基于微透镜阵列的光场显微测量方法研究

与传统成像技术相比,光场成像技术能够利用光场中光线的传播方向信息,采用计算成像的方式极大地提高成像系统的景深。而传统的光学显微镜分辨率越高,景深越小。文章结合光场成像技术和传统光学显微镜,通过在显微镜一次像面插入微透镜阵列,提高显微镜景深,实现光场的显微三维测量。该系统通过单次曝光即可获得光场的四维光场信息,通过数字重聚焦技术和清晰度评价函数完成光场显微测量。实验结果表明,基于微透镜阵列的光场显微测量方法是可行的。测量系统以牺牲16倍横向分辨率为代价,将显微镜头景深提高了近100倍。     

基于光场成像的双弹丸重合成像识别方法

针对双弹丸之间存在部分遮挡引起成像重合,导致传统相机对目标参数识别困难的问题,提出了一种基于光场成像的双弹丸重合成像识别方法.采用光场相机作为探测装置,根据光场相机保存的光线四维参数,应用焦点堆栈法实现对目标成像中每个像素点的深度估计.通过对双弹丸部分遮挡时成像特征的分析,发现成像重合边缘处相邻像素点间存在深度差值变化...     

基于微球调制光场的超分辨成像及荧光增强

微球可实现光场的调制,能够将入射光束聚焦于微球背面一个极窄区域,使得出射光束半峰全宽小于光学衍射极限,且聚焦强度远远高于入射光场强度。此外,微球具有高数值孔径特性,能够提高探测信号的收集效率。基于所述优势,微球为实现光学超分辨成像以及荧光增强提供了新思路和实现途径。相比传统技术,基于光学微球的超分辨成像及荧光增强技术更简便、更直接且易于实现,其成像及增强效果均可媲美传统超分辨技术与荧光增强技术,在生物成像及医学检测方面,具有重要的研究价值和应用前景。近年来,关于微球调制光场实现荧光增强的研究取得了较大发展,但与之相关的综述论文仍较少。系统总结阐述微球增强荧光发光以及微球调制光场技术,对于该领域的未来研究发展极为重要。首先介绍基于微球的光学超分辨成像,包括明场超分辨成像和荧光超分辨成像;然后阐述基于微球的荧光增强研究,包括现象研究、机制探索以及影响因素讨论等;最后,总结微球超分辨成像及荧光增强进展和技术应用,分析并展望该技术领域的未来发展挑战和趋势。     

非线性光场调控实现12倍相位超分辨实时干涉测量

光学干涉仪是现代精密测量技术的核心支撑,但其分辨率受到光源波长的限制,无法通过无限减小波长提高分辨率,而“相位超分辨”即是指设法解决光源波长限制的技术手段。目前“相位超分辨”研究主要通过调控N光子纠缠态的途径实现,但是由于N光子纠缠态制备与调控的极高难度和符合计数的极低效率使得该途径无法用于实际测量。针对这一瓶颈,笔者联合团队利用轨道角动量(OAM)相干态在光学超晶格中的级联参量上转换过程高效构造、提取多光子复振幅信号。实现了N=12倍的相位超分辨干涉信号的实时测量,为发展可实际应用的高倍率相位超分辨干涉测量技术提供了一条全新的物理途径。     

四焦距聚焦型光场计算成像系统的设计

光场相机是一种在图像传感器前增加微透镜阵列的新型相机结构,除了记录不同位置下光的强度及颜色外,也记录不同位置下光线的方向信息,从而能够计算目标场景的深度图和高阶相位图。该技术由于景深和分辨率相互制约,获得大景深时分辨率会降低。分析了其结构特点并推导了景深和分辨率的关系,并就选定的设计参数绘制了变化曲线。在此基础上,提出了一种新型光场相机的设计方法,该结构基于具有四类焦距的微透镜阵列,可获得超大景深,同时将分辨率的下降程度控制在可接受范围。仿真结果表明:相对于三类焦距微透镜阵列,所设计的四类焦距微透镜阵列景深可提高三倍,而分辨率达到普通相机的18.9%。     

