收藏本站
收藏 | 论文排版

随机散射光场在相位恢复和相干衍射成像中的应用研究

李凡星  
【摘要】:传统成像方法只能获取目标的单一强度信息,难以满足诸如生物医学、微纳加工等多个领域进一步发展的需求。相位信息中蕴含着诸如三维形貌、材料折射率等样本关键特征参数,这些特征参数为目标的研究过程提供了重要线索。因此,如何对目标的相位信息进行准确恢复是光学领域一个重要的研究方向。其中,相干衍射成像利用相位恢复算法从目标的衍射强度中同时重建样本的振幅和相位信息,其成像系统结构稳定,无需参考光束和复杂光学系统的引入,已经在生物医学、晶体学、材料学等多个领域发挥了重要作用。由于传统多距离相干衍射成像或扫描相干衍射成像方法中存在强度采集数量多、收敛速度慢、难以采集低频信息等缺点,而随机散射光场的引入可以打破光路中的对称性,使用少量的记录强度实现任意波前的快速重建,因此本文针对基于随机散射光场的相干衍射成像技术进行研究,提出了两种重建算法来解决随机散射光场引入后的噪声问题。此外,针对实时性要求高的动态目标成像场景提出了一种基于随机散射光场的单强度相位恢复方法。本文主要从理论探索、系统设计、算法研究等方面开展了如下工作:1.对相位恢复和相干衍射成像的研究意义和背景进行介绍,系统性调研了相干衍射成像方法和其重建算法,并分析了随机散射光场在成像系统中的应用情况;介绍了基于随机散射光场的相干衍射成像相位恢复方法的理论基础和基本相位恢复算法模型,为后续的成像系统搭建及重建算法设计奠定基础;2.基于以上基础搭建了基于随机散射光场的相干衍射成像系统,分析了采样率、分辨率等多个关键技术指标,并提出了基于计算全息原理的配准方法,利用自动聚焦方法获得准确的距离参数,为后续相位恢复算法的执行过程做好准备;3.提出了针对基于随机散射光场的相干衍射成像系统的并行重建算法,在增强系统稳定性的同时实现对噪声的抑制,有效提高了成像质量,该算法在使用4幅强度重建时相比传统方法的重建图像质量提高28.4%,使用8幅强度时重建图像质量提高达61.0%。为了进一步提高并行算法的收敛速度,随后又提出了一种串并行级联算法,在抑制噪声的同时实现收敛速度的提升。并利用仿真和实验验证了两种算法的性能。4.针对动态测量应用场景提出了一种基于随机散射光场的单强度相位恢复方法。将数字同轴全息理论与随机散射光场结合,通过图像处理手段获得样本的准确支撑域,实现了一种单强度、高灵活度的相位恢复方法。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前14条
1 刘晓旻;马治邦;王前程;杜梦珠;朱云飞;马凤英;梁二军;;压缩光场重建与深度估计[J];应用光学;2019年02期
2 方少波;;亚周期尺度下的新型光场调控[J];量子电子学报;2020年01期
3 赵建林;蔡阳健;;“光场调控、传输及其应用”专题前言[J];光学学报;2016年10期
4 冷建材;刘玉波;许玉龙;脱英英;;负P表示光场的相位特性[J];山东轻工业学院学报(自然科学版);2007年02期
5 张韶辉;胡摇;曹睿;程雪岷;郝群;;光场成像原理及应用技术[J];兵器装备工程学报;2020年02期
6 卢凡凡;杜康;刘旻;李沛;张文定;梅霆;;新颖特性光场的二级精细调控[J];量子电子学报;2020年01期
7 付敏;李昌利;朱革;蒲治伟;余小雨;张双亚;;单交变光场余弦透光面集成化时栅传感器研究[J];仪表技术与传感器;2020年08期
8 贾鹏博;裴雨苗;张平;李致力;胡毅;许京军;;非线性自加速光场及其应用(英文)[J];物理学进展;2020年05期
9 陈熠;樊祥;程玉宝;程正东;梁振宇;;光场衍射在压缩感知鬼成像中的研究[J];激光与红外;2016年11期
10 张驰;刘菲;侯广琦;孙哲南;谭铁牛;;光场成像技术及其在计算机视觉中的应用[J];中国图象图形学报;2016年03期
11 余之松;余子洋;范洪义;;计算混沌光场熵的新方法[J];量子光学学报;2016年03期
12 喻鹤翔;任青山;方逵;;光场图像三维重建中的关键技术综述[J];福建电脑;2016年09期
13 王宇;张旭;李晨;屠大维;;基于光场成像的三维测量方法的研究[J];仪器仪表学报;2015年06期
14 许经捷;;光场成像技术的革新与前景分析[J];科技传播;2015年13期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 周文胜;苏显渝;郭履容;李健;;新型准正弦光场在位相轮廓术中的应用[A];第四届全国光电技术与系统学术会议论文集[C];1991年
2 许凌飞;周志超;任天荣;;精细光场气动光学数值计算研究[A];2015年红外、遥感技术与应用研讨会暨交叉学科论坛论文集[C];2015年
