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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 46 毫秒
1.
We use the coherence of a light beam to encode spatial information. We apply this principle to obtain spatial superresolution in a limited aperture system. The method is based on shaping the mutual intensity function of the illumination beam in a set of orthogonal distributions, each one carrying the information for a different frequency bandpass or spatial region of the input object. The coherence coding is analogous to time multiplexing but with multiplexing time slots that are given by the coherence time of the illumination beam. Most images are static during times much longer than this coherence time, and thus the increase of resolution in our system is obtained without any noticeable cost.  相似文献   

2.
A grating spectrograph can be used for spectrally selective two-dimensional imaging if it is operated with a broad entrance slit. The resulting intensity distribution in its exit plane is a one-dimensional convolution of the spatial and spectral distributions of incident light. We present a dedicated deconvolution filter to reconstruct the spatial image from the spectrograph output. The algorithm is illustrated on Raman imaging of an underexpanded dry air jet. Recorded Raman images correspond to density maps convolved with the Raman spectrum of air; the latter essentially acts as a blurring function for the density map. The deconvolution filter combines the individual images recorded in the O2 and N2 Raman bands into a single image of relative air density.  相似文献   

3.
刘双龙  刘伟  陈丹妮  牛憨笨 《物理学报》2014,63(21):214601-214601
空心光束的质量是超衍射极限相干反斯托克斯拉曼散射显微成像技术中决定成像质量的一个至关重要的因素. 本文基于菲涅耳衍射理论,分析了螺旋相位片法产生空心光束的物理机理,并且模拟了不同的入射条件对产生的空心光束的影响. 模拟结果表明:波长与相位片中心波长匹配且光强呈圆对称分布的高斯光垂直入射到相位片上,当高斯光束中心与相位片中心完全对准时,可获得较理想的空心光束;入射光光强分布的圆对称性以及入射光中心与相位片中心的对准程度都会影响产生的空心光束的强度分布;同时,高斯光束小角度倾斜入射时,空心光的强度分布仍呈圆对称,却在观察面发生一定的位移;此外,入射光中心波长偏离相位片中心波长不大时,对产生的空心光束的强度分布几乎没有影响. 上述分析结果对用于超衍射相干反斯托克斯拉曼散射显微成像技术中理想空心光束的获取具有重要的指导意义. 关键词: 空心光束 超衍射极限 相干反斯托克斯拉曼散射 螺旋相位片  相似文献   

4.
为提高光电成像系统的空间分辨力,提出了一种基于改进的频率域图像配准技术的超分辨力图像处理方法。首先利用改进的频域图像配准方法估算出低分辨力图像之间的微位移量,然后采用Papoulis-Gerchberg超分辨力处理方法完成图像复原。利用不同重构方法进行了仿真及实验研究,给出了评价参数。模拟和实际显微热图像的处理结果表明:该算法可使图像质量得到改善,分辨的细节更多,可有效地提高光电成像系统的空间分辨力;处理算法简单,计算量小,可实现快速处理。该算法还可应用于其他不可控光学微扫描成像系统中,具有广泛的应用前景。  相似文献   

5.
拉曼成像是拉曼光谱技术非常重要的一个环节,通过生成光谱数据的伪彩图像,可以得到采集区域中某物质组分的浓度和位置分布信息,当前,拉曼成像技术已经逐渐成为监测生物活性以及物质组分的最优解之一。为了得到清晰的成像效果,采集过程中的数据量不宜过小,否则成像效果差、锯齿感较重,从而导致视觉效果不好。但是,数据量的增加虽然可以得到更好的成像效果,但会增加时间成本、降低仪器寿命。因此,在不增加时间和硬件成本的情况下,对采集点数据进行插值提高成像的空间分辨率、降低时间分辨率是很有意义的。提出了一种基于研究拉曼光谱波形结构物理特性的图像插值算法。区别于传统的图像插值算法仅对图像像素值进行处理,通过结合拉曼信号的物理特性,选取最小二乘法和物理特性上最适合解析拉曼谱峰的数学模型Voigt函数对现有光谱数据进行数学拟合提取特征值,并对提取出的特征值通过线性插值方法计算出未知插值点的Voigt函数的特征值,从而计算出插值点的Voigt函数,可以直接提高现有拉曼图像的空间分辨率,同时通过该方法也可以缩短扫描时间,提高拉曼成像的时间分辨率。同时,为了验证算法的有效性和可行性,对一种药物和一种生物细胞的原始拉曼成像进行图像插值,并采用直方图的欧几里得距离求解相似度和结构相似度算法(SSIM,一种权威的图像相似度评价算法)对插值效果进行评价。实验结果表明,在图像像素点增量分别为50%和75%的情况下,该算法能够很好地保留样本组分的分布和浓度等重要信息。该算法可以在不升级硬件的情况下提高拉曼成像的性能,推荐作为拉曼成像数据处理和软件的有效补充。  相似文献   

