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Performance analysis of ghost imaging lidar in background light environment

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Photonics Research 2017年第5期5卷 431-435页

作者： chenjin deng LONG PAN CHENGLONG WANG XIN GAO WENLIN GONG SHENSHENG HAN Key Laboratory for Quantum Optics and Center for Cold Atom Physics of CAS Shanghai Institute of Optics and Fine MechanicsChinese Academy of Sciences University of Chinese Academy of Sciences

The effect of background light on the imaging quality of three typical ghost imaging(GI) lidar systems(namely narrow pulsed GI lidar, heterodyne GI lidar, and pulse-compression GI lidar via coherent detection) is investigated. By computing the signal-to-noise ratio(SNR) of fluctuation-correlation GI, our analytical results, which are backed up by numerical simulations, demonstrate that pulse-compression GI lidar via coherent detection has the strongest capacity against background light, whereas the reconstruction quality of narrow pulsed GI lidar is the most vulnerable to background light. The relationship between the peak SNR of the reconstruction image andσ(namely, the signal power to background power ratio) for the three GI lidar systems is also presented, and theresults accord with the curve of SNR-σ.

关键词： GI SNR Performance analysis of ghost imaging lidar in background light environment

Single-pixel imaging using physics enhanced deep learning

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Photonics Research 2022年第1期10卷 104-110页

作者： FEI WANG CHENGLONG WANG chenjin deng SHENSHENG HAN GUOHAI SITU Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics Chinese Academy of SciencesShanghai 201800China Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China Hangzhou Institute for Advanced Study University of Chinese Academy of SciencesHangzhou 310024China

Single-pixel imaging(SPI) is a typical computational imaging modality that allows two-and three-dimensional image reconstruction from a one-dimensional bucket signal acquired under structured *** is in particular of interest for imaging under low light conditions and in spectral regions where good cameras are ***,the resolution of the reconstructed image in SPI is strongly dependent on the number of measurements in the temporal ***-driven deep learning has been proposed for high-quality image reconstruction from a undersampled bucket *** the generalization issue prohibits its practical *** we propose a physics-enhanced deep learning approach for *** blending a physics-informed layer and a model-driven fine-tuning process,we show that the proposed approach is generalizable for image *** implement the proposed method in an in-house SPI system and an outdoor single-pixel LiDAR system,and demonstrate that it outperforms some other widespread SPI algorithms in terms of both robustness and *** proposed method establishes a bridge between data-driven and model-driven algorithms,allowing one to impose both data and physics priors for inverse problem solvers in computational imaging,ranging from remote sensing to microscopy.

关键词： SPI image illumination

Ghost imaging for an axially moving target with an unknown constant speed

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Photonics Research 2015年第4期3卷 153-157页

作者： Xiaohui Li chenjin deng Mingliang Chen Wenlin Gong Shensheng Han Key Laboratory for Quantum Optics and Center for Cold Atom Physics Shanghai Institute of Optics and Fine MechanicsChinese Academy of Sciences

The influence of the axial relative motion between the target and the source on ghost imaging(GI) is *** the analytical and experimental results show that the transverse resolution of GI is reduced as the deviation of the target’s center position from the optical axis or the axial motion range increases. To overcome the motion blur,we propose a deblurring method based on speckle-resizing and speed retrieval, and we experimentally validate its effectiveness for an axially moving target with an unknown constant speed. The results demonstrated here will be very useful to forward-looking GI remote sensing.

关键词： GI Ghost imaging for an axially moving target with an unknown constant speed

Influence of the sparsity of random speckle illumination on ghost imaging in a noise environment

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Chinese Optics Letters 2021年第4期19卷 17-21页

作者： Long Pan chenjin deng Cuiping Yu Shuai Yue Wenlin Gong Shensheng Han Key Laboratory for Quantum Optics Shanghai Institute of Optics and Fine MechanicsChinese Academy of SciencesShanghai 201800China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China Wuhan Optics Valley Aerospace Sanjiang Laser Industrial Technology Research Institute Co. Ltd.Wuhan 430075China Hangzhou Institute for Advanced Study University of Chinese Academy of SciencesHangzhou 310024China

The influence of the sparsity of random speckle illumination on traditional ghost imaging(GI) and GI via sparsity constraint(GISC) in a noise environment is investigated. The experiments demonstrate that both GI and GISC obtain their best imaging quality when the sparsity of random speckle illumination is 0.5, which is also explained by some parameters such as detection of the signal to noise ratio and mutual coherence of the measurement matrix.

关键词： ghost imaging sparsity speckle illumination noise environment

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远距离监视激光雷达动目标快速检测

红外与激光工程 2023年第4期52卷 292-300页

作者：冯杰冯扬刘翔邓陈进喻忠军中国科学院空天信息创新研究院北京100194 中国科学院大学北京100049 华南理工大学软件学院广东广州510006 中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室上海201800

激光雷达具有全天候工作、探测精度高、有效探测距离远、易获得三维信息等特点,但工作在远距离模式时,目标点云比较稀疏。当前便携条件下,基于深度学习的算法在激光雷达点云数据直接目标识别时,实时性和成功率尚不能达到远程监视实际工... 详细信息

