多径效应对赝热光鬼成像成像质量研究

论文摘要

鬼成像,也叫关联成像,是一种通过空间相关形成物体的图像测量的间接成像技术,它通过使用两束光来重建一个物体的图像。只有一个光束与物体相互作用并用桶探测器收集,而单个像素不能产生图像但能测量总能量。然后通过将该信息与第二束光的图像组合来重建该对象,第二束光从未参与实际交互或在对象本身附近的任何地方。与传统成像不同的是,热光鬼成像的光路中成像透镜并不是必要的。此外,鬼成像还有对抗大气湍流、烟雾等恶劣天气等等一系列的优势,这也成为其广阔应用的重要原因。本文主要是基于物光多径效应对赝热光鬼成像影响的分析,并且还根据原有设备提出了一套改进成像质量的装置。首先讨论鬼成像中的多径效应。众所周知,通信系统中的多径效应对信号质量很重要,在鬼成像中,本文将毛玻璃反射光作为光源来触发多径效应,再与使用来自毛玻璃透射光作为光源进行鬼成像的传统装置相比较。两种装置具有传播路径的差异,称之为广义上的多径效应。根据热光鬼成像的基础理论,推导出了物光多径效应的解析表达式,并进行了数值模拟以及实验分析。结果表明毛玻璃反射光鬼成像与传统鬼成像相比带来了破坏性影响,分辨率略微增加,信噪比大幅度下降,这可以借助物光多径效应进行理论分析。换句话说,毛玻璃反射光并不能达到我们所期待的改善成像质量的效果。其次,我们在毛玻璃光滑表面镀了一层优秀的反射材料——铝,数值模拟结果表明,镀铝鬼成像降低了成像图片中的噪声,并且依然对分辨率有有利影响。之后的实验结果也证实了这一结论。因此,我们可以证实多径效应在关联成像系统中具有积极的影响。最后,评估了距离和物体尺寸两个因素对于物光多径效应的影响。当距离变大时,镀铝毛玻璃鬼成像的优势凸显,与传统鬼成像相比,分辨率大幅度提升,噪声依旧略有增加。但是在高分辨率前提下,略微高的噪声可以通过其他算法进行消除。缝宽和缝间距被仿真结果证实对物光多径效应没有明显影响。通过这两个因素的考量,我们可以预测到,在受物光多径效应影响的鬼成像中,适当的距离以及大的缝宽和小的缝间距可以达到最佳成像效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 引言
•   1.2 研究背景及意义
•   1.3 国内外研究进展
•     1.3.1 鬼成像中信道干扰的研究进展
•     1.3.2 反射型鬼成像的研究进展
•   1.4 论文研究内容和组织结构
• 第2章 本文相关的基础理论
•   2.1 引言
•   2.2 关联成像理论分析
•     2.2.1 赝热光源
•     2.2.2 无透镜赝热光源成像理论
•   2.3 通信系统中多径效应理论
•     2.3.1 多径效应模型和解析结果
•     2.3.2 多径效应的影响及预防
•   2.4 本章小结
• 第3章 鬼成像中物光多径传输的影响研究
•   3.1 引言
•   3.2 物光多径传输模型和解析结果
•   3.3 鬼成像中物光多径传输的数值模拟与实验结果与讨论
•   3.4 本章小结
• 第4章 多径效应中距离及物体尺寸对赝热光鬼成像影响的研究
•   4.1 引言
•   4.2 距离及物体尺寸对物光多径效应的理论分析
•   4.3 数值模拟结果与讨论
•     4.3.1 距离对鬼成像中物光多径效应的影响
•     4.3.2 物体尺寸对鬼成像中物光多径效应的影响
•   4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A （攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录）
• 附录B 攻读硕士期间参与的科研项目

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 朱孝楠

导师: 傅喜泉

关键词: 鬼成像,多径效应,成像距离,物体尺寸,成像质量

来源: 湖南大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,计算机软件及计算机应用

单位: 湖南大学

分类号: TP391.41;O431.2

DOI: 10.27135/d.cnki.ghudu.2019.000280

总页数: 61

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