At certain wavelengths, single-pixel imaging is considered to be a solution that can achieve high quality imaging and also reduce costs. However, achieving imaging of complex scenes is an overhead-intensive process for single-pixel imaging systems, so low efficiency and high consumption are the biggest obstacles to their practical application. Improving efficiency to reduce overhead is the solution to this problem. Salient object detection is usually used as a pre-processing step in computer vision tasks, mimicking human functions in complex natural scenes, to reduce overhead and improve efficiency by focusing on regions with a large amount of information. Therefore, in this paper, we explore the implementation of salient object detection based on single-pixel imaging after a single pixel, and propose a scheme to reconstruct images based on Fourier bases and use U2Net models for salient object detection.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제12권11호
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pp.5481-5495
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2018
Single pixel imaging technology has developed for years, however the video acquisition on the single pixel camera is not a well-studied problem in computer vision. This work proposes a new scheme for single pixel camera to acquire video data and a new regularization for robust signal recovery algorithm. The method establishes a single pixel video compressive sensing scheme to reconstruct the video clips in spatial domain by recovering the difference of the consecutive frames. Different from traditional data acquisition method works in transform domain, the proposed scheme reconstructs the video frames directly in spatial domain. At the same time, a new regularization called spatial cluster is introduced to improve the performance of signal reconstruction. The regularization derives from the observation that the nonzero coefficients often tend to be clustered in the difference of the consecutive video frames. We implement an experiment platform to illustrate the effectiveness of the proposed algorithm. Numerous experiments show the well performance of video acquisition and frame reconstruction on single pixel camera.
Haoqi Luo;Yangliang Li;Junyu Zhang;Hao Zhang;Yunlong Wu;Qing Ye
Current Optics and Photonics
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제8권4호
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pp.355-365
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2024
Wavefront coding (WFC) imaging systems can redistribute the energy of an interference laser spot on an image plane sensor by wavefront phase modulation and reduce the peak intensity, realizing laser protection while maintaining imaging functionality by leveraging algorithmic post-processing. In this paper, a spiral axicon WFC imaging system is proposed, and the performance for laser protection is investigated by constructing a laser transmission model. An Airy disk on an image plane sensor is refactored into a symmetrical hollow ring by a spiral axicon phase mask, and the maximum intensity can be reduced to lower than 1% and single-pixel power to 1.2%. The spiral axicon phase mask exhibits strong robustness to the position of the interference laser source and can effectively reduce the risk of sensor damage for an almost arbitrary lase propagation distance. Moreover, we revealed that there is a sensor hazard distance for both conventional and WFC imaging systems where the maximum single-pixel power reaches a peak value under irradiation of a power-fixed laser source. Our findings can offer guidance for the anti-laser reinforcement design of photoelectric imaging systems, thereby enhancing the adaptability of imaging systems in a complex laser environment. The laser blinding-resistant imaging system has potential applications in security monitoring, autonomous driving, and intense-laser-pulse experiments.
Yangliang, Li;Qing, Ye;Lei, Wang;Hao, Zhang;Yunlong, Wu;Xian'an, Dou;Xiaoquan, Sun
Current Optics and Photonics
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제7권1호
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pp.1-14
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2023
Wavefront-coding imaging can achieve high-quality imaging along with a wide range of defocus. In this paper, the anti-laser detection and damage performance of wavefront-coding imaging systems using different asymmetric phase masks are studied, through modeling and simulation. Based on FresnelKirchhoff diffraction theory, the laser-propagation model of the wavefront-coding imaging system is established. The model uses defocus distance rather than wave aberration to characterize the degree of defocus of an imaging system. Then, based on a given defocus range, an optimization method based on Fisher information is used to determine the optimal phase-mask parameters. Finally, the anti-laser detection and damage performance of asymmetric phase masks at different defocus distances and propagation distances are simulated and analyzed. When studying the influence of defocus distance, compared to conventional imaging, the maximum single-pixel receiving power and echo-detection receiving power of asymmetric phase masks are reduced by about one and two orders of magnitude respectively. When exploring the influence of propagation distance, the maximum single-pixel receiving power of asymmetric phase masks decreases by about one order of magnitude and remains stable, and the echodetection receiving power gradually decreases with increasing propagation distance, until it approaches zero.