6.
随着现代科技对纳米微观区域兴趣的增加,如DNA测序、分子纳米器件微结构检测等,其对拉曼光谱技术的空间分辨力提出了更高的要求,而现有共焦拉曼光谱技术受自身原理限制,空间分辨力已无法满足科学需求。针对这一问题,在现有共焦拉曼光谱技术的基础上,提出一种基于最大似然算法的共焦拉曼光谱成像方法。该方法将超分辨图像复原技术与共焦拉曼光谱技术相结合,利用基于Poisson-Markov约束的最大似然超分辨复原算法对共焦拉曼光谱图像进行超分辨图像复原处理,恢复图像高频成分,进而改善共焦拉曼光谱系统的空间分辨能力,实现超分辨成像。仿真分析和实验结果表明,提出的基于最大似然算法的共焦拉曼光谱成像方法在不改变现有共焦拉曼光谱系统光学结构的前提下,仅对单幅拉曼光谱图像进行超分辨图像复原处理,即可将系统空间分辨力提高到200 nm,实现超分辨成像,同时该方法具有较强的噪声抑制能力。该方法有效地提高了共焦拉曼光谱系统的空间分辨力,为物理化学、材料科学等前沿领域中的高空间分辨微区光谱探测提供了一种新的途径,是一种行之有效的高空间分辨的共焦拉曼光谱成像方法。  相似文献   

7.
8.
We have developed hyper-Raman scattering microspectroscopy and applied it to a microcrystal of all-trans-beta-carotene. The hyper-Raman spectrum of all-trans-beta-carotene exhibits a Raman-inactive but infrared-active vibrational mode at 1564 cm(-1). Hyper-Raman imaging of a microcrystal was performed with this band. Infrared-active vibrational imaging was achieved with a spatial resolution much higher than that of conventional infrared microscopy. The combination of Raman and hyper-Raman spectroscopy opens up a new scope for high-spatial-resolution vibrational microspectroscopy that is not restricted by the selection rule.  相似文献   

9.
We present a technique to overcome the depth resolution limitation for 3D active imaging. Applying microsecond laser pulses and sensor gate width, a scene of several hundred meters is illuminated and recorded in a single image. The trapezoid-shaped range intensity profile is analyzed to obtain both the reflectivity and the depth of scene. We demonstrate a 3D scene reconstruction in a depth of 650 to 1550 m from only three images with an accuracy of <30 m. This depth accuracy is 10 times better than estimated from the classical resolution limit obtained for depth scanning active imaging with a similar number of images. Therefore, this technique enables superresolution depth mapping with a reduction of image data processing.  相似文献   

10.
The method of polarization visualization of a multiply scattering medium containing macroinhomogeneities based on analysis of polarization spatial distribution of a scattered linearly polarized light is discussed. The treatment is based on statistical properties of the effective optical path distribution of scattered field components. The influence of media scattering properties and the geometry of the experiment on the inhomogeneity image contrast obtained with use of polarization degree and of normalized scattered intensity of radiation as visualization parameters are discussed, as well as spatial resolution achieved in these both cases. Using the results of theoretical analysis and of the experimental model, the relationship between the shapes of spatial distributions of polarization degree and the intensity of the scattered light is considered as a function of the position of the visualized object (an absorbing half-plane immersed in a plane layer of the scattering medium). The opportunities for enhancing the quality of the images formed in this way are also discussed.  相似文献   

