系统在白天成功实现了3.1 km以外目标的三维重建,重建图像目标特征清晰,距离精度为0.11 m,空间分辨率为0.11 m,超过光学系统衍射极限。     

基于EMCCD 的光子计数成像方法与实验

讨论了在复杂背景条件下采用EMCCD 实现光子计数成像的处理策略,提出了一种双重阈值滤波方法并通过实验验证了其有效性。根据EMCCD 的成像模型,将EMCCD 的输出图像表示为光子事件、偏置噪声和伪光子噪声事件的集合。通过采集多幅EMCCD 的输出图像,将光子事件检测问题转化为标准的二元假设检测问题。利用贝叶斯判决,可以得到光子事件检测的最佳检测法则,使光子事件的误判代价达到最小,从而检测出光子事件及其空间分布特征。通过实验对比可以发现:提出的方法明显优于普通的累加积分方法,适合生物微光检测等超低照度条件下的成像领域。     

光子计数成像激光雷达时间间隔测量系统研究

光子计数成像激光雷达需要测量一个激光主波和与之对应的多个回波之间的时间间隔,并具有高精度.采用延迟线插入法时间间隔测量技术,研制了具有27ps分辨率的多脉冲时间间隔测量系统,介绍了系统的软硬件结构及工作流程,测试了精度和线性度等指标,实验结果表明系统精度达到80ps,线性度良好.     

一种灵巧的高灵敏固态APD的光子计数成像装置

为了实现极微弱光环境下的目标探测成像,采用在盖革模式下工作的固态雪崩光电二极管作为探测单元,搭建了光子计数成像实验装置;然后通过装置得到的灰度等级测试图的光子计数频率值,建立了反映光子计数频率与图像灰度之间关系的光子计数成像灰度模型。基于此模型得到了较好的目标光子计数图像。     

基于混沌的快速格雷码分段置乱视频加密算法

提出了一种基于混沌动力系统的按格雷码表顺序分块对视频图像进行数据置乱的完全加密方法。首先采用Chebyshev映射和Logistic映射相互迭代的方法产生混沌二值密钥,有效的克服了一维混沌动力系统中的平凡密钥和拟平凡密钥现象,并用此密钥对主要视频图像信息进行一次一密完全加密,然后利用格雷码序列的良好的空间遍历性和易生成性来对主要数据进行置乱,另外加密时保留了原数据的主体格式和大小。实验结果表明,算法安全性高,可有效抵抗已知明文攻击,速度快,加密后可播放,且可移植性良好。     

基于MCS-pci卡的激光雷达数据采集系统

设计并实现了基于MCS-pci卡的激光雷达数据采集系统.该系统以MCS-pci卡作为光子计数器,以Visual C 语言编写控制程序,实时存储回波数据到控制电脑中,实现了激光雷达的硬件控制和对观测数据的实时采集控制,使数据传输的速率大大提高,并可支持时间分辨率更高的系统配置.经验证,该系统工作稳定可靠,已使用在对武汉上空气溶胶的观测中,采集到的气溶胶数据的反演结果正常.     

基于MCP2515的CAN总线通信单元设计

CAN总线接口芯片MCP2515采用SPI接口,具有体积小、低功耗、功能完善、使用方便等特点。为了实现基于该接口芯片的CAN总线通信单元设计,采用DSP+FPGA架构,在FPGA内部实现SPI接口逻辑和MCP2515指令转换逻辑,以完成不同的SPI指令,在DSP中接收上位机指令和完成对MCP2515的控制。实际测试结果表明,该通信单元设计合理,运行稳定,满足了实际需求。     

基于激发光可调的超微弱发光探测系统

鉴于目前超微弱发光探测仪器的功能单一,设计了一种把激励光源与探测合为一体的,用于探测生物超微弱发光探测系统.激励光源由高亮度的LED阵列、光学系统构成,用可调恒流源调节LED发光强度.采用多重密封方法来降低系统噪声,将噪声控制在50cps之下.并对兰花叶片进行了生物超微弱延迟发光探测,取得了比较好的探测效果.     

基于图像处理的螺丝钉计数方法研究

针对传统仓库管理系统中螺丝钉统计计数难题,将数字图像处理引入到螺丝钉检测计数中。提出了一种基于图像处理的螺丝钉自动计数方法。首先对未放置螺丝钉的货架进行处理,检测并记录放置螺丝钉的位置等信息,建立模板。在建立模板的过程中,采用人机交互的方式进行校正,能够有效地解决光照、噪声等带来的影响,从而建立准确的模板。然后将未放置螺丝钉的图像（模板图）与待检测图像相减,突出放置螺丝钉后的位置的特征。最后采用模板匹配法,检测对应位置是否存在螺丝钉。实验表明：该方法能够有效地解决货架受损、螺丝钉氧化和噪声干扰等情况带来的影响,并且实现简单。计数准确率高达98%以上,平均检测时间为3.67 ms,很大程度地提升了仓库管理性能。     

一种基于小波包变换的MC-CDMA系统

本文提出了一种基于小波包变换的多载波子信道并行传输的ＣＤＭＡ系统模型和利用不同小波包子空间进行分集接收的概念,结合多径信道,进行了理论分析,利用ＧＳＭ－ＴＵ６信道模型对所提出的系统进行了性能仿真,并与基于ＤＦＴ变换的系统进行了比较。     

基于计数布鲁姆过滤器的集合调和算法

提出了一种基于计数布鲁姆过滤器的集合调和方法,该方法将远程节点A和B上的数据集合SA和SB分别用计数布鲁姆过滤器表示,设为CBF(SA)和CBF(SB),节点A将CBF(SA)发送给节点B,节点B进行计数布鲁姆过滤器减运算,得到差过滤器CBF(SB)CBF(SA),然后利用CBF(SB)CBF(SA)查询并获得集合SB中的差集元素SB SA,并返回SB SA给节点A,最后节点A用差集SB SA和自身集合SA进行集合并运算,完成集合调和。由于计数布鲁姆过滤器支持集合元素的删除操作,因此,该方法非常适合应用于数据集合更新频繁的分布式系统。理论分析和仿真实验结果表明,该方法既具有精确集合调和,能得到全部SB SA元素的优点,也具有近似集合调和仅需单轮消息交换的优点。     

基于Hausdorff距离的行人跟踪计数方法

运用目标匹配和目标链,对视频中的行人进行跟踪和计数。提出了一种基于Hausdorff距离的快速目标匹配方法,利用快速匹配形成的聚类进行最佳匹配,通过目标运动速度和方向的光滑性度量来建立每个运动目标的“目标链”即运动轨迹,实验结果表明此方法保证了运动跟踪的连续性和行人计数的有效性。