空间调制干涉型阿达玛变换光谱成像仪

简要叙述了色散型阿达玛变换光谱成像仪的原理及仪器构成,指出其存在空间信息与光谱信息的错位和光谱分辨率受阿达玛编码模板码元宽度制约的缺陷.提出空间调制干涉型阿达玛变换光谱成像技术原理及仪器,利用横向剪切干涉仪获得所有阿达玛编码光信息在不同光程差处的干涉信号,对干涉谱进行傅哩叶变换和阿达玛变换得到目标的光谱.理论分析表明,干涉图的调制度不受阿达玛模板形状、大小等因素的影响,光谱分辨率与阿达玛模板的尺寸无关,不但避免了色散型阿达玛变换光谱成像仪中空间信息和光谱信息的错位,而且高能量通过率、高空间分辨率和高光谱分辨率成像容易同时实现.     

阿达玛变换光谱仪狭缝衍射的编码修正

根据阿达玛变换光谱仪的原理与狭缝衍射特性,分析了光谱仪入射狭缝衍射对阿达玛变换光谱仪测量结果造成影响,对衍射情况下的阿达玛变换光谱仪的仪器结构矩阵进行了研究,得出了衍射情况下阿达玛变换光谱仪的编/解码方法,通过对入射光谱的还原分析,验证了编码/解码的正确性。该方法对阿达玛变换光谱仪的高精度光谱测量具有重要意义。     

阿达玛变换光谱成像仪光谱混叠分析及修正

叙述了阿达玛变换光谱成像仪的原理及仪器构成,对阿达玛编码模板引起的光谱混叠现象进行了分析研究.从理论上导出了光谱混叠公式,并提出了光谱修正方法,仿真实验结果表明该方法简单有效.修正后光谱图像的分辨率取决于偏离光轴最远处的码元对应的空间分量.     

非探针近场光学显微镜的成像实现

介绍一种非探针近场光学显微镜，并对它的图像实现过程及处理方法进行了讨论。该装置以阿达玛变换成像理论为基础，用纳米多孔编码板代替光纤探针获得了较高的光学信噪比。成像研究表明，该装置可对近场衰逝波分量进行有效探测并能实现超衍射极限成像，为近场光学探测研究提供了一种新的思路。     

阿达玛变换在核磁共振成象中的应用

阿达玛变换应用到核磁共振成象技术中,能提高成象技术的灵敏度。本文阐述了阿达玛变换在线扫描核磁共振成象中应用原理,推出了合成的激发信号相位与阿达玛编码关系。得到频率合成的激发信号相位表,据该表合成的激发信号产生多个自旋回波,能使核磁共振成象技术速度快、灵敏度高。文中还对该方法作了深入的讨论。     

基于Hadamard矩阵优化排序的快速单像素成像

为提升单像素成像速度,提出了基于Hadamard矩阵优化排序的压缩采样解决方案.利用数值仿真和室外实验对提出的5种排序方法进行了对比分析.研究结果表明:按Haar小波变换系数绝对值排序时单像素成像效果最优,排序对应到Walsh序后可利用快速变换重建图像,速度达300帧/秒@64×64像素;最优排序下,采样率25%仍可重建图像,采样速度可提升4倍.针对排序方法与成像信噪比关系,从关联成像角度给出了其物理解释:测量基矩阵元邻域数值相等的区域面积等效于光场二阶相干面积,当光场二阶相干面积随测量基由大到小排序时成像效果最优.本文研究成果可用于提升单像素成像速度,具有实用价值.     

基于Walsh-Hadamard变换的单像素遥感成像

本文提出了基于Walsh-Hadamard变换的单像素成像方案, 并从理论分析、模拟仿真和实验验证三方面分别验证了该方案的可行性. 实验上实现了350-900 nm波段对 距离500 m和5000 m自然目标的128×128 像素成像, 成像速度0.5帧/秒. 研究并讨论了单像素相机方案与计算量子成像方案的差异与共性, 在此基础上分析了基于Walsh-Hadamard变换的单像素成像方案的优势与局限性. 研究表明本方案同时适用于单像素相机和计算量子成像. 由于单像素成像适用于应用在如红外热成像、微波成像等波段, 因此在阵列探测器灵敏度或工艺达不到要求时存在优势. 本文所提出的方案使得单像素成像技术向实际应用迈进了一步.     

不同正交变换深度Q网络单像素成像性能比较

为指导和完善深度Q网络单像素成像,对不同正交变换深度Q网络单像素成像性能进行比较分析.提出了基于深度Q网络的离散余弦变换单像素成像和Krawtchouk矩变换单像素成像.采用结构相似度和峰值信噪比作为图像质量评价标准,以人为规划方法作为对照,定量分析四种基于正交变换的深度Q网络单像素成像的重建结果.仿真和实验结果表明,...     

无透镜傅里叶变换显微数字全息成像系统的焦深

基于透镜相干光学成像系统的斯特列尔(Strehl)判据, 对无透镜傅里叶变换显微数字全息成像系统的焦深进行了推导, 得到了参考点源对称偏置和非对称偏置两种情况下的焦深表达式. 结果表明, 无透镜傅里叶变换显微数字全息成像系统的焦深决定因素与透镜相干成像系统的焦深决定因素不同, 其焦深不仅与照明光源的波长, 成像系统的孔径及记录距离有关, 还与参考光源的配置有关. 计算机模拟和实验结果均证明了理论分析的正确性.     

