通过检查实验Mueller矩阵的物理可实现性实现偏振数据的高效时间滤波
光学
2024-02-29 v1 图像与视频处理
医学物理
摘要
成像Mueller偏振测量已在计量学、遥感和生物医学中证明了其潜力。该模态的实时应用需要视频速率图像采集和快速数据后处理算法。首先，必须检查实验Mueller矩阵的物理可实现性，以滤除非物理数据，即逐像素测试由相应Mueller矩阵元素计算得到的4×4 Hermitian相干矩阵的半正定性。为此，我们比较了计算i)特征值、ii)Cholesky分解、iii)Sylvester准则和iv)Hermitian相干矩阵特征多项式系数（使用两种不同方法）的执行时间，所有计算均针对小鼠子宫颈的实验Mueller矩阵图像（600像素×700像素）进行。计算使用C++和Julia编程语言。我们的结果表明，算法iv)在执行时间上优于其他算法，特别是基于Pauli矩阵简化的版本。该算法在单核上的顺序实现已经满足了各领域实时偏振成像的要求。通过所提出的并行化（例如，在6个核心上实现了5倍加速），可以进一步提高性能。
引用
@article{arxiv.2402.18555,
title = {Time-efficient filtering of polarimetric data by checking physical realizability of experimental Mueller matrices},
author = {Tatiana Novikova and Alexey Ovchinnikov and Gleb Pogudin and Jessica C. Ramella-Roman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.18555},
year = {2024}
}