关联成像:从鬼成像到单像素相机

Speaker
孙宝清
Title
教授
Affiliation
山东大学
Time
2019-03-07 (Thu) 10:00
Location
上海研究院4号楼331会议室(理化楼2003室同步视频)
Abstract

报告内容简介:

鬼成像技术是量子成像的一种具体形式,基于量子光源实现的非定域性成像。它最初采用量子纠缠光源实现,后来被证实可以使用经典光源实现。在过去二十年的发展过程中,其经历了由量子鬼成像到经典鬼成像再到计算式鬼成像的发展过程。一方面,鬼成像的发展加深了人们对于量子成像物理本质的认识;另一方面,计算式鬼成像最终为单像素相机提供了理论基础,并引发了后续的技术发展。

 

单像素相机是一个由计算式鬼成像发展而来的成像技术。它基于关联测量原理,仅仅依靠收集光的强度信息对物体成像。单像素相机在照明端采取结构光照明,在探测端采用单像素光强探测器收集信号。当照明结构发生变化时,相应的物光光强的变化反映出照明结构与物体空间信息之间的关联程度。通过不断变化照明结构并累积关联信息,最终实现对物体的成像。由于单像素相机在探测端只需要光强探测,它对探测器的要求远远低于普通成像中的面阵探测器。因此,对于某些特殊条件下,如对于某些面阵探测器技术不成熟的波段来说,单像素成像技术具有巨大的应用优势。正是因为这个优势,单像素相机的研究获得了极大的关注。本文将简要介绍鬼成像到单像素相机的发展历程,并且报告单像素成像技术取得的最新进展。我们的工作突破了原有的单像素相机的技术局限,从成像质量及速度两方面极大提高了单像素相机的性能。 随着这些技术上的进步,越来越多的研究工作开始关注其在应用领域的表现。 我们也将报告单像素成像技术在红外、太赫兹等特殊波段成像的应用实例。

 

报告人简介:

孙宝清,教授,青年千人,博士生导师。先后于山东大学、北京大学获得学士、硕士学位。博士阶段师从英国皇家学会院士Miles J. Padgett教授。从事量子成像、量子光学及新型光学成像技术等领域的实验及理论研究工作,在量子增强成像 (Quantum Enhanced Imaging)技术,特别是鬼成像 (Ghost Imaging)、单像素相机(Single-Pixel Imaging) 等方向取得了一系列原创性的重大突破:首次利用鬼成像技术对真实三维物体实现高清晰图像重构;突破性的发现了基于鬼成像技术的三维成像技术;首次实现了视频频率的高速彩色单像素相机,将该技术推进到了真正的实用化研究阶段。其代表工作‘3D Computational Imaging with Single-Pixel Detectors’发表于国际顶级期刊Science上,被Science的评论文章评为该领域二十年来“里程碑式的突破”。目前主要研究领域涵盖量子成像、新型计算成像、单像素相机、激光雷达探测等,技术专长包括:光场的空间操控、三维成像技术、光场的统计特性分析等。