阵列相机图像邻近目标超分辨方法

空天威胁目标通常距离成像系统较远,导致其在图像中信噪比低、尺寸小,即呈现为弱小目标。由于系统分辨率限制,当目标以密集目标群出现时,往往在图像中形成未分辨目标簇,对目标发现、跟踪、识别等带来挑战。阵列相机可以提供多个视角的互补观测信息,采用融合阵列相机图像的超分辨技术,可有效提升弱小目标分辨能力,为分辨密集多目标提供技术途径。该文分析了空间邻近目标与阵列相机之间的几何关系,并提出一种基于阵列相机图像稀疏重建的邻近目标超分辨率方法。利用空间邻近目标在像平面上稀疏性先验假设和阵列相机多视图之间关于目标的投影约束,仿真实验结果表明所提方法能够有效分辨空间邻近目标,实现对空间邻近目标位置和数量的准确估计。     

太赫兹光场成像的深度估计方法与实验研究

在前期工作中,通过对太赫兹光场图像进行离散余弦变换(Discrete Cosine Transform,DCT)滤波和数字重聚焦,初步实现了图像去噪和前后景分割。为了进一步得到质量更高的太赫兹光场原数据并达到更加精确的深度分割效果,改进了实验方案及处理方法,并提出了一种基于极平面图像(Epipolar Plane Image,EPI)的太赫兹光场深度估计方法。在太赫兹图像特性的基础上,给出了深度与视差的关系,并利用局部视差和置信度构建了全局深度图,从而达到了深度估计的目的。最后,在实验中通过10×10的相机阵列采集太赫兹光场数据,得到了准确聚焦于不同平面的重聚焦结果和高分辨度的深度估计图,实现了太赫兹光场成像的深度估计。     

微透镜阵列的制作及其在光场成像中应用的研究进展

文章综述了微透镜阵列制备技术的最新研究进展,并将这些制备方法分为直接法和间接法进行了对比分析。回顾了微透镜在光场成像应用中的研究进展,指出目前该领域的研究重点是光场相机设计的新思路及提高分辨率的相应模型算法。     

一种应用相机阵列实现图像遮挡物移除的方法

针对光路中前景遮挡物影响感兴趣信息采集的问题,本文对应用相机阵列的遮挡物移除算法进行实验研究。用阵列型光场相机采集四维光场数据,然后用数字重聚焦技术进行不同深度的重聚焦,突出目标物细节特征。利用图像重构技术合成子图像阵列,选择最小误差阈值分割法标记遮挡物区域并复现原图像的细节特征。实验结果证明了应用阵列型光场相机移除遮挡物的可行性,及其改善图像质量、复现遮挡区域图像、提高图像可读性、降低噪声影响的能力。依据无参考的图像质量评价指标,本文算法在重构图像质量上SNR与PSNR分别提升了17.3%与77.6%。     

数字阵列雷达方位超分辨角度估计的仿真

基于幅度比较单脉冲方法的测角局限性,采用先进的阵列超分辨测向技术MUSIC算法,对处于同一距离门和频率门的2个目标,在纯噪声背景和杂波背景下进行了波达方向(DOA)估计,对不同的信噪比和目标进入角度,仿真了目标的分辨情况并计算了DOA角度估计的精度,证明了机载雷达方位超分辨角度估计可以较好地实现落入清晰区或者副瓣杂波区目标的角度分辨与精度估计,但是对目标的信噪比和进入角度有一定的要求.     

激光腔模形成过程的计算机图形模拟

本文依据菲涅耳-基尔霍夫衍射积分方程,在IBM-PC机上用数值计算方法计算出激光谐振腔(条状腔)光场的振幅分布和相位分布,并将计算结果用三维图形模拟展示出自再现模形成的动态过程,其数值计算及三维绘图的结果与福克斯和厉鼎毅的结果相符,因而提供了一种用计算机图形技术辅助设计激光腔的新方法.     