We address a question of what are three main channels that can best translate other channels in ultraviolet (UV) and extreme UV (EUV) observations. For this, we compare the image translations among the nine channels of the Atmospheric Imaging Assembly on the Solar Dynamics Observatory using a deep learning model based on conditional generative adversarial networks. In this study, we develop 170 deep learning models: 72 models for single-channel input, 56 models for double-channel input, and 42 models for triple-channel input. All models have a single-channel output. Then we evaluate the model results by pixel-to-pixel correlation coefficients (CCs) within the solar disk. Major results from this study are as follows. First, the model with 131 Å shows the best performance (average CC = 0.84) among single-channel models. Second, the model with 131 and 1600 Å shows the best translation (average CC = 0.95) among double-channel models. Third, among the triple-channel models with the highest average CC (0.97), the model with 131, 1600, and 304 Å is suggested in that the minimum CC (0.96) is the highest. Interestingly they are representative coronal, photospheric, and chromospheric lines, respectively. Our results may be used as a secondary perspective in addition to primary scientific purposes in selecting a few channels of an UV/EUV imaging instrument for future solar satellite missions.
We propose a method generating elemental images for the integral imaging using 4-step phaseshifting digital holography. Phase shifting digital holography is a way recording the digital hologram by changing the phase of the reference beam and extracting the complex field of the object beam. Since all 3D information is captured by phase-shifting digital holography, the elemental images for any specifications of the lens array can be generated from single phase-shifting digital holography. In experiment, phase-shifting is achieved by rotating half- and quarter- wave plates and the resultant interference patterns are captured by a $3272{\times}2469$ pixel CCD camera with $27{\mu}m{\times}27{\mu}m$ pixel size.
An ultraviolet (UV) image sensor is an extremely important optoelectronic device used in scientific and medical applications because it can detect images that cannot be obtained using visible or infrared image sensors. Because photodetectors and transistors are based on different materials, conventional UV imaging devices, which have a hybrid-type structure, require additional complex processes such as a backside etching of a GaN epi-wafer and a wafer-to-wafer bonding for the fabrication of the image sensors. In this study, we developed a monolithic GaN UV passive pixel sensor (PPS) by integrating a GaN-based Schottky-barrier type transistor and a GaN UV photodetector on a wafer. Both individual devices show good electrical and photoresponse characteristics, and the fabricated UV PPS was successfully operated under UV irradiation conditions with a high on/off extinction ratio of as high as $10^3$. This integration technique of a single pixel sensor will be a breakthrough for the development of GaN-based optoelectronic integrated circuits.
대한원격탐사학회 2002년도 Proceedings of International Symposium on Remote Sensing
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pp.543-547
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2002
In this paper, we introduce a more improved camera modeling method for linear pushbroom images than the method proposed by Orun and Natarajan(ON). ON model shows an accuracy of within 1 pixel if more than 10 ground control points(GCPs) are provided. In general, there is high correlation between platform position and attitude parameters but ON model ignores attitude variation in order to overcome such correlation. We propose a new method that obtains an optimal solution set of parameters without ignoring the attitude variation. We first assume that attitude parameters are constant and estimate platform position's. Then we estimate platform attitude parameters using the values of estimated position parameters. As a result, we can set up an accurate camera model for a linear pushbroom satellite scene. In particular, we can apply the camera model to its surrounding scenes because our model provide sufficient information on satellite's position and attitude not only for a single scene but also for a whole imaging segment. We tested on two images: one with a pixel size 6.6m$\times$6.6m acquired from EOC(Electro Optical Camera), and the other with a pixel size 10m$\times$l0m acquired from SPOT. Our camera model procedures were applied to the images and gave satisfying results. We had obtained the root mean square errors of 0.5 pixel and 0.3 pixel with 25 GCPs and 23 GCPs, respectively.
Fluorescence lifetime imaging microscopy (FLIM) has been considered an effective technique to investigate chemical properties of the specimens, especially of biological samples. Despite of this advantageous trait, researchers in this field have had difficulties applying FLIM to their systems because acquiring an image using FLIM consumes too much time. Although analog mean-delay (AMD) method was introduced to enhance the imaging speed of commonly used FLIM based on time-correlated single photon counting (TCSPC), a real-time image reconstruction using AMD method has not been implemented due to its data processing obstacles. In this paper, we introduce a real-time image restoration of AMD-FLIM through fast parallel data processing by using Threading Building Blocks (TBB; Intel) and octa-core processor (i7-5960x; Intel). Frame rate of 3.8 frames per second was achieved in $1,024{\times}1,024$ resolution with over 4 million lifetime determinations per second and measurement error within 10%. This image acquisition speed is 184 times faster than that of single-channel TCSPC and 9.2 times faster than that of 8-channel TCSPC (state-of-art photon counting rate of 80 million counts per second) with the same lifetime accuracy of 10% and the same pixel resolution.
This paper describes stereo image compression algorithm using disparity and JPEG. because similar images are images with common features, similiar pixel distributions, and similar edge distributions. Fields such as medical imaging or satellite imaging often need to store large collections of similar images. that is, a conventional stereo system with a single left-right pair needs twice data as a monoscopic imaging system. as a result we need compression method compatible stereo image, in this paper after we use JPEG in basic compression method and stereo matching using adaptiv window, we get disparity information, we restored right image using by restored left image and disparity.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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