單像素成像（SPI）是近年來被廣泛研究的一種新型計算成像技術(shù)。該技術(shù)僅使用一個無空間分辨率的單像素探測器來獲取目標(biāo)的空間信息。

它具有獨特的優(yōu)勢，彌補了遙感和非可見光成像等基于陣列探測器的傳統(tǒng)成像技術(shù)的不足，因為這些領(lǐng)域的陣列探測器相對不成熟或成本較高。

SPI 的成像速度始終受到空間光調(diào)制器刷新速度的限制。例如，典型的數(shù)字微鏡設(shè)備（DMD）在二進(jìn)制模式下的最大刷新率為 22 kHz。這種限制使得實時 SPI 難以實現(xiàn)。

國防科技大學(xué)韓凱教授領(lǐng)導(dǎo)的研究人員對單像素成像和光纖激光陣列很感興趣。他們提出了一種利用相位控制光纖激光陣列和未經(jīng)訓(xùn)練的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn) SPI 的高效方案。

基于光纖激光器陣列的高效單像素成像

他們的研究以“基于緊湊型光纖激光器陣列和未經(jīng)訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高效單像素成像”為題發(fā)表在Frontiers of Optoelectronics（《光電子前沿》）上。

光纖激光器排列成緊湊的六邊形結(jié)構(gòu)，并通過相干組合產(chǎn)生照明光場。通過在每個光纖激光器模塊中使用高速電光調(diào)制器，隨機調(diào)制的光纖激光器陣列可以快速將斑點投射到感興趣的物體上。

此外，在圖像重建過程中還加入了未經(jīng)訓(xùn)練的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以提高重建圖像的質(zhì)量。

鑒于其具有高發(fā)射功率（~ kW）和快速調(diào)制（~ MHz）的潛力，研究人員預(yù)測 SPI 方案有望應(yīng)用于遙感和目標(biāo)檢測。

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論文鏈接：https://dx.doi.org/10.1007/s12200-024-00112-8