3 王继锁;孙金祚;王传奎;;光场高阶压缩的独立性[A];第五届全国量子光学学术报告会论文摘要专集[C];1992年
4 印建平;黎永青;王育竹;;非经典强度相关光场中噪声频谱特性及压缩关系的实验研究[A];第五届全国基础光学学术报告会和交叉科学中的光学问题讨论会论文集[C];1991年
5 马龙生;;光场时域和频域的精密控制 光学频率合成与光脉冲合成[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
6 郭蕊香;马红亮;张云;李小英;张宽收;彭堃墀;;小型全固化非经典光场产生系统的实验研究及其热自锁现象的实验观察与分析[A];第九届全国量子光学学术报告会摘要集(Ⅱ)[C];2000年
7 黎永青;王育竹;王长生;;实验观察压缩量为90%(10dB)的非经典孪生光场[A];第五届全国基础光学学术报告会和交叉科学中的光学问题讨论会论文集[C];1991年
8 彭堃墀;谢常德;;非经典光场的产生和应用[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
9 郭龚强;李刚;张鹏飞;张玉驰;王军民;张天才;;基于光场统计特性的非经典判据的研究[A];第十四届全国量子光学学术报告会报告摘要集[C];2010年
10 卢川;刘伟涛;陈平形;;利用双光子符合测量直接观察非纠缠光场与纠缠光场的一种显著差异[A];第十四届全国量子光学学术报告会报告摘要集[C];2010年
11 廖庆洪;方光宇;王月媛;刘树田;;陆续通过一个热光场腔时两原子间纠缠的突然产生[A];第十四届全国量子光学学术报告会报告摘要集[C];2010年
12 李宏荣;李福利;张沛;;利用条件测量实现非高斯纠缠光场[A];第十四届全国量子光学学术报告会报告摘要集[C];2010年
13 方卯发;陈菊梅;何林生;;熵测不准关系与光场的熵压缩[A];第八届全国量子光学学术报告会论文摘要选[C];1998年
14 冷建材;夏云杰;;负P表示非经典光场的信息熵[A];第十一届全国量子光学学术会议论文摘要集[C];2004年
15 李高翔;彭金生;;旋波近似和非旋波近似下J—C模型中光场位相涨落[A];第五届全国基础光学学术报告会和交叉科学中的光学问题讨论会论文集[C];1991年
16 单传家;夏云杰;;相位损耗腔中原子纠缠与光场非经典特性之间的关系[A];江苏、山东、河南、江西、黑龙江五省光学(激光)联合学术'05年会论文集[C];2005年
17 朱从旭;;迭加态与光场振幅平方压缩增强[A];第五届全国量子光学学术报告会论文摘要专集[C];1992年
18 霍丙忠;;聚焦光场激发下中心对称球形粒子的二次谐波产生[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
19 汤瑞凯;李雄杰;吴文杰;武愕;曾和平;;涡旋光场频率上转换实验研究[A];第十六届全国量子光学学术报告会报告摘要集[C];2014年
20 周原;夏云杰;;远程操纵光场的非经典性质[A];第十二届全国量子光学学术会议论文摘要集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 李凡星;随机散射光场在相位恢复和相干衍射成像中的应用研究[D];中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所);2020年
2 周志良;光场成像技术研究[D];中国科学技术大学;2012年
3 臧天阳;微纳结构光场调控及精密位移测量研究[D];中国科学技术大学;2020年
4 刘伟伟;自加速光场和阵列光场的研究及在光捕获中的应用[D];中国科学技术大学;2016年
5 毛磊;空间结构光场生成及其与微纳结构相互作用的研究[D];中国科学技术大学;2016年
6 王浩宇;硅基超表面光场调控研究[D];中国科学技术大学;2020年
7 苏忱;高分辨率可交互扫描光场显示关键技术研究[D];浙江大学;2017年
8 赵娟宁;光场成像技术研究及其在激光参数测量中的应用[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2015年
9 郑冰;混合光场水下光学二维与三维探测研究[D];中国海洋大学;2013年
10 荣振宇;基于液晶空间光调制器的矢量光场调控研究[D];山东师范大学;2014年
11 徐洪梅;水下非均匀光场的目标探测研究[D];中国海洋大学;2009年
12 王振昊;光场三维成像性能优化技术研究[D];吉林大学;2020年
13 牛春洋;基于光场成像理论的弥散介质光热特性重构[D];哈尔滨工业大学;2016年
