掩膜版调制关联成像的发展及应用(特邀)

关联成像作为一种新型的计算成像技术,使用不具备空间分辨能力的单像素探测器,结合空间光场调制技术,运用关联算法重构出目标的二维空间信息,成为近二十多年来广泛关注的研究课题。单像素探测器和结构光调制器作为关联成像中的两个核心要素,其性能直接决定了关联成像的各项指标。单像素探测器往往具有极高的光谱响应范围和工作带宽,但结构光调制器却少有与之匹配的性能。因此在一定程度上,结构光调制器的更新历程决定了关联成像技术的发展史。到目前为止,在关联成像中常用的结构光调制器有毛玻璃、空间光调制器、LED阵列以及掩膜版。其中,掩膜版作为一款有着悠久历史的结构光调制器,目前依旧是关联成像中空间调控的重要手段,并发挥着不可替代的作用。以关联成像的基本概念和发展历程为铺垫,着重介绍了一些基于掩膜版调制关联成像技术的工作原理及应用前景,并对非光学波段的掩膜版关联成像工作进行了简要的总结。

单像素成像信噪比分析及其在特殊波段的发展

不同于传统的像素阵列化相机,单像素成像,作为一种新型的计算成像技术,通过使用不具有空间分辨能力的桶探测器,探测出被目标物体反射或透射的光强度,并将该强度与经过掩模图案调制的具有特定空间分布的结构光强度作关联运算,最终重构出清晰的物体图像。相比多像素化相机,单像素成像具有成本廉价、可在特殊波段成像等优点,在科研界引起了广泛的关注。本文分析了不同采样方式下单像素成像的信噪比大小,阐述了单像素成像在特殊波段成像以及原子、中子成像的实验研究。最后针对单像素成像在成像时间上的劣势,讨论了超快成像,超快成像有望克服成像时间长的难题。