隨著現代探測手段的發展和光學係統的完善，人們(men) 對光子探測和數字電路處理技術也愈發成熟。Qutools、Scontel和Aurea等高科技
国产黄色在线观看研發了一係列高精度高效率的單光子探測器和時間相關(guan) 計數器等国产欧美在线。它們(men) 在科研領域有著極其廣泛的国产成人在线观看免费网站。而本文將重點介紹它
們(men) 的一種組合国产成人在线观看免费网站：非視域關(guan) 聯成像。包括具體(ti) 實驗案例及相關(guan) 綜述性知識。
非視域成像，即觀測在可視區域外物體(ti) 的方式——比如藏於(yu) 拐角或者牆角後麵、煙霧或者大氣端流後麵的物體(ti) 。
非視域成像在未來將會(hui) 有著非常廣泛的国产成人在线观看免费网站前景，如：軍(jun) 事和救援領域中，如果敵人埋伏在房間內(nei) 或者牆角邊，此時非視域成像就能夠
提前捕捉到敵人的位置信息。在搜救過程中，該技術可以提前發現被掩埋的傷(shang) 者。此外，也可以国产成人在线观看免费网站到人工智能的無人駕駛技術以提高
其安全性。因此，無論是在民用領域或者是軍(jun) 事領域，對非視域成像的研究都具有重要的意義(yi) 。
非視域成像大致分為(wei) 兩(liang) 類， 一類為(wei) 散射介質遮擋；另一類是 拐角物體(ti) 。
其典型的成像方法—關(guan) 聯成像，又稱“鬼成像”（ghost imaging, GI）， 是一種利用光場在空間上的二階相關(guan) 性對目標物體(ti) 表麵信
息進行重構的新型成像技術。下麵是基於(yu) 這一原理的具體(ti) 實驗。
基於(yu) 時間相關(guan) 對視域外物體(ti) 的探測實驗
国产成人在线观看免费网站国产欧美在线：時間數字轉換器tcspc、（超導）單光子探測器
可以搭建一套基於(yu) 時間相關(guan) 的非視域探測係統，實現對視域外物體(ti) 的高精度的定位，並初步得到物體(ti) 的表麵輪廓。
實驗過程：超快脈衝(chong) 激光器發射出脈衝(chong) 激光，經掃描振鏡反射後照射在中介牆麵上，經牆麵漫反射後部分散射到達拐角處的物體(ti) ，再經
過物體(ti) 表麵反射後極小部分攜帶著物體(ti) 信息的光返回牆麵被單光子探測器（SPAD）所接收。脈衝(chong) 激光器的電同步信號與(yu) 探測器探測到
的光子產(chan) 生的脈衝(chong) 序列，分別接入TCSPC模塊的“開始”與(yu) “結束”通道，得到光子—時間的時間直方圖，基於(yu) 時間直方圖的信息，
通過橢球層析算法即可重構出拐角處物體(ti) 的信息。
圖4.2.1實驗裝置圖
上述實驗圖為(wei) 山東(dong) 大學孫寶清教授組的實驗場景及成像結果圖。而下文則是國防科技大劉偉(wei) 濤教授課題組對該領域的進一步綜述。
一、關(guan) 聯成像相關(guan) 背景。
關(guan) 聯成像，又稱鬼成像，是一種利用光場高階關(guan) 聯獲取物體(ti) 信息的成像技術。在關(guan) 聯成像係統中，有兩(liang) 束相互關(guan) 聯的且具有隨機漲落的
光，如圖1所示。一束稱為(wei) 參考臂光，經自由傳(chuan) 播後的光強分布被記錄下來；另一束稱為(wei) 物臂光，經過物體(ti) 後由一個(ge) 沒有空間分辨能力
的點探測器收集。兩(liang) 路光均不能單獨獲得物體(ti) 圖像，而物體(ti) 圖像可以通過兩(liang) 路光的關(guan) 聯得到。關(guan) 聯成像具有高靈敏、抗幹擾等特點，在
生物醫學、遙感成像等領域有廣闊国产成人在线观看免费网站前景。
圖1 關(guan) 聯成像示意圖
由於(yu) 使用了沒有空間分辨能力的點探測器，關(guan) 聯成像需要多次采樣來重構物體(ti) 的二維或三維圖像，成像過程需要一定的時間，在此期間
物體(ti) 和成像係統的相對運動會(hui) 導致圖像質量退化。而在很多實際国产成人在线观看免费网站場景中，常常需要對運動物體(ti) 成像，如活細胞成像、安全監控、自
動駕駛、空中預警等。如何提升對運動物體(ti) 成像的能力是關(guan) 聯成像走向国产成人在线观看免费网站亟需解決(jue) 的關(guan) 鍵問題之一。
二、運動物體(ti) 關(guan) 聯成像技術手段
首先是提升成像速度，對運動物體(ti) 成像，唯快不破。影響關(guan) 聯成像速度的因素主要包括光源刷新頻率和成像算法耗時。因此提升關(guan) 聯成
