基于MCP(Micro-channel Plate)單光子探測的超分辨成像技術(shù)研究在激光雷達(dá)探測遠(yuǎn)程目標(biāo)的領(lǐng)域有著廣泛用途。其回波是微弱信號(hào),信號(hào)強(qiáng)度甚至處在單光子的量級(jí)上,因此如何獲取到高清晰度的圖像是十分重要的。本文首先對(duì)基于MCP單光子探測系統(tǒng)的組成進(jìn)行探討,其中微光像增強(qiáng)器和圖像存儲(chǔ)單元是其核心組件。探討了微光像增強(qiáng)器主要噪聲來源,分別是光子散射噪聲和電子散射噪聲,并對(duì)噪聲進(jìn)行了數(shù)學(xué)推導(dǎo),最后分析了整個(gè)基于MCP單光子探測系統(tǒng)噪聲特性。本文對(duì)基于MCP單光子探測的超分辨率成像機(jī)理進(jìn)行了深入的研究,根據(jù)點(diǎn)光源模型、點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)PSF(Point Spread Function)和彌散斑的模型進(jìn)行了MATLAB仿真,仿真出了單光子的效果圖,然后設(shè)計(jì)質(zhì)心亞像素分辨算法,提取單光子的質(zhì)心位置,去除彌散斑,將圖像進(jìn)行亞像素劃分,在亞像素圖像上對(duì)質(zhì)心位置進(jìn)行標(biāo)記計(jì)數(shù),根據(jù)大量計(jì)數(shù)重構(gòu)出了0.5px和0.1px的超分辨圖像。除此之外,還對(duì)引入噪聲后質(zhì)心位置的偏離和信噪比關(guān)系進(jìn)行了總結(jié)。本文最后進(jìn)行了靜態(tài)超分辨率成像實(shí)驗(yàn),通過計(jì)算和測量設(shè)計(jì)了實(shí)現(xiàn)單光子的實(shí)驗(yàn)方案,在連續(xù)光光源下對(duì)單光子量級(jí)圖片進(jìn)...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
        1.1.1 光學(xué)顯微成像技術(shù)
        1.1.2 激光雷達(dá)系統(tǒng)
        1.1.3 PLIF成像技術(shù)
    1.2 單光子探測系統(tǒng)和超分辨率成像的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 超分辨率成像技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 單光子探測器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 基于MCP單光子探測器的結(jié)構(gòu)、原理及噪聲分析
    2.1 基于MCP單光子探測器的結(jié)構(gòu)
    2.2 基于MCP單光子探測器核心組成部分以及工作原理
        2.2.1 像增強(qiáng)器基本組成
        2.2.2 像增強(qiáng)器基本工作原理
    2.3 基于MCP單光子探測器噪聲分析
        2.3.1 像增強(qiáng)器噪聲
        2.3.2 圖像存儲(chǔ)單元噪聲分析
    2.4 基于MCP單光子探測器的增益
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于MCP單光子探測的超分辨率成像機(jī)理研究
    3.1 彌散斑的理論模型
        3.1.1 點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)
        3.1.2 彌散斑模型
    3.2 超分辨率成像算法仿真
        3.2.1 仿真單光子彌散現(xiàn)象
        3.2.2 質(zhì)心亞像素分辨算法
        3.2.3 信噪比與質(zhì)心坐標(biāo)偏離關(guān)系特性研究
        3.2.4 重構(gòu)圖像
    3.3 本章小結(jié)
第4章 基于單光子探測超分辨成像性能特性研究
    4.1 基于MCP單光子探測器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)發(fā)射光源
        4.1.2 實(shí)驗(yàn)接收裝置
    4.2 單光子探測方案
    4.3 靜態(tài)分辨超分辨率成像實(shí)驗(yàn)
        4.3.1 對(duì)比度計(jì)算
        4.3.2 條紋分辨率計(jì)算
    4.4 算法對(duì)比
        4.4.1 質(zhì)心算法的對(duì)比
        4.4.2 重疊及噪聲點(diǎn)的去除
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3857085