11.
Granero L  Zalevsky Z  Micó V 《Optics letters》2011,36(7):1149-1151
We present a new implementation capable of producing two-dimensional (2D) superresolution (SR) imaging in a single exposure by aperture synthesis in digital lensless Fourier holography when using angular multiplexing provided by a vertical cavity surface-emitting laser source array. The system performs the recording in a single CCD snapshot of a multiplexed hologram coming from the incoherent addition of multiple subholograms, where each contains information about a different 2D spatial frequency band of the object's spectrum. Thus, a set of nonoverlapping bandpass images of the input object can be recovered by Fourier transformation (FT) of the multiplexed hologram. The SR is obtained by coherent addition of the information contained in each bandpass image while generating an enlarged synthetic aperture. Experimental results demonstrate improvement in resolution and image quality.  相似文献   

12.
报道了一维游标位敏阳极光子计数探测器,详细介绍了一维游标位敏阳极的解码原理和设计结果.搭建了基于一维游标位敏阳极探测器的紫外光子计数探测系统.该系统工作于光子计数模式,可同时测量单光子事件的一维坐标.获得了对应入射光空间强度一维分布的脉冲计数分布图.通过测试,系统的分辨率优于100μm.该探测器可以实现极微弱的高能光子、电子和离子等粒子流强度分布的一维探测,因此可以用于深空探测、光谱测量、高能物理以及生物发光探测.  相似文献   

13.
Complete understanding of atomic resolution high-angle annular dark-field (Z-contrast) images requires quantitative agreement between simulations and experiments. We show that intensity variations can be placed on an absolute scale by normalizing the measured image intensities to the incident beam. We construct fractional intensity images of a SrTiO3 single crystal for regions of different thickness up to 120 nm. Experimental images are compared directly with image simulations. Provided that spatial incoherence is taken into account in the simulations, almost perfect agreement is found between simulation and experiment.  相似文献   

14.
空间外差拉曼光谱技术是近年兴起的一种超光谱探测技术,它既具有拉曼光谱测量的非接触、快速、简单、可重复、无需样品准备等特点,更具有空间外差的超光谱分辨率、高通量、无运动部件优点,能在被测物质特征波长中心范围探测,实现微弱拉曼光信号的直接测量。由于被测信号微弱、光学元件加工精度、器件封装及仪器安装误差等原因,会导致空间外差拉曼光谱仪(SHRS)接收到的干涉图存在光强分布不均匀、干涉条纹倾斜或扭曲等现象,从而使普通光谱恢复方法得到光谱信号准确度下降或无法识别。根据SHRS探测到的干涉图所存在的误差特点,将二维傅里叶变换应用于SHRS干涉图的光谱复原,提出基于二维频域谱重采样的最强直线方向光谱提取方法,以实现SHRS光谱的获取。提取过程为:将采集的目标干涉图进行二维傅里叶变换,获得二维频谱图,通过使用相同实验系统采集的单波长或多波长光源的二维频谱信号特征峰的位置信息,拟合获取光信息强度最大方向直线方程。然后根据该直线与目标二维频谱图各列交点坐标位置,确定重采样贡献像元及权重。对拟合直线方程经过的所有列像元进行重采样,得到最终的光谱信号。将该方法应用于自行搭建实验系统采集的三叶草干涉图数据,同时与其他方法光谱复原结果进行对比。结果表明:与一维行平均光谱法比较,该方法获取的光谱在探测波段中心区域信号强度更加明显,同时消除了探测器热噪声的影响;与二维频谱中心行直接提取法比较,该方法是该方法的改进版本,两者结果比较接近。但是由于考虑到干涉条纹y分量的影响,沿二维频谱信号最强方向重采样得到的最终光谱,其主峰半峰宽更窄、边频噪声强度更小,且随着y分量的增加,光谱复原效果及优势将越发明显。该方法是空间外差拉曼光谱技术数据处理的一种有益补充与尝试。  相似文献   

15.
反射光偏振特性分析与物体形状的测量   总被引:2,自引:0,他引:2  
杨进华  邸旭  岳春敏  李志宏  顾国璋 《光学学报》2008,28(11):2115-2119
基于反射光偏振特性,提出了利用图像处理技术测量透明物体三维形状的理论和方法.分析了物体表面反射光的偏振特性,表明自然光在经透明物体表面反射后,反射率随光的振动方向不同而不同,即反射光表现出部分偏振光的特性.研究了强度反射率与入射角以及光强与偏振片方向之间的函数关系,得到了光强大小与入射面方向的关系;根据偏振度概念并结合菲涅耳公式和折射定律,建立了偏振度和入射角之间的表达式,可求得物体表面法线方向,进而得到透明物体的形状.研制了光学实验平台,获得了物体反射光的偏振图像,经过图像处理,获得了被测物体的三维形状.实验结果表明,这种方法对透明物体形状测量是有效和实用的.  相似文献   

