SCMOS相机 光束分析仪 DMD 光纤束 合束激光器 共焦 拉曼光谱仪 锁相放大器 无掩膜光刻机 高光谱相机
2018年综述:计算成像(上)2018年美国陆军研究实验室的Joseph N. Mait等人在Advances in Optics and Photonics上发表综述文章Computational Imaging。其内容如下:目录1、引言(Introduction)2、感知、成像和摄影(Sensing, Imaging and Photography)3、成像简史(Short History of Imaging)3.1、古代(Antiquity)3.2、辅助人类成像:成像科学的开端(AidedHuman Imaging: the Beginning of Image Science)3.3 ...
2018年综述:计算成像(中)4、计算成像计算成像通过对所有元素采取并行设计和联合优化的方法来平衡光学和电子的处理能力,各个元素不被认为是相互独立的。尽管在1990年前已经有应用计算成像概念的工作存在,但是,直到1990年代,成像界才将这些单独的成像问题解决方案视作是方法上的根本转变。计算正在成为成像的一个明确和不可或缺的部分。最先涉及光学和计算联合的成像工作之一是Cathey作出的,他讨论了如何通过光学和信号处理的联合设计来提升分辨率或增强电子检测的图像。首先证明这种成像方法的优势的工作之一是Matic和Goodman作出的,他们发现,当对图像进行滤波的时候,滤波函数分布在光学和后端检测处理 ...
字微镜器件(DMD)被用作提高照明速度的主要器件。使用 DMD,在紧凑的 SPH 系统中同时实现了快速荧光成像和相位成像。人们还探索了一些改进以提高 SPH 的性能,包括为压缩感知选择各种照明模式的适当顺序以及开发同轴干涉测量以提高鲁棒性。当前不足:(1)当前实现全息固有的相位步进(phase stepping)方法导致成像速度慢,从而通量低。(2)Lee全息图和超像素法都是以独立像素为代价实现的,因此减少了重建图像中有效像素的数量。(3)几乎没有报道将 SPI/SPH 应用于生物组织中的微观结构成像,这主要是由于成像系统的性能有限和生物样品的散射对比度相对较低。文章创新点:基于此,中山大学的 ...
两种,一种是DMD,另一种是LCD。虽然LCD具有可调制相位和振幅的能力,但是因为DMD具有出众的调制速率(超过20kHz),因此,在计算成像系统中最常用的是DMD。文章所讨论的LCD均指DMD。本质上,DMD是一个可编程的二进制传输掩码(transmission mask)。如图1所示为计算成像的两种结构。图1(a)为物体经成像透镜成像在DMD上,DMD编程显示一系列的二进制图案,将物体的像调制后投射到单像素探测器上。图1(b)为DMD投射一系列的二进制图案到物体上,调制物波前,最终被单像素探测记录下一系列的光强信号。DMD的调制速率是单像素相机采集时间的瓶颈,因此,压缩感知的方法被用于避开 ...
字微镜设备(DMD)这样的数字设备,CGH也能展示出动态全息显示的能力。然而,使用SLM或DMD的CGH长期存在着小视场、孪生像、多级衍射的问题。随着纳米加工技术的巨大发展,超材料和超表面引领全息图研究以及其它研究领域进入了工程光学2.0时代。超材料由亚波长级的人造结构(artificial structure)组成,它具有新颖的功能,超出了bulk material的局限性。三维超材料的加工极其困难,因此,超表面作为光学器件在可见光区扮演着重要的角色。超表面是一种二维超材料,由亚波长纳米结构组成,具有调制光的幅度、相位和偏振的能力。超表面的研究可以归为两类:静态超表面和动态超表面。动态或主动 ...
共振扫描仪;DM:长通二向色镜,用于将荧光信号(绿色路径)与激发光(红色路径)分开;BS:1:9(反射率:透射率)非偏振分束镜;PMT1、PMT2:光电倍增管。荧光信号分为低信噪比 (~10%) 分量和高信噪比 (~90%) 分量,并由两个 PMT 同步检测。视频1:DeepCAD 在单神经元记录上的去噪性能。视频上部为神经元的同步电生理记录,反映了真实的神经活动。检测到的尖峰用黑点标记。原始噪声数据和 DeepCAD 增强数据分别显示在视频中部和下部。视频2:从左到右分别是大型神经元群(第 2/3 层,GCaMP6f)的自发钙瞬变的低信噪比记录、DeepCAD 增强对应和相应的高信噪比记录。 ...
析算法基于ADMM,集成了迭代波前估计和拼接像差(tiled aberration)校正后体积重建,可以提高复杂场景成像的分辨率和信噪比。(3)利用具有时间加权和时间循环的时空平滑先验算法,缓解由运动伪影和扫描引起的成像速度下降问题。DAOSLIMIT提供了时空域的一个周期性的稀疏采样模式。如图1E,对于每一个角度分量,在一个扫描周期内的局部时空域做反距离加权(这在地理学中经常使用)。通过一个滑行窗口的交错重建(interleaved reconstruction),可以得到高分辨率的延时角度分量,帧率高至相机帧,且没有运动伪影,这种算法称为时间加权算法,如图1F所示。时间循环算法被开发用于视 ...