阿达玛变换光谱的解码方法

本文给出了快速阿达玛变换中M_(n+1)~(i)矩阵的每一行两个非零元素的表达式,并给出阿达玛变换光谱的公式解码方法和快速解码方法。     

基于阿达玛变换提高激光告警系统信噪比的研究

根据阿达玛变换原理，计算了编码模板大小和码元数，详细介绍了Sn循环矩阵的生成，最后选择数字微镜阵列充当编码模板，并进行了仿真实验研究。实验结果表明，将阿达玛变换应用于激光光谱测量，在不增加测量次数的情况下，可以有效地提高系统的信噪比。     

编码模板误差引起测量光谱图像改变的分析

针对编码模板存在的各种不同误差情况,确定了相应的循环编码矩阵.根据阿达玛变换成像光谱仪的编码和解码原理,通过比较解码得到光谱图像和原始图像.分析了光谱图像在编码模板存在各种不同误差的情况下,随编码模板误差的变化情况,得到了光谱图像随编码模板误差变化的大致范围和基本关系.     

面向生物过程的阿达玛变换近红外光谱仪

对生物过程中营养物质的消耗进行监测,有利于控制微生物的生长环境,使其始终处于最佳生长条件,从而使目标产物的产量最大化。针对酵母培养液中甘油、甲醇和葡萄糖含量的监测需求,研制了一种基于阿达玛变换(hadamard transform,HT)技术的近红外光谱仪。该光谱仪使用自主改进设计的近红外原位探头进行光谱信号的收集,采用数字微镜(digital micro-mirror devices,DMD)进行阿达玛模板的编码调制,配合自主开发的光谱采集软件和光谱分析处理软件,实现了培养液中营养物含量的实时监测。给出了光谱仪的光路设计、近红外原位探头改进设计、硬件电路和软件模块的设计。通过实验测得该光谱仪的杂散光为0.875%,波动率为±4.28%。利用该光谱仪对一系列标准浓度的甘油水溶液进行光谱采集和数学建模,实验结果表明该仪器测量准确,能够满足生物过程监测的要求。     

Applications of quantum Fourier transform in photon-added coherent state

Quantum Fourier transform is realized by the Hadamard gate in a quantum computer, which can also be considered as a Hadamard transform. We introduce the Hadamard transformed photon-added coherent state （HTPACS）, which is obtained by letting the photon-added coherent state （PACS） across the quantum Hadamard gate, from this result. It is found that the HTPACS can be considered as a coordinate-momentum mutual exchanging followed by a squeezing transform of the PACS. In addition, the non-classical statistical properties of HTPACS, such as squeezing coefficient, Mandel parameter, etc., are also discussed.     

利用四原子Cluster态概率隐形传送两原子纠缠态

为平衡光栅色散型光谱仪光通量、系统信噪比和光谱分辨率之间的矛盾,介绍了一种基于微狭缝阵列的静态双增益阿达玛光谱仪.在分析其实现静态双增益工作原理的基础上,阐述了由于阿达玛编码模板多狭缝阵列引起的光谱重叠的原因.为实现静态双增益阿达玛光谱仪光谱重叠校正,理论推导了光谱偏移量与阿达玛编码模板狭缝空间位置之间的关系,以及分光后某波长空间错位量与码元(狭缝)空间位置、波长之间的关系.仿真实验验证了此方法简单有效,无需复杂计算,修正速度快,易于编程实现.     

静态双增益阿达玛光谱仪光谱的重叠错位分析与校正

为平衡光栅色散型光谱仪光通量、系统信噪比和光谱分辨率之间的矛盾,介绍了一种基于微狭缝阵列的静态双增益阿达玛光谱仪.在分析其实现静态双增益工作原理的基础上,阐述了由于阿达玛编码模板多狭缝阵列引起的光谱重叠的原因.为实现静态双增益阿达玛光谱仪光谱重叠校正,理论推导了光谱偏移量与阿达玛编码模板狭缝空间位置之间的关系,以及分光后某波长空间错位量与码元(狭缝)空间位置、波长之间的关系.仿真实验验证了此方法简单有效,无需复杂计算,修正速度快,易于编程实现.     

The multiple-parameter discrete fractional Hadamard transform

Discrete fractional Hadamard transform (DFrHaT) is a generalization of the Hadamard transform, which has been widely used in signal processing. In this paper, we present the multiple-parameter discrete fractional Hadamard transform (MPDFrHaT), which has multiple order parameters instead of only one in DFrHaT. The proposed MPDFrHaT is shown to possess all of the desired properties of DFrHaT. In fact, it will reduce to DFrHaT when all of its order parameters are the same. We also propose a novel encryption technique, double random amplitude (DRA) encoding scheme, by cascading twofold random amplitude filtering. As a primary application, we exploit the multiple-parameter feature of MPDFrHaT and double random amplitude encoding scheme for digital image encryption in the MPDFrHaT domain. Results show that this method can enhance data security.     

阿达玛变换在激光告警技术中的应用

系统信噪比一直是制约激光探测武器性能的关键性因素之一。为提高系统探测信噪比,利用阿达玛变换方法,在计算模板大小（17.48×17.48mm）和码元数N=255的基础上,详细介绍了Sn循环矩阵的生成,最后选择液晶空间光调制器充当编码模板。通过在液晶面板上不同位置施加不同的电压,利用旋光效应对通过的激光衍射条纹进行控制,按其通过与否（1/0）进行编码。在这一方法指导下进行了系统的仿真实验研究并获得成功。实验结果表明：将阿达玛变换应用于激光光谱测量,在不增加测量次数的情况下,可以有效地提高系统的信噪比。