像速度的思路有提升光源刷新頻率、開發實時算法兩(liang) 個(ge) 技術方向。
現階段關(guan) 聯成像常用的光源調製器件包括毛玻璃、數字微鏡器件、LED陣列，最快刷新頻率可以達到100MHz量級。近年來出現的波導
相位調製集成光路等技術使得光源調製方式實現了固態化（見圖2）。本課題組也自主研製了大功率、刷新頻率可達幾十kHz的高性能
可編程贗熱光源，對一定距離的室外運動目標實現了準實時成像。在成像算法方麵，壓縮感知和機器學習(xi) 大幅減少了成像所需采樣次
數，提升了關(guan) 聯成像速度。同時，為(wei) 了實現運動物體(ti) 的實時成像，減少算法的耗時也是值得關(guan) 注的問題。
圖2 矽基芯片耦合多模光纖的二維贗熱光源及成像裝置示意圖
其次，根據實際場景優(you) 化成像策略，也可以提升關(guan) 聯成像速度。通過設計照明方式，關(guan) 聯成像獲取物體(ti) 信息的方式比傳(chuan) 統成像更加靈
活。現有方法有使用凹式散斑照明、反饋式成像、自適應壓縮關(guan) 聯成像等。這些方法都為(wei) 運動物體(ti) 關(guan) 聯成像提供了很好的借鑒。結合關(guan)
聯成像本身特點，將運動物體(ti) 的速度、位置和稀疏性等先驗信息用於(yu) 圖像重構，可以實現在物體(ti) 運動過程中逐漸獲取物體(ti) 清晰的圖像。
此時將不再要求成像係統在物體(ti) 準靜止的時間內(nei) 完成采樣，從(cong) 而可以大幅提升關(guan) 聯成像係統對快速運動物體(ti) 追蹤和成像的能力。例如，
對於(yu) 勻速運動物體(ti) ，當圖像重構算法中的補償(chang) 速度和物體(ti) 運動速度越接近，成像質量越高。因此以圖像質量為(wei) 判據，可以估計物體(ti) 的運
動速度，然後再以物體(ti) 運動速度為(wei) 先驗信息，可以再物體(ti) 運動過程中逐漸獲得物體(ti) 圖像（見圖3）。
運動物體(ti) 的位置比圖像信息量少，可以更快、更容易獲得。因此，在不同時刻通過少量采樣獲得物體(ti) 模糊的圖像，通過計算不同時刻圖
像之間的互相關(guan) ，可以得到對應時刻物體(ti) 的位移。然後將位移用於(yu) 圖像重構，在物體(ti) 運動過程中逐漸獲得了物體(ti) 的清晰圖像（見圖
4）。該方法對旋轉運動的物體(ti) 同樣有效。此外，將深度學習(xi) 與(yu) 該方法結合，可以進一步提升關(guan) 聯成像對運動物體(ti) 的追蹤成像能力。
圖4 基於(yu) 時域相關(guan) 的運動物體(ti) 關(guan) 聯成像結果
（a）不同位置的物體(ti) ；（b）傳(chuan) 統關(guan) 聯成像的結果；（c）基於(yu) 時域相關(guan) 的關(guan) 聯成像結果
當空間稀疏的物體(ti) 在不隨時間變化的散斑中運動時，物體(ti) 的運動信息被編碼在桶探測信號的漲落性質中，此時利用稀疏約束算法和機器
學習(xi) ，以物體(ti) 的稀疏性為(wei) 先驗，可以實現對運動物體(ti) 的計數和成像[8]（見圖5）。
圖5 Ghost cytometry計數原理示意圖[8]
三、未來的方向與(yu) 挑戰
現階段，關(guan) 聯成像技術正朝著更高分辨率、更遠工作距離、更大視場、更強魯棒性的方向不斷拓展。針對運動物體(ti) ，關(guan) 聯成像係統還需
要發展更高效的信息獲取能力，以更快地獲取目標信息。具體(ti) 到科學技術問題，主要包括製備高性能的光源、開發更先進的實時算法和
研製更高靈敏度的探測器。關(guan) 聯成像信息獲取方式靈活，探測器響應速度快、靈敏度高，因此可以預期，關(guan) 聯成像的發展將給遠距離、
大視場、弱回波場景中運動物體(ti) 成像帶來新的機遇。
（聲明：本文綜述自山東(dong) 大學張澤鑫（孫寶清教授組） 碩士論文、國防科技大學劉偉(wei) 濤教授課題組《運動物體(ti) 關(guan) 聯成像研究現狀及展
望》等文章；其科研相關(guan) 領域內(nei) 所需的實驗設備本国产黄色在线观看可提供，文中高亮標出，價(jia) 格優(you) 惠，性能優(you) 異，如有需要，歡迎采購！）
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