用于提升信噪比的有源卷积照明成像技术的实验实现
光学
2023-01-02 v1 图像与视频处理
数据分析、统计与概率
摘要
成像对于几乎每一个科学、工程、技术与医学领域都是不可或缺的。然而，尽管有 SIM、PALM/STORM 和 STED 显微镜等令人印象深刻的工具，测量噪声与随机畸变仍对可获取的时空信息构成根本性限制。数十年来，如何理想地应对这一挑战一直是个开放性问题。受用于补偿超材料中损耗的“虚拟增益”技术启发，近来有人提出“有源卷积照明”以显著改善信噪比，进而改善数据采集。在该技术中，物体光图案与相关的辅助图案叠加，其作用是基于噪声与随机畸变的频谱特征来逆转其不利影响。尽管在统计学中具有巨大意义，这一新颖技术迄今仍缺乏实验实现。在此，我们给出首个实验演示。我们发现，有源卷积照明不仅提升了分辨率极限与图像对比度，也提升了对像素饱和的抵抗能力。结果证实了先前的理论，并为从大气科学、地震学、生物学、统计学习、信息处理到超越根本性边界的量子噪声等广泛学科开辟了新视野。
引用
@article{arxiv.2201.00046,
title = {Experimental realization of the active convolved illumination imaging technique for enhanced signal-to-noise ratio},
author = {Wyatt Adams and Anindya Ghoshroy and Durdu O. Guney},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.00046},
year = {2023}
}
备注
16 pages, 9 figures