博览:2021 Nature 使用集成光子张量核的并行卷积运算摘要:随着超高速移动网络和互联网连接设备的激增,以及人工智能(AI) 的兴起,我们的世界正在生成大量需要以快速有效方式处理的数据。因此,高度并行化、快速和可扩展的硬件变得越来越重要。在这里,作者展示了一个计算特定的集成光子硬件加速器(张量核),它能够以每秒数万亿次乘法累加运算(乘法累加运算是矩阵矢量乘法(matrix-vector multiplication,MVM)运算所需的基本数学元素,目前执行此任务的硅基计算硬件有FPGA、ASICs、GPUs)的速度运行。张量核心可以被视为专用集成电路(ASIC) 的光学模拟。它使用相变材 ...
无需计算机,基于衍射网络的全息全光重建技术背景:全息是一种应用广泛的技术。它在计算成像、显示、干涉测量、数据存储等领域都扮演着重要的角色。将全息与其它光学手段区分开来的是其具有记录和重建物体的强度和相位的能力。全息记录通常是物波与参考波干涉生成将物波的振幅和相位都编码的全息图。全息重建则是从记录的全息图强度恢复物的信息。全息可以分为同轴全息和离轴全息。同轴全息是指物波和参考波共轴,具有系统简单、大带宽积、稳定性强、重建时受到共轭像干扰等特点。离轴全息是指物波和参考波有夹角,使得共轭像与期望的重建像分离,从而获得清晰的重建像,但是带宽积不如同轴全息,且系统较复杂,抗干扰能力较差。电子计算机和图像 ...
码,通常使用DMD(digital micromirror device)来实现它。另一种方法采用称为彩色编码孔径(CCA)的滤光器阵列实现空间和光谱编码,这需要更强大的调制,从而提高从不适定问题中复原光谱图像的概率。当前不足:当前最先进的编码光谱成像系统需要昂贵和大型的光学元件。最近提出了使用衍射光学元件(DOE)替代单个光学透镜来极大减小系统体积的技术,其将光谱图像的形成看作是未知场景与每个光谱波长处的点扩散函数的空间平移不变卷积的光谱积分,这种卷积成像模型具有计算复杂度低的优点。然而,空间光谱调制受到DOE高度图(height map)的限制(即只有高度图是唯一可变的自由参数),导致重建 ...
博览:2021Nature Biomedical Engineering基于机械臂的扫描仪对无外界支撑的个体眼睛无接触OCT成像技术背景:光学相干层析(OCT)在眼科成像中扮演重要的角色,但是使用条件苛刻。OCT的使用彻底改变了用于眼部内科和外科医疗的诊断成像手段。眼科医务人员现在通常使用OCT来检测各种常见的眼部疾病,包括与年龄相关的黄斑变性(macular degeneration)、糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy)、青光眼(glaucoma)和角膜功能障碍(corneal dysfunction)。事实上,自OCT出现以来,它就在定义这些疾病的诊断标准和推动治 ...
研究人员利用DMD提出了一种基于数字振幅计算机生成全息图投影的AR近眼显示系统2。该设备的工作原理基于菲涅耳全息和空间光调制器编码,使系统能够显示具有准确深度线索的高分辨率3D图像。他们建议这种技术可用于紧凑、低成本的设备,这可能对消费应用很有吸引力。以下是对全息创新的一些进一步领域的一瞥——交互性、沉浸式和无头戴式系统——它们可以帮助克服消费者AR采用障碍,并改变我们未来与技术互动的方式。交互式全息图您可能已经在钢铁侠和复仇者联盟电影中看到托尼·斯塔克与他巨大的AR显示器互动,挥动他的手将空中图像滑入和滑出视野。现在研究人员越来越接近于实现这种能力,但他们从手指手势开始。日本千叶大学的一个团 ...
