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相似文献
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1.
针对传统鬼成像对比度差、信噪比低的问题,提出了一种基于频域分解的融合鬼成像方法.该方法将参考光路中获得的散斑图进行频域变换,选取合适的阈值将其分解为高频散斑和低频散斑,通过分别对高低频散斑与桶探测器得到的值进行关联运算得到高低频鬼像,最后利用逆非下采样剪切波变换重构出最终的鬼像.以对比度和峰值信噪比为评价指标,通过4组实验仿真验证了融合鬼成像方法的有效性.仿真实验结果表明,融合鬼成像的峰值信噪比/对比度较计算鬼成像、差分鬼成像方法分别平均提高了41%/173%、27%/135%.  相似文献   

2.
谈志杰  喻虹  韩申生 《物理》2017,46(5):311-313
鬼成像是一种基于光场涨落的量子或者经典关联特性,通过测量参考光场与目标探测光场之间的强度关联(二阶关联)函数,从而非局域地获取目标图像信息的新型成像技术。所谓非局域,可以通俗地理解为不用“盯”着物体,就能得到物体的像。鬼成像最初是利用具有纠缠特性的光子对完成的,所以早期人们认为只有具有量子纠缠特性才能实现鬼成像,这是一种量子效应。随后,人们发现量子纠缠不是实现鬼成像的必要条件,基于经典光场的强度(即光强)时空涨落和关联同样可以实现鬼成像。很快,对经典热光源实现关联成像也给出了理论解释。此后,人们对鬼成像的实现光源有了比较一致的认识,认为量子纠缠光源和经典的热光源都可以用来实现鬼成像。近年来,随着鬼成像技术的快速发展,为X射线高分辨成像提供了新思路。在无需透镜的情况下,可以利用非相干赝热X射线,在菲涅尔区获得与相干衍射成像相同的傅里叶变换图,即X射线傅里叶变换鬼成像(FGI)。FGI 对X射线源的空间相干性要求不高,可以使用实验室X射线源,具有广阔的应用前景。  相似文献   

3.
为了提高鬼成像的速度,提出了基于阈值分割的并行压缩差分鬼成像方法。首先通过设置合理的阈值筛选出涨落较为明显的数据进行采样;然后再通过并行分块降低图像维度,提高整体运算速度;最后通过压缩感知重构算法重构图像。通过对图"BUAA"的半物理仿真以及透射物体"光"的实验结果表明,与普通的二阶赝热光关联成像相比,该方法能以更少的采样次数和运行时间重构图像,可提升成像信噪比。  相似文献   

4.
罗春伶  林洁  程静 《光学学报》2012,32(11):1104001
无透镜鬼衍射是一种特殊的非局域关联成像技术,通过对包含物体信息的测试光路和不含物体信息的参考光路的光场强度涨落关联进行测量,在参考光路上可得到物体的衍射图样。利用赝热光源实验研究了探测器尺寸大小和光路散焦长度对无透镜鬼衍射质量的影响。实验以四缝物体为例,定量研究了探测器大小和散焦是如何改变无透镜鬼衍射的成像结果,并和理论模拟进行了比较,获得了比较一致的结果。利用图像相关度定量分析了实验结果与理想无透镜鬼衍射图像的差别,发现这两者都会使无透镜鬼衍射的质量变差。  相似文献   

5.
姚银萍  万仁刚  薛玉郎  张世伟  张同意 《物理学报》2013,62(15):154201-154201
本文, 基于经典统计光学, 建立符合热光特性的统计模型, 通过数值模拟证明了吴令安和Meyers提出的图像重构算法, 并进行了定性的理论分析. 在关联成像获得的数据样本中, 根据桶探测器的光强涨落进行分组, 分别以某个阈值作为下限和上限, 再将分组后的独立样本和相应的面探测器信号进行强度关联, 则可以得到物体的正像或负像. 然而, 不经过关联运算, 直接对分组后的面探测器信号进行算数平均也可以得到物体的正像或负像, 同时成像的对比度得到较大提高. 这种分组对应的非定域成像进一步说明强度涨落在热光成像中的重要性. 最后以字符掩膜版作为成像物体, 分别运用关联成像和分组对应正负成像算法重构物体的图像, 实验结果证明这种新的正负算法可以提高非定域成像的对比度. 关键词: 统计光学 热光 关联成像 正负非定域成像  相似文献   