激光雷达具有全天候工作、探测精度高、有效探测距离远、易获得三维信息等特点,但工作在远距离模式时,目标点云比较稀疏。当前便携条件下,基于深度学习的算法在激光雷达点云数据直接目标识别时,实时性和成功率尚不能达到远程监视实际工程的要求。针对实际工程中利用激光雷达检测运动目标进而实时引导高分辨率相机的需求,采用基于变化的检测方法,对远距离条件下激光雷达的运动目标检测方法进行了研究,利用点云数据的距离信息,给出三维单高斯模型和三维高斯混合模型检测动目标的过程和方法,提出了利用杂波图恒虚警率检测法处理点云数据的方法。实验表明,与二维图像动目标检测方法相比,三维单高斯模型法会很大程度提高检测准确性,降低虚警率,但仍然存在较高虚警率。为适应复杂三维场景,采用基于三维高斯混合模型的方法进一步降低了虚警率,但也降低了检测速度;而杂波图CFAR的方法具有很高的实时性,同时也具有较好的检测性能。

关键词：动目标检测杂波图CFAR 激光雷达三维高斯混合模型

非相干探测模式下啁啾调幅关联成像影响因素研究

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光学学报 2018年第10期38卷 169-177页

作者：潘龙邓陈进龚文林韩申生中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室上海201800 中国科学院大学北京100049

啁啾调幅激光关联成像是一种将关联成像原理与脉冲压缩方法相结合的新型成像方法,能够获取目标的方位、灰度、距离和速度信息,并且可以有效抑制背景噪声对成像质量的影响。目前初步建立了啁啾调幅激光关联成像理论模型和仿真验证,然而... 详细信息

啁啾调幅激光关联成像是一种将关联成像原理与脉冲压缩方法相结合的新型成像方法,能够获取目标的方位、灰度、距离和速度信息,并且可以有效抑制背景噪声对成像质量的影响。目前初步建立了啁啾调幅激光关联成像理论模型和仿真验证,然而并未涉及光源调制性能对成像质量的影响。为此理论推导并数值分析了背景光存在条件下,光源调制性能对非相干外差探测啁啾调幅关联成像质量的影响。并且得到了起始调制深度、调制深度衰减系数、频率改变率,以及光电探测器带宽等参数与探测信噪比及成像质量的关系,该工作对啁啾调幅激光关联成像雷达系统的设计和性能评估具有指导意义。

关键词：成像系统关联成像啁啾调幅背景光调制性能受限信噪比

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浑浊介质下的偏振差分关联成像研究

光学学报 2021年第15期41卷 116-123页

作者：李宜泽邓陈进龚文林韩申生中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室上海201800 中国科学院大学北京100049 中国科学院大学杭州高等研究院浙江杭州310024

为提高浑浊介质下关联成像系统的成像质量,提出了一种基于直方图预处理的水下偏振差分关联成像方法。首先,通过偏振探测获取两个正交偏振方向的关联成像图像,然后,借助图像的灰度拉伸方法对重构图像进行预处理,最后,运用偏振差分算法得... 详细信息

为提高浑浊介质下关联成像系统的成像质量,提出了一种基于直方图预处理的水下偏振差分关联成像方法。首先,通过偏振探测获取两个正交偏振方向的关联成像图像,然后,借助图像的灰度拉伸方法对重构图像进行预处理,最后,运用偏振差分算法得到目标图像。实验结果表明,所提方法可以改善浑浊水体下散射所造成的像质退化问题,增强图像细节,提高成像质量。利用重建图像的灰度直方图进行灰度统计分析表明,相比于现有偏振关联成像方法,该方法在水体介质浑浊浓度较高的情况下仍可以区分浑浊介质与目标。

关键词：成像系统关联成像偏振差分灰度拉伸散射介质

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基于相干探测的单像素激光成像雷达研究进展

激光与光电子学进展 2021年第10期58卷 28-40页

作者：龚文林孙建锋邓陈进卢智勇周煜韩申生苏州大学光电科学与工程学院江苏苏州215006 中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室上海201800 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室上海201800

基于相干探测的单像素激光成像雷达是一种结合光场的主动调制和光学相干探测、通过无空间分辨能力的单像元探测器便可以获取目标信息的计算成像技术,在高维信息获取和抗背景光干扰方面具有显著优势。本文简述了近年来发展起来的两种新... 详细信息

基于相干探测的单像素激光成像雷达是一种结合光场的主动调制和光学相干探测、通过无空间分辨能力的单像元探测器便可以获取目标信息的计算成像技术,在高维信息获取和抗背景光干扰方面具有显著优势。本文简述了近年来发展起来的两种新型相干探测单像素激光成像雷达(合成孔径激光成像雷达和激光关联成像雷达)的基本原理和特点,介绍了近期取得的主要研究进展,并对其未来发展趋势进行了展望。

关键词：成像系统计算成像激光雷达相干探测图像重建

海洋环境下基于增强YOLOv7的垃圾目标检测

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电子技术应用 2024年第6期50卷 66-70页

作者：廖辰津福建理工大学福建福州350118

针对海洋垃圾识别任务在实际应用中模型准确率不高的问题,提出一种基于优化YOLOv7的海洋垃圾识别算法。在图像增强部分,基于概率UIE的框架,通过添加eSE注意力减少特征信息的丢失。在损失函数部分,在IoU损失函数的基础上引入两层注意力... 详细信息

针对海洋垃圾识别任务在实际应用中模型准确率不高的问题,提出一种基于优化YOLOv7的海洋垃圾识别算法。在图像增强部分,基于概率UIE的框架,通过添加eSE注意力减少特征信息的丢失。在损失函数部分,在IoU损失函数的基础上引入两层注意力机制的损失函数,将其与EIoU损失函数融合进一步提升模型的泛化能力。将该算法应用于海洋垃圾检测任务,并在基础数据集上对其进行评估。在YOLOTrashCan两个数据集上的平均精度均值指标分别达到69.5%、63.5%,相较于YOLOv7算法分别提升6%、1.6%。整体实验结果表明,所构建的算法能有效提升海洋垃圾检测的准确性。

关键词： EUIE eSE注意力海洋垃圾检测