实验室概况

    陕西师范大学先进光学成像实验室主要开展先进光学成像探测、光学测量与传感等信息光子技术及其应用方面的研究工作。研究团队研发出了国内首台分孔径、共焦面、全偏振态同时探测型实时彩色偏振成像相机,可实现对暗弱小动目标、隐藏伪装目标及低对比度目标、以及烟雾霾及浑浊水下环境中目标的超视距成像探测;提出了多种新型高效的偏振去散射成像算法。研究成果曾荣获中科院优秀博士学位论文1人、光学学报主编推荐奖1项。

    研究亮点

    提出了一种基于偏振角估算的偏振去散射成像技术。利用低通滤波算法抑制了雾霾图像噪声,增强了该技术的适应性和稳定性;基于Lucid彩色相机开发了实时去散射成像软件,实现了12 fps的实时去散射图像显示。该算法可有效地提升散射介质环境中成像的清晰度和视距,适用于不同浓度程度的散射介质环境。该方法在诸如光学监视、水下去散射成像,以及生物医学检测等方面具有重要的应用价值。

    提出了基于偏振角参量估算的偏振成像去雾算法,利用频域高斯滤波技术抑制偏振图像噪声,大幅提升了偏振成像去雾算法的可靠性。基于Lucid彩色偏振相机,已实现了10fps的实时偏振去雾成像。该算法可有效应用于雾霾天气、浑浊水下和生物组织的清晰成像中。

    基于高频相关性理论,利用同场景可见光图像高频信息,有效地提升短波红外偏振图像的分辨率。采用高分辨率可见光相机和低分辨率短波红外相机,实现了高成本高分辨率短波红外相机的成像能力,为短波红外偏振成像技术的偏振信息有效提取提供了技术支持。

    利用深度学习方法,实现了高精度的结构光照明相位包裹解调,并将由仿真数据学习模型成功应用于实验数据,为高速偏振三维成像提供了技术积累;实现了结构光照明的偏振三维成像,包含了强度、偏振和深度信息;利用分焦平面偏振相机,实现了凝视偏振三维成像。

    研制了孔径分光型偏振成像相机,可同时获取线偏振和圆偏振信息,实现了彩色全偏振探测;设计了适用于高速相机的分孔径变焦偏振成像镜头;自主开发了高性价比偏振探测仪模块;完成了适用于偏振图像配准的系统定标方法。

    开展了矢量光场编码光通信技术的研究,实现了零误码率的矢量光场编码自由空间传输;研究了液晶可调滤波器(LCTF)的可调谐光谱滤波理论,并开展了初步的实验验证。

    实验室与珠海市运泰利自动化设备有限公司签署了产学研合作协议,将实验室的研究成果进行转移转化,并着眼于工业检测最前沿需求开展相关基础技术的应用研究,服务于社会经济建设。