6.
鬼成像是一种与传统成像方式不同的通过光场涨落的高阶关联获得图像信息的新型成像方式。近年来,相比传统成像方式,鬼成像所拥有的一些优点如高灵敏度、超分辨能力、抗散射等,使其在遥感、多光谱成像、热X射线衍射成像等领域得到广泛研究。随着对鬼成像的广泛研究,数学理论和方法在其中发挥的作用愈显突出。例如,基于压缩感知理论,可以进行鬼成像系统采样方式优化、图像重构算法设计及图像重构质量分析等研究工作。本文旨在探索鬼成像中的一些有趣的数学问题,主要包括:系统预处理方法、光场优化及相位恢复问题。对这些问题的研究既可以丰富鬼成像理论,又能推动它在实际应用中的发展。  相似文献   

7.
"鬼"成像,又称关联成像或者量子成像,是一种基于参考光场与目标探测光场之间的关联函数的一种新型成像技术.本文利用负片成像方法在多媒体教室中实现了热光鬼成像.研究发现,采用此成像方法对系统硬件要求较低.其中对光源亮度的要求可以降低4倍左右,即使当投影仪亮度为1 200 lm、背景亮度为450 lm时也可以得到较清晰的图像,绝大多数多媒体教室可实现这一条件.本研究不仅可以将量子光学中最前沿的研究成果作为演示实验引入课堂,激发学生的学习兴趣,还可以促进鬼成像走出实验室,扩展其实际应用.  相似文献   

8.
基于统计光学的无透镜鬼成像数值模拟与实验验证   总被引:1,自引:3,他引:1  
张明辉  魏青  沈夏  刘永峰  刘红林  韩申生 《光学学报》2007,27(10):1858-1866
作为量子信息领域分支的鬼成像,由于物体的像将出现在不包含物体的光路上的特点,使得这一领域的研究引人入胜。一度认为,只有基于纠缠态双光子的纠缠光源,才能实现鬼成像;但近年来的研究表明,经典热光场也能实现这一过程。从经典统计光学入手,建立了热光场的数值模型,模拟符合热光特性的光场变化、光场传播、以及物体透射函数对热光场的调制,进而从光强度起伏的关联函数中,分别重现振幅型物体和纯相位型物体的傅里叶变换图像;通过与真实实验结果的对比,表明基于统计光学原理的该数值模型所预测的实验结果,与真实的实验结果完全一致。  相似文献   

9.
干涉成像系统信噪比的统计分析   总被引:1,自引:1,他引:0  
根据统计光学建立了干涉成像系统信噪比的理论模型,数值分析了干涉成像系统信噪比与系统参数之间的关系。分析结果表明:为了提高系统的信噪比,应提高信号光场强度与噪声光场强度之比,使参考光和测试光光强接近相等,降低系统中光学元件的数量和每个元件的偏差,使光源相干长度约为测试光和参考光间光程差的2~5倍。要使信噪比大于10,则要求系统中光学元件总偏差的标准差小于1/4波长。信噪比的统计理论模型可为干涉成像系统设计和干涉测量提供理论指导。  相似文献   

10.
根据统计光学建立了干涉成像系统信噪比的理论模型,数值分析了干涉成像系统信噪比与系统参数之间的关系。分析结果表明:为了提高系统的信噪比,应提高信号光场强度与噪声光场强度之比,使参考光和测试光光强接近相等,降低系统中光学元件的数量和每个元件的偏差,使光源相干长度约为测试光和参考光间光程差的2~5倍。要使信噪比大于10,则要求系统中光学元件总偏差的标准差小于1/4波长。信噪比的统计理论模型可为干涉成像系统设计和干涉测量提供理论指导。  相似文献   

11.
杨贺  赵生妹 《光学学报》2012,32(11):1127002
现有基于热光源的关联成像主要是针对透射型物体,这样可简化关联成像分析过程。然而对于成像的实际应用,比如遥感技术,反射型物体将具有更大的实用价值。基于非相干均亮的热光源,对反射型物体的高阶关联成像进行了研究,推导出其高阶反射关联成像的关联函数、可见度及信噪比的解析式;对比二阶反射关联成像,讨论阶数对关联成像性能的影响。研究结果表明,对于反射型物体的关联成像,随着阶数的增加,成像的可见度得到提高,但信噪比下降,同时能够通过增加测量次数增加成像的信噪比。  相似文献   

12.
In this letter, we analyze the effects of light intensity find that the brightness of reflective ghost image can on reflective ghost imaging with thermal source. We be changed by modulating the light intensity of the source and the splitting ratio of the beam splitter. The signal-to-noise ratio will be improved by increa.sing the light intensity of the source. More important, we can obtain the reflective ghost image with high image quality by adopting a low light intensity signal beam and a high light intensity reference beam, which is better than the classical optical imaging, because it can reduce the effects of light on the object.  相似文献   

