研究目的
为规避浑浊液体介质中的光学退化问题,并通过透镜阵列从多个方向投射偏振散斑图像进行平均处理,从而恢复隐藏物体的高质量图像。
研究成果
该方法利用多幅偏振散斑投影和SAA算法,成功重建了浑浊介质中隐藏物体的图像。偏振技术提升了图像对比度,透镜阵列增强了分辨率。该方案在安防、水下探测和生物医学领域具有应用潜力,未来方向包括三维成像与相位恢复技术的整合。
研究不足
该研究仅限于薄介质(7毫米深度)和特定物体形状;由于光学厚度较低,偏振带来的益处较小。未来工作需针对实时处理、更深介质以及不同参数的优化展开。
1:实验设计与方法选择:
该方法采用透镜阵列捕获浑浊介质中隐藏物体的多幅偏振散斑投影图像,通过受天文成像启发的平移叠加(SAA)算法进行图像融合。应用线性和圆偏振策略以最小化散射效应。
2:样本选择与数据来源:
将两个二元振幅物体(圆形盘和等边三角形)嵌入由不同浓度(1-5毫升牛奶加入20毫升总体积)的牛乳与海水稀释液制备的浑浊液体介质中。
3:实验设备与材料清单:
包括氦氖激光器、线性偏振片、四分之一波片、透镜阵列、CCD相机、个人计算机,以及牛乳和海水等材料。
4:实验步骤与操作流程:
激光束照射样品;通过配备透镜阵列和CCD相机的检测臂收集散射光。单次拍摄捕获多幅散斑图像,随后使用Matlab脚本进行离线处理(平移、平均化和阈值处理)。
5:数据分析方法:
计算定量指标(信噪比、熵值、锐度)评估图像质量。图像处理包括Matlab中的阈值滤波和边缘分析。
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He-Ne laser
HNL225R-EC
Thorlabs
Provides coherent unpolarized light for illuminating the sample in the experiment.
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Linear polarizer
LPVISE200-A
Thorlabs
Used to achieve linear polarization of the laser beam in the illumination and detection paths.
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Quarter-wave plate
WPQ10E-633
Thorlabs
Used in combination with polarizers to achieve circular polarization of the light.
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CCD camera
Guppy PRO F-032B
AVT
Captures the multiple projection images from the lens array.
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Lens array
0500-3.3-H
Adaptive Optics
Collects multiple speckled images from different views of the sample in a single shot.
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Personal computer
Core 2 Duo E8500
Intel
Used for running Matlab software to control imaging acquisition, synchronization, and data processing.
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Matlab software
MathWorks
Used for developing and executing in-house scripts for image processing, including the SAA algorithm and quantitative metrics calculation.
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