14 谢一言;矢量光场波前调控方法及应用研究[D];山东师范大学;2017年
15 付敏;新型光场式时栅位移传感器原理与实验研究[D];重庆大学;2014年
16 陈召忠;全矢量光场的产生及其应用[D];南京大学;2016年
17 段开椋;光场的矢量性、非傍轴性和部分相干性研究[D];四川大学;2006年
18 张瑞瑞;基于超表面自旋轨道相互作用的晶格和阵列矢量光场调控研究[D];山东师范大学;2020年
19 朱智涵;轨道角动量光场时空特性与光声耦合[D];哈尔滨理工大学;2017年
20 陈浩;矢量光场与光镊的研究[D];南京大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 夏正德;基于稀疏采样的稠密光场重建方法研究[D];中北大学;2020年
2 关德鹏;光场体验质量评价[D];西安电子科技大学;2017年
3 吴海俊;矢量结构光场参量上转换[D];哈尔滨理工大学;2020年
4 郑建文;基于光场成像的三维立体视觉测量方法研究[D];中国民航大学;2020年
5 李帅;基于空间光场的亮度感知研究[D];东南大学;2019年
6 王林;光场反射式直线时栅光场分布仿真和结构设计[D];重庆理工大学;2017年
7 皮慧婷;非密集采样下的连续表面光场构建[D];北京工业大学;2017年
8 唐恒;光场成像全焦图像生成及其显著性检测研究[D];浙江工商大学;2015年
9 张文豪;基于频率域的光场重对焦算法研究[D];浙江工商大学;2015年
10 李俊锋;融合光场焦点堆栈和全聚焦图像的显著性检查算法[D];浙江工商大学;2015年
11 郭松;水下非均匀光场建立方法研究[D];中国海洋大学;2008年
12 魏华;空间非对易条件下双模量子光场畸变性质的研究[D];华中科技大学;2006年
13 梁欣;光场成像系统设计[D];中北大学;2016年
14 朱云飞;压缩感知物理实现光场重建的算法研究[D];郑州大学;2020年
15 牛原野;压缩感知光场重建及深度估计的研究[D];郑州大学;2017年
16 吴国宏;基于低秩矩阵补全的光场空间重建[D];浙江大学;2016年
17 高腾跃;周期性结构对矢量光场的调控及其在位移测量中的应用[D];浙江理工大学;2018年
18 方水越;基于变分法的光场深度流估计[D];浙江工商大学;2018年
19 范广飞;光场打印3D图形机理与系统研究[D];苏州大学;2016年
20 蒋妍;光场图像压缩算法研究[D];电子科技大学;2016年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 记者 黄辛;光场单向放大研究取得新进展[N];中国科学报;2019年
2 罗晨锋;红光场县携手共建美好家园[N];北大荒日报;2010年
3 本报记者 刘园园;光场,显示领域的下一个大热门[N];科技日报;2015年
4 记者 黄辛 许悦;我国科学家发展新型光场显微镜[N];中国科学报;2020年
5 上海科技大学教授 虞晶怡;光场VR研究处起步阶段 我国有望抢占领先地位[N];中国电子报;2016年
6 计世传媒集团副总编 孙定;光场技术 重新定义数码相机[N];计算机世界;2014年
7 廖先旺;先拍照 后对焦[N];人民日报;2011年
8 耿菲菲;光场相机,是革命还是噱头?[N];中国摄影报;2014年
9 王凡华 本报记者 滕继濮;赵建林:一点光芒,就可绽放[N];科技日报;2016年
10 本报记者 胡军;光场相机快速推陈出新[N];中国消费者报;2015年
11 尤歆飞;先拍照 后对焦[N];文汇报;2012年
12 刘霞;新技术首次将光场转化为机械振动[N];科技日报;2010年
13 中青报·中青网记者 王烨捷;“光子飓风”制造者正在打开全球光学宝库[N];中国青年报;2021年
14 南方日报记者 昌道励 王诗堃 赵晓娜;服贸会广东军团创新产品亮眼[N];南方日报;2020年
15 本报记者 沈湫莎;5G落地,“AI+直播”模式助力在线经济迭代[N];文汇报;2020年
16 记者 房琳琳;科学家首次观测到有角度的加速光[N];科技日报;2015年
17 本报记者 林美炳;VR/AR不会重蹈3D电视覆辙[N];中国电子报;2016年
18 记者 烟成群 胥文燕;河北企业率先产业化应用我国首款工业数字光场芯片[N];河北经济日报;2020年
19 本报记者 滕继濮;2012,那些可圈可点的技术[N];科技日报;2013年
20 记者 任平;我省荣获6项2006年度国家科技二等奖[N];山西科技报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978