A spatiotemporal super-resolution algorithm for a hybrid stereo video system

This paper presents a spatiotemporal super-resolution method to enhance both the spatial resolution and the frame rate in a hybrid stereo video system. In this system, a scene is captured by two cameras to form two videos, including a low spatial resolution with high-frame-rate video and a high spatial resolution with low-frame-rate video. For the low-spatial-resolution video, the low-resolution frames are spatially super-resolved by the high-resolution video via the stereo matching, the bilateral overlapped block motion estimation, and the adaptive overlapped block motion compensation algorithms, while for the low-frame-rate video, those missed frames are interpolated using the high-resolution frames obtained by fusing the disparity compensation and the motion compensation frame rate up-conversion. Experimental results demonstrate that the proposed mixed spatiotemporal super-resolution method has a more significant contribution to both the subjective and objective qualities than the pure spatial super-resolution or the frame rate up-conversion.     

Second harmonic generation with focused broadband and high-ordertransverse mode lasers

A theoretical study on the optimum conditions of second-harmonic generation with focused high-order transverse-mode and broadband longitudinal-mode lasers is presented. It is shown that the ratio of the second-harmonic intensities for TEM₀₀, TEM₁₀, and TEM₁₁, modes are 1:3/4:9/64, indicating that the deviation from phase matching beyond the focus for high-order-mode lasers is catastrophic. Phase coherence of each longitudinal mode of a broadband laser yields a higher parametric generation than a randomly distributed laser. Line-width narrowing and the acceptance-angle widening of the output wave become pronounced as the bandwidth and the fundamental mode number increase     

Active mode locking with hybrid lasers

We present the results of a numerical study of active mode locking with hybrid lasers which contain an inhomogeneously broadened laser medium and an homogeneously broadened laser medium. The spectral, pulse, and gain characteristics of actively mode-locked hybrid lasers and the influence of the unsaturated gain, the saturation power, and the homogeneous linewidth on the pulse coherence and bandwidth are studied. The simulations show that coherent and shorter pulses are generated as compared to that by either an inhomogeneously broadened medium or a homogeneously broadened medium alone. Varying the unsaturated gain or the saturation power of the gain medium are two equivalent ways to obtain the same maximal coherent pulse bandwidth for given gain media. When different gain media can be selected, a larger pulse bandwidth can be obtained with the use of a broadband homogeneously broadened medium     

Computer focused communication: changes and challenges for the contemporary organization

Many changes in organizations are based on communication developments, the most prevalent of which currently is the expanding nature of electronic communication media. The use of electronic communications leads to changes in other areas. Manager and employee relationships rely on organizational structure, type of technology, group work and task, and employee empowerment and organizational attitude. This paper explores the communication changes by comparing components of the traditional, hierarchical organization with the modern, spherical or flat organization. A synthesis of the literature concerning this topic is presented. From this, a survey instrument was developed, and a pretest was run. The information presented here gives managers certain insights about the impact of new communication technologies on the evolving modern organization. ©     

探测束非聚焦CW交叉束热透镜的理论分析

本文基于把样品池当作薄位相板,运用傅里叶光学理论,对探测束非聚焦CW双束正交热透镜构型进行了理论分析,预示了由此构型产生的热透镜特性。     

ICCD相机建模与仿真分析

ICCD相机建模是该相机图像模拟和改进相机设计、系统性能优化需要解决的重要问题。依据ICCD相机实际物理结构和参数建立了完整动态响应的物理模型和系统的噪声模型,并对相机在典型工作条件下的系统性能进行了仿真分析。     

Pattern shaping with hybrid mode corrugated horns

Hybrid modes in a square corrugated waveguide are investigated, and a technique of combining several modes for pattern shaping is described. The mode amplitudes are calculated from a known throat excitation and used to compute radiation patterns. One horn was designed, constructed, and tested. The theoretical patterns were in good agreement with experimental data.     

光刻版图形处理过程的计算机仿真

采用有限状态机模型来仿真集成电路行业中光刻版图形的处理过程,涵括了层次处理、涨缩处理和反转处理。将不同的处理过程定义为相应的状态,将图形处理要求定义为输入条件触发状态转换。该模型已应用于光刻版数据处理的电子设计自动化软件。