鬼成像中参考光空间频率对成像特性的影响研究

论文摘要

鬼成像,又被称之为关联成像、量子成像等。和传统的光学成像方式不同,它是利用两条光路之间强度的涨落关联来重构出物体的信息。因其具有非局域性、高分辨率等特性而获得了广泛的关注。经过研究者们近20年的努力,对鬼成像的研究取得了很大的进展,鬼成像的理论日趋完善,成像质量也得到了很大的提高。这为鬼成像能够应用于实际生活当中奠定了基础。数字图像处理自20世纪50年代开始,发展到现在已经非常的成熟了。图像处理中的很多方法能够提取图像特征以及去噪等。近年来,有很多研究者开始将图像处理中的这些方法引入到鬼成像中,提取目标物体的特征,从而达到目标识别的目的。但是通常是对已经得到的图像进行处理,而很少应用于成像过程中。由于鬼成像得到的图像质量和传统的光学成像相比欠佳,所以再对其进行处理得到的目标物体特征不明显。在数字图像处理中,由于图像的一些特征在频率域中更明显且容易处理,通过一些方法,如傅立叶变换,就能将图像由空间域转换到频率域。空间频率滤波是常用来在频率域中对图像进行处理的方法,它包括低通频率滤波和高通频率滤波。基于低频和高频参考光的鬼成像是将鬼成像和频率相结合,达到无需先获得图像,而在成像过程中直接得到目标物体低频(大致概貌)和高频(边缘、细节)像。它能够减少鬼成像过程中噪声的叠加,提高了目标物体低频和高频鬼成像的质量。本文将探讨在鬼成像中使用参考光的低频和高频部分和物光关联能够获得物体轮廓或者是细节的可能性并讨论阈值选择对成像质量的影响。具体的研究内容如下:第一,本文在鬼成像中引入了数字频率滤波,首次提出并实现了基于低频和高频参考光的鬼成像。结果发现将参考光的低频(或高频)部分和物光关联能够得到物体低频(或高频)部分的像。第二,在将参考光划分为低频和高频部分时,阈值的选取对成像质量有很大的影响。对于简单的二值物体,基于低频参考光的鬼成像的信噪比,随着阈值的增大,先增大后减小;基于高频参考光的鬼成像的信噪比,随着阈值的增大而逐渐减小。对于复杂的灰度物体,基于参考光低频的鬼成像的信噪比,随着阈值的增大,逐渐增大,最后趋于平稳;基于参考光高频的鬼成像的信噪比,随着阈值的增大,先增大后减小,最后趋于平稳。第三,为了提高成像质量,本文在基于低频和高频参考光的鬼成像的基础上引入了去背景的方法。通过实验证明该方法能够减少噪声,提高成像信噪比。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 引言
•   1.2 选题背景及意义
•   1.3 国内外研究现状
•     1.3.1 空间频率在图像信息处理中的应用发展
•     1.3.2 “鬼”成像的研究现状及进展
•     1.3.3 空间频率在鬼成像中的研究
•   1.4 本文的主要内容及组织架构
• 第2章 相关的基础理论
•   2.1 引言
•   2.2 空间频率的相关知识
•   2.3 鬼成像理论分析
•     2.3.1 赝热光源无透镜鬼成像的基本原理
•     2.3.2 常用的鬼成像关联算法
•       1、传统鬼成像算法
•       2、差分鬼成像算法
•   2.4 “鬼”成像的成像质量评价
•   2.5 小结
• 第3章 基于不同频率参考光的鬼成像研究
•   3.1 引言
•   3.2 参考光的频率特性
•   3.3 参考光的低频对鬼成像能力研究
•     3.3.1 基于低频参考光的鬼成像实验原理
•     3.3.2 基于低频参考光的鬼成像实验结果及分析
•   3.4 参考光的高频对鬼成像能力研究
•     3.4.1 基于高频参考光的鬼成像实验原理
•     3.4.2 基于高频参考光的鬼成像实验结果及分析
•   3.5 参考光的低频和高频对鬼成像能力的比较
•   3.6 小结
• 第4章 复杂物体的低频和高频鬼成像
•   4.1 引言
•   4.2 复杂物体的频率特性分析
•   4.3 复杂物体的低频鬼成像
•   4.4 复杂物体的高频鬼成像
•   4.5 小结
• 结论
• 参考文献
• 附录 A 攻读硕士学位期间发表论文目录
• 附录 B 攻读学位期间参与的研究项目
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 郭开仙

导师: 傅喜泉

关键词: 鬼成像,散斑图像,成像系统,频率滤波

来源: 湖南大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 湖南大学

分类号: O431.2

DOI: 10.27135/d.cnki.ghudu.2019.000313

总页数: 64

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