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基于周期衍射关联成像的图像融合技术研究

基于周期衍射关联成像的图像融合技术研究

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作者：孙梦洁上海交通大学

学位级别：硕士

图像融合是采用一定的算法，将两幅或者多幅图像融合在一起，形成一幅新的图像，使得融合后的图像比单一图像更加可靠、更加完整，能充分展示图像信息。图像融合并不是单纯的把几幅图像相加在一起，它能够合成新的图像，包含更多有意义... 详细信息

图像融合是采用一定的算法，将两幅或者多幅图像融合在一起，形成一幅新的图像，使得融合后的图像比单一图像更加可靠、更加完整，能充分展示图像信息。图像融合并不是单纯的把几幅图像相加在一起，它能够合成新的图像，包含更多有意义的信息。在最近的研究中，图像融合己经成为计算机图形学方面和图像处理中一项非常热门、非常有价值的技术。图像融合技术正日益广泛地应用于医学诊疗、数码相机、国防侦察等方面。目前关联成像技术及其应用的研究是学术界的热门课题，受到了研究学者的广泛关注。周期衍射关联成像是一种基于周期衍射效应的新的关联成像机制，通过周期点阵光源，可以产生周期性的强度分布，这个强度分布具有点对点的关联性，因此与传统的关联成像具有相同的物理机制，但是这种机制的实现不需要使用分束器及SLM，因此可以降低成像系统的复杂度及成本，这种新的机制在图像重建、图像融合等方面有着广泛的应用。本文致力于关联成像及其相关应用的研究，利用周期衍射关联成像的概念，把关联成像应用到图像融合技术中去。赝热光源经过周期阵列板产生周期点阵光源，一部分光束照射到物体上;另一部分直接在空间中传播，最后将信号路和参考路的光强信息汇集通过符合测量得到融合后的物体的像。主要研究了两个方面：基于周期衍射关联成像的图像融合技术的理论分析和实验验证，以及基于日光光源的关联成像的实验研究。主要工作如下： 1.基于周期衍射关联成像的图像融合技术的研究。传统的图像融合技术主要依赖于软件算法的实现，本文中利用周期衍射的基本物理效应，提出了基于周期衍射关联成像的图像融合方案，并从理论分析和实验验证两个方面对本方案的实现过程进行了描述，验证结果表明该方案可以把位于不同空间位置的几个物体可以按照一定的规则融合成一幅图像。 2.基于日光光源的关联成像的研究方案。本文在赝热光关联成像的基础上，提出了基于日光光源的关联成像的研究方案模型。从实验验证的角度分析了采用日光作为光源的可行性。实验结果表明该方案能够实现关联成像，这在关联成像的室外实验及工程化应用方面有很大的推广。最后并通过对实验结果的分析在本方案的提高改进方面提出了更进一步的探讨。

关键词：关联成像周期衍射符合测量图像融合日光

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三维关联成像关键技术与新方法研究

三维关联成像关键技术与新方法研究

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作者：朱泳超上海交通大学

学位级别：硕士

关联成像或称鬼成像,近年来获得了广泛的关注,并取得了长足的发展。作为一种非定域成像方式,与传统线性光学成像相比,关联成像具有一系列优点和特色,如强抗噪声能力,突破传统衍射极限,低于Nyquist采样极限成像,弱光成像等等。由于其巨... 详细信息

关联成像或称鬼成像,近年来获得了广泛的关注,并取得了长足的发展。作为一种非定域成像方式,与传统线性光学成像相比,关联成像具有一系列优点和特色,如强抗噪声能力,突破传统衍射极限,低于Nyquist采样极限成像,弱光成像等等。由于其巨大的应用潜力,对关联成像的研究已经逐渐从基础机制研究转移到其实际应用的探讨,在诸如遥感成像,生物医学成像,光学加密等领域均取得了突破性的进展。其中,对目标三维信息的获取在许多领域均具有重大的应用。因此,三维关联成像技术的研究尤为引人注目。本文着重研究三维关联成像中的关键技术,以及探讨新的三维关联成像方法,主要包括以下几个方面:1)分析三维关联成像在近远场条件下的不同成像机制和实现方式。在近场条件下,三维关联成像主要利用热光散斑场的三维关联特性获取目标的三维切片图,从而重构三维目标。具体的实现方式有传统热光三维关联成像和预置光源计算式三维关联成像;在远场条件下,三维关联成像主要是利用激光测距原理与关联成像相结合,获取目标的纵向和横向信息,从而恢复三维目标。2)具体分析了远场三维关联成像系统中的关键技术。提出了一套基于数字微镜阵列(DMD)预置光源计算式的远场三维关联成像系统方案,详细介绍了系统的各个模块组成,包括发射模块,大气传输,接收模块,以及采用的成像算法等,并进行了外场系统样机的测试,最终实现了远距离高分辨率三维成像。3)提出并通过实验演示了多种新型三维关联成像技术,包括:?周期衍射三维关联成像。利用周期衍射效应,以简单低成本的方式实现了三维成像,并具有穿透散射介质成像的能力;?双目视差三维关联成像。利用关联算法,改进了双目视差中的图像匹配方式,实现了对平滑表面物体高精度的三维成像;?偏振差分三维关联成像。利用偏振效应,实现了关联成像对目标的分类成像以及背景滤除,并探讨其在三维成像中的应用。这些方案适用于不同的应用场合,进一步拓展了三维关联成像在实际领域中的应用。

关键词：关联成像鬼成像三维成像周期衍射双目视差偏振差分

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