陕西师范大学先进光学成像实验室

   ※ 偏振去雾/去散射成像

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。

雾霾天气环境中的去散射成像结果

(a)直接拍摄强度图；(b)偏振去雾处理图像

浑浊水下环境中偏振去散射成像结果

(a)-(d)组中左图为直接拍摄强度图，右图为偏振去散射图像。从(a)到(d)的水体散射介质浓度由低逐渐变高。

鼠脑组织中血管的偏振去散射显微成像结果

(a)直接拍摄强度图；(b)偏振去散射图像

偏振成像去雾相机及实时演示现场

   ※ 短波红外偏振高分辨重构成像

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。

短波红外偏振图像高分辨率重构结果

(a)-(c)低分辨率短波红外偏振度图、高分辨率短波红外偏振度图和可见光偏振度图；(d)-(f) 低分辨率短波红外偏振角图、高分辨率短波红外偏振角图和可见光偏振角图

短波红外高分辨率重构卷积神经网络结构示意图

基于深度学习的短波红外高分辨率重构结果

(a)-(d) 低分辨率短波红外偏振度图、高分辨率短波红外偏振度图、高分辨率短波红外真实偏振度图和可见光偏振度图；(e)-(h) 低分辨率短波红外偏振角图、高分辨率短波红外偏振角图、高分辨率短波红外真实偏振角图和可见光偏振角图

   ※ 相位解调及偏振三维成像

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。

提出的相位解调深度学习网络结构

基于深度学习相位解调实现三维成像

(a)相位包裹图；(b)深度学习得到的相位包裹边界；(c)基于相位包裹边界重新计数；(d)相位接包裹图；(e)基于相位信息的三维重构图像

偏振图像的三维重构结果

(b)-(d)分别是红、绿、蓝三通道的偏振度三维重构结果；(e)-(g)分别是红、绿、蓝三通道的偏振角三维重构结果

基于Lucid偏振相机的凝视偏振三维成像

(a)-(c)分别是粗糙纸杯、塑料罐和粗糙纸杯；(d)-(f)分别是其凝视三维重构图像

   ※ 偏振探测设备研制及系统定标

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。

自主研制开发的分孔径全偏振成像相机实物图

针对高速相机设计的专用分孔径偏振镜头

自主研发的偏振探测仪模块

分孔径偏振相机配准结果

   ※ 光信息调控技术

开展了矢量涡旋光场编码/解码空间光通信技术的研究，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。

矢量涡旋光场编码/解码空间光通信实验光路图

矢量涡旋光场编码光通信实验效果

液晶可调谐滤波结果

(a) 液晶可调谐滤波器结构示意图；(b) 红绿蓝三谱段滤波模拟结果

   ※ 机器视觉、深度学习和工业自动化检测

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。

基于2D工业相机的定位抓取图

基于Halcon的机器视觉工业应用之一——车牌识别

工业检测应用相关工作之一——光的干涉衍射仿真模块