16.
在磁共振图像(MR)的偏差场纠正中,针对灰度信息最小化方法没有考虑空间信息问题,提出联合信息最小化方法,该方法把图像的灰度信息和空间信息结合起来.空间信息采用灰度导数信息.被偏差场破坏的图像灰度及其导数值的联合信息(联合熵)大于对应的没被偏差场破坏的图像联合熵.联合熵是通过计算灰度及其导数值的联合概率分布得到.仿真脑部MR数据和临床脑部MR数据的试验结果都表明,灰度及其二阶导数联合信息最小化方法纠正效果良好,大大减少了脑白质和脑灰质的灰度交叠.  相似文献   

17.
多光谱/全色影像融合可以得到高空间分辨率的多光谱影像,在影像解译和分类等方面具有十分重要的意义。提出一种基于梯度一致性约束的遥感影像融合方法。该方法在最大后验概率框架下,通过梯度一致性约束建立理想高空间分辨率多光谱影像和全色影像之间的关系,并结合多光谱影像观测模型和Huber-Markov影像先验,构建融合目标函数,最后采用梯度下降法求解得到融合影像。本文方法在目标函数中引入了梯度一致性约束,克服了现有的同类方法受限于波段数量的缺陷,同时在求解中自适应确定每个波段的迭代步长,充分顾及了各波段的光谱特性,从而既确保了融合影像的光谱信息保真度,也提高了融合影像的空间信息融入度。通过IKONOS和WorldView-2影像对该方法进行了验证,并和GS,AIHS和AMBF等融合方法从定性和定量两方面进行了比较分析。实验结果表明,相比于其他方法,该方法可以在更好保持光谱信息的同时增强影像的空间分辨率,具有更广泛的适用范围和更佳的融合效果。  相似文献   

18.
We present an optical system that performs polarimetric spectral imaging with a detector with no spatial resolution. This fact is possible by applying the theory of compressive sampling to the data acquired by a sensor composed of an analyzer followed by a commercial fiber spectrometer. The key element in the measurement process is a digital micromirror device, which sequentially generates a set of intensity light patterns to sample the object image. For different configurations of the analyzer, we obtain polarimetric images that provide information about the spatial distribution of light polarization at several spectral channels. Experimental results for colorful objects are presented in a spectral range that covers the visible spectrum and a part of the NIR range. The performance of the proposed technique is discussed in detail, and further improvements are suggested.  相似文献   

19.
赵维谦  陈珊珊  冯政德 《物理学报》2006,55(7):3363-3367
提出一种新的图像复原式整形环形光横向超分辨共焦显微测量法. 该方法首先利用二元光学器件,将高斯照明光束整形为环形光束,用于初步改善共焦显微镜的横向分辨力,然后利用基于最大似然估计法(maximum likelihood estimate, MLE)的单幅图像超分辨复原技术,重建测量图像的高频信息,来进一步改善共焦显微镜的横向分辨力. 实验表明,当λ=632.8nm,N.A. =0.85时,该方法能使共焦显微镜获得优于0.1μm的横向分辨力. 利用该方法建立的横向超分辨共焦显微系统除了具有显著的超分辨效果外 关键词: 超分辨 超分辨复原 最大似然估计 共焦成像  相似文献   

20.
贾辉  姚勇  施伟杰 《光学学报》2007,27(8):1377-1381
把入射光作为从不同方向入射的空间光,应用傅里叶光学的方法分析了通过机械准直器中一组不同间距的栅格挡光片的物理过程。建立了准直光束的理论计算公式,给出了采用数值方法精确计算准直光束的主要步骤和计算中应注意的问题,计算了空间频率分布。对于从各方向入射的光辐射,证明了机械准直器的准直性能,对于平行光入射,计算了通过机械准直器的光辐射衍射,衍射超出了准直器的几何阴影区,得到了准直光束空间频率的二维分布图形。与国外一维的方法相比,该方法更准确、快捷,计算结果与实验数据比较,更接近实验结果。  相似文献   

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