13.
We report an experimental demonstration of two-dimensional(2D) lensless ghost imaging with true thermal light. An electrodeless discharge lamp with a higher light intensity than the hollow cathode lamp used before is employed as a light source. The main problem encountered by the 2D lensless ghost imaging with true thermal light is that its coherence time is much shorter than the resolution time of the detection system. To overcome this difficulty we derive a method based on the relationship between the true and measured values of the second-order optical intensity correlation, by which means the visibility of the ghost image can be dramatically enhanced. This method would also be suitable for ghost imaging with natural sunlight.  相似文献   

14.
张瑞雪  李洪国  李宗国 《物理学报》2019,68(10):104202-104202
与通常利用二阶强度关联测量实现时域鬼成像不同,本文利用时域热光源借助干涉仪通过一阶关联实现时域成像.基于空域光束的近轴衍射和时域窄带脉冲在色散介质中色散之间的空间-时间二象性,在时域脉冲响应函数的基础上得到了表征一阶关联时域成像的强度表达式,分析研究了光源脉冲宽度和相干时间对成像可见度和分辨率的影响.结果一方面表明基于热光场一阶关联的时域成像在不需要额外色散补偿或消除条件下可以实现时域物体信号的再现,另一方面表明当光源脉冲宽度一定时,成像可见度随光源脉冲相干时间的增加而增加,但是成像分辨率逐渐降低,其中当光源脉冲宽度约为100 ps,相干时间约为0.5 ps时,间隔为20 ps,宽度为8 ps的时域矩形波型物体的成像质量(兼顾可见度和分辨率)较好.该结果对于基于热光一阶关联的时域成像在时序信号测量中的应用具有重要意义.  相似文献   

15.
Shao-Ying Meng 《中国物理 B》2022,31(2):28702-028702
It is generally believed that, in ghost imaging, there has to be a compromise between resolution and visibility. Here we propose and demonstrate an iterative filtered ghost imaging scheme whereby a super-resolution image of a grayscale object is achieved, while at the same time the signal-to-noise ratio (SNR) and visibility are greatly improved, without adding complexity. The dependence of the SNR, visibility, and resolution on the number of iterations is also investigated and discussed. Moreover, with the use of compressed sensing the sampling number can be reduced to less than 1% of the Nyquist limit, while maintaining image quality with a resolution that can exceed the Rayleigh diffraction bound by more than a factor of 10.  相似文献   

16.
High-order ghost imaging with thermal light consisting of N different frequencies is investigated. The high-order intensity correlation and intrinsic correlation functions are derived for such N-colour light. It is found that they are similar in form to those for the monochromatic case, thus most of the conclusions we obtained previously for monochromatic Nth-order ghost imaging are still applicable. However, we find that the visibility of the N-colour ghost image depends strongly on the wavelength used to illuminate the object, and increases as this wavelength increases when the test arm is fixed. On the contrary, changes of wavelength in the reference arms do not lead to any change of the visibility.  相似文献   

17.
Correspondence imaging is a new modality of ghost imaging, which can retrieve a positive/negative image by simple conditional averaging of the reference frames that correspond to relatively large/small values of the total intensity measured at the bucket detector. Here we propose and experimentally demonstrate a more rigorous and general approach in which a ghost image is retrieved by calculating a Pearson correlation coefficient between the bucket detector intensity and the brightness at a given pixel of the reference frames, and at the next pixel, and so on. Furthermore, we theoretically provide a statistical interpretation of these two imaging phenomena, and explain how the error depends on the sample size and what kind of distribution the error obeys. According to our analysis, the image signal-to-noise ratio can be greatly improved and the sampling number reduced by means of our new method.  相似文献   

18.
We present the joint probability density function(PDF) between the bucket signals and reference signals in thermal light ghost imaging, by regarding these signals as stochastic variables. The joint PDF allows us to examine the fractional-order moments of the bucket and the reference signals, in which the correlation orders are fractional numbers,other than positive integers in previous studies. The experimental results show that various images can be reconstructed from fractional-order moments. Negative(positive) ghost images are obtained with negative(positive) orders of the bucket signals. The visibility and peak signal-to-noise ratios of the diverse ghost images depend greatly on the fractional orders.  相似文献   

19.
The third-order ghost imaging with the second-order intensity correlation is theoretically and experimentally demonstrated.The resolution and visibility of the reconstructed image are discussed,and the relationship between resolution and visibility is analyzed.The theoretical results show that a tradeoff exists between the visibility and resolution of the reconstructed image;the better the image resolution,the worse the image visibility.Numerical simulations are carried out to verify this theory,and a ghost...  相似文献   

20.
A method, which is based on the correlation measurement of intensity fluctuations in time-space-average domain, is invented to improve the visibility of ghost images obtained by thermal light. We demonstrate that the visibility of ghost images can be significantly enhanced using this method. A corresponding evaluation standard of the visibility of images and effects influencing the visibility of ghost images, such as the weight factor γ and speckle frame numbers, are also discussed.  相似文献   

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