神经全息,使用相机在环训练技术背景:全息显示拥有前所未有的直视显示能力,适用于AR/VR应用(对于直视显示,全息支持AR/VR系统无眼镜三维显示模式。二维和三维全息有优化focus cues、vision correction、设备外形尺寸、图像分辨率、亮度、动态图像、eyebox steering capabilities的潜力)。然而,计算机生成全息(computer-generated holography, CGH)的一个主要挑战在于算法运行时间和可获得图像质量之间的权衡,这使得快速合成高质量全息图像在目前来讲还难以实现。除此之外,大多数全息显示的图像质量差,还在于显示的实际光波传输与 ...
xane,PDMS)制造DOE.图2描述了优化的高度轮廓以及利用轮廓仪测量加工出的直径为5mm的DOE中心轮廓。两者轮廓基本吻合。真实测量的PSF相比仿真PSF的差异来源于额外的眩光,这可能是由于制造误差和透镜元件之间的相互反射产生的。最后将制造出的DOE作为一个附件安装到标准的单反相机镜头上。限制概述所提出的通过深度光学进行单次HDR成像的方法在许多情况下都是成功的。然而,它使计算处理成为成像的一个组成部分,与传统的LDR成像相比,这可能会增加计算负担。与其它单次拍摄方法类似,此文的方法可能无法稳健地估计测量中非常大的饱和区域的高对比度场景实验结果附录:(1)场景经成像系统成像可以描述为,x ...
。DLP基于DMD开发而来,本来是用于成像目的,如投影仪和电视等。但是,当用于全息的时候,DLP最多只能以10%的效率显示幅度全息图。尽管如此,DLP 的STP可达47.7G像素/s(1920x1080分辨率,刷新率23kHz),有的芯片的像素数可以支持4K(3840x2160),但是刷新率只有60Hz,STP降至0.5G像素/s。最近,德州仪器又恢复了其早期在相位调制器方面的尝试,正在开发一种能够实现更高效率的活塞式MEMS。这种相位光调制器(PLM)在全息三维显示系统的开发中应该非常有用。如果PLM能够像某些DLP那样以20kHz的频率运行,那么与典型的LCoS SLM相比,它的STP能提 ...
制支架上(LDM56/M, Thorlabs)。二极管的温度由热电冷却器控制器(TED200C, Thorlabs)控制。b、一个焦距8mm的非球面镜片(A240TM-A,Thorlabs)将激光二极管的光束准直输出。c、焦距40mm平凸透镜(LA1422-A,Thorlabs)对光束聚焦后穿过直径10微米的针孔(P10C,Thorlabs)。d、由焦距75mm的消色差透镜(AC254-075-A, Thorlabs)对光束准直。e、光束由一对galvanometric mirrors(Saturn 5B 56S, Pangolin Laser Systems)做x-y扫描。f、聚焦用显微镜物 ...
博览:2020 Nature 基于深度光学和光子学的人工智能推理技术背景:当今世界需要理解的视觉数据量不断增加,迫使计算系统的计算能力持续攀升。在一系列应用中,如自动驾驶、机器视觉、智能家居、遥感、显微镜、安防监控、国防和物联网等,计算成像系统需要记录和处理前所未有的大量数据。这些数据不是给人类看的,而是由人工智能 (AI) 算法来解释。在这些应用中,深度神经网络(DNN)以其无与伦比的性能迅速成为视觉数据处理的标准算法。这主要得益于现代GPU的强大并行计算能力以及海量的数据集使得DNN能够使用监督学习的策略有效训练。然而,运行越来越复杂的神经网络的高端GPU以及其它的加速器,对功率和带宽的需 ...
blet, DMD)实现全空间可见光的高效和多功能控制的方法。它能够实现三种不同的入射方向和偏振触发波前整形功能,包括异常光束偏转、光聚焦、涡流光束生成和全息图像投影。与多层金属超表面相比,所提出的超表面在设计复杂性、效率和制造方面都更有优势。此外,由于可以部署具有不同极化响应的介质meta-atoms来构建这种超表面,预计未来可以获得具有多种功能的各种全空间超表面,这将极大地推动多功能超光学的发展。a)双胶合介质型超表面的制造过程。b) 为获得离轴光聚焦功能 (F1 和 F3) 和涡流光束生成 (F2) 计算的相位分布,以及构成所提出的多功能DMD的顶部 MS1 和底部 MS2 的几何形状。 ...
模块在幅度(DMD实现)或相位分量(SLM实现)上进行编码。不同的输入节点通过光衍射连接物理连接到单个输出神经元(sMOS上的像素),其中控制连接强度的突触权重由波前的衍射(瑞利-索末菲衍射理论)调制决定。每个衍射光电神经元对其加权输入进行光场求和,并通过复激活函数(sCMOS的光电转换过程)对复数入射光场生成单元输出。如图1c-e,通过DPU的不同组合(时间上或空间上),可以产生衍射深度神经网络(diffractive deep neural network,D2NN)、网络中的衍射网络(diffractive network in network,D-NIN-1)、衍射循环神经网络(dif ...
lens, DM:dichroic mirror, F:field lens,H:half mirror,L:laser, M:mirror, OL: objective lens, RL:relay lens, S:SLM参考文献:Hidenari Yanagihara, Takashi Kakue, Yota Yamamoto, Tomoyoshi Shimobaba, and Tomoyoshi Ito, "Real-time three-dimensional video reconstruction of real scenes with deep depth using ...
或 投递简历至: hr@auniontech.com