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基于距离选通的非视域成像技术实验韩宏伟;钟炜【摘要】介绍了采用距离选通技术进行非视域成像探测的原理,基于窄脉冲激光器和选通型成像器件搭建了非视域主动成像实验系统.以玻璃作为中介反射面,以黑白条纹靶板作为目标,对目标和周围环境处于不同光照情形时,系统的非视域成像效果进行测试.结果表明,基于距离选通的非视域成像技术是一种能够在不同光照条件下实现对视觉盲区进行有效观察的成像技术.【期刊名称】《光学仪器》【年(卷),期】2015(037)003【总页数】6页(P220-225)【关键词】距离选通;非视域成像;背景光【作者】韩宏伟;钟炜【作者单位】海军工程大学兵器工程系,湖北武汉430033;海军工程大学兵器工程系,湖北武汉430033【正文语种】中文【中图分类】TN29借助光滑墙壁或窗户的反射间接成像，以实现对由于墙壁或街道拐角等遮挡而形成的无法直接观察的视觉盲区进行观察的技术称为非视域成像技术［1-2］。
由于能够绕过拐角或障碍物的遮挡对目标成像，该技术在城市巷战、反恐、灾难救援等方面都具有较大的应用潜力［2］。
瑞典国防研究局（FOI）和德国FGAN-FOM实验室于2006-2007年联合开展了非视域成像技术的外场实验［3-4］，其实验系统采用1.5μm波长的激光器和Intevac公司的选通型红外相机，配备500 mm的镜头。
实验中，系统距墙面90 m，激光以30°的入射角照射墙面。
当以墙面上的窗户玻璃作为中介反射面时，可以获得距离墙面20 m的持枪站立人员和30 m的汽车牌照图像。
当激光照射窗户周围的墙砖、混凝土和金属，而探测器仍通过窗户玻璃接收目标反射光时，可以获得铝箔制成的合作目标图像以及非常微弱的30 m处的汽车牌照图像。
2010年，FOI采用Obzerv公司的主动式距离选通夜视系统进行实验，该系统采用波长为860 nm的激光器。
实验时使用的中介反射面曲率半径约1.5 m的光洁喷漆曲面（汽车外壳），由于损耗因子较大，只能获得距汽车1.5 m处的人员图像［5］。
非视域成像系统的研究现状与进展王雪峰;陈兴稣;苏金善;王元庆【摘要】传统的光学成像技术是通过探测器对视线区域内的场景成像,而非视域成像技术是对观察者视线之外的区域进行成像,它通过一个中介面,对被其他物体遮挡住的隐藏物体成像(如拐角处、烟雾后等),是近年来刚发展起来的一种新的光学探测技术.该项技术对于反恐、灾难救援、城市交通等都有重要意义.本文针对国内外非视域成像系统的特点进行总结分析,根据成像系统的成像机制不同,将目前非视域成像系统分为4种主要类型,分析其应用的优缺点,并从成像装置、成像分辨率和重建算法几个方面分析其研究趋势.%The non-line-of-sight vision imaging technology is different from the traditional optical imaging technology,which can go through an intermediary and imaging hidden objects (such as around the comer,behind the smoke,etc.)which are blocked by other objects.The non-line-of-sight vision imaging technology is a kind of newly developed technologies in recent years,which can detect the areas outside the sight of observer.The technology has important significances for counterterrorism,disaster relief,city traffic and so on.The paper summarized and analyzed the characteristics of the non-line-of-sight vision imaging system at home and abroad according to the imaging mechanism of the system.The imaging system can be divided into four main types,then the advantages and disadvantages in application of which were analyzed.And the development trend of imaging device,imaging resolution and reconstruction algorithm were also analyzed.【期刊名称】《红外技术》【年(卷),期】2017(039)001【总页数】6页(P8-13)【关键词】非视域成像;激光距离选通;超快激光成像;单光子雪崩二极管;数字全息【作者】王雪峰;陈兴稣;苏金善;王元庆【作者单位】伊犁师范学院电子与信息工程学院,新疆伊宁835000;南京大学电子科学与工程学院,江苏南京210046;伊犁师范学院电子与信息工程学院,新疆伊宁835000;伊犁师范学院电子与信息工程学院,新疆伊宁835000;南京大学电子科学与工程学院,江苏南京210046;南京大学电子科学与工程学院,江苏南京210046【正文语种】中文【中图分类】TN249随着激光成像技术的快速发展和探测器精度的提高，出现了一种新的光学成像模式，即非视域成像（Non-line-of vision imaging）技术。
激光成像调研报告1. 引言激光成像技术是一种通过利用激光光束对目标物体进行扫描和成像的技术。
激光成像技术在许多领域具有重要的应用价值，如医学影像学、工业检测、安防监控等。
本报告将对激光成像技术进行调研，包括其原理、应用领域以及未来发展方向。
2. 激光成像原理激光成像技术利用激光器产生的激光束对目标物体进行扫描，通过激光束与目标物体相互作用的方式获取目标物体的信息。
激光束经过光学系统的准直、聚焦后，照射到目标物体上。
目标物体对激光的反射、散射或透射会产生一系列的光信号，这些光信号被接收器接收并转换为电信号。
通过对接收到的电信号进行处理和分析，最终得到目标物体的图像信息。
3. 激光成像的应用领域3.1 医学影像学激光成像技术在医学影像学中具有重要的应用价值。
通过激光成像技术，可以对人体内部的组织和器官进行非侵入性的成像，帮助医生进行疾病诊断和治疗。
例如，激光扫描显微镜可以实现对细胞和组织的高分辨率成像，用于癌症早期诊断和治疗监测。
3.2 工业检测激光成像技术在工业检测中也有广泛的应用。
利用激光成像技术，可以对工业产品的尺寸、形状、表面缺陷等进行高精度的检测和测量。
例如，激光干涉仪可以通过分析目标物体表面的反射光信号，实现对目标物体表面形貌的三维重建和检测。
3.3 安防监控激光成像技术在安防监控领域也得到了广泛的应用。
通过利用激光成像技术，可以对目标物体进行高清晰度的成像和追踪。
激光雷达可以通过扫描激光束对周围环境进行三维成像，用于智能安防监控和行人识别。
4. 激光成像技术的未来发展方向随着科学技术的不断进步，激光成像技术也在不断发展。
未来，激光成像技术有望在以下几个方面得到进一步的应用和改进：4.1 高分辨率成像激光成像技术可以通过提高激光器的功率和改进光学系统的设计，实现对目标物体的更高分辨率成像。
随着成像技术的不断提升，可以实现对更微小、更复杂目标的成像。
4.2 实时成像目前的激光成像技术往往需要较长的扫描时间，限制了其在某些应用场景的实时性。
基于距离选通的激光主动照明技术的研究王冬梅1,2,3 张涛1,2 闫丰1,2（1 中科院长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130031 ; 2 中国科学院研究生院；3 长春工业大学 电气与电子工程学院, 长春 130012)摘要：激光主动照明成像技术是以近红外激光作为照明光源, 对低照度情况下, 远距离目标探测成像。
距离选通激光成像系统中同步控制装置的研究设计是系统的关键技术之一。
文中详细阐述了激光主动成像技术的原理、激光发射装置和接收机技术, 同时详细阐述了距离选通的原理和作用，最后分析了国内外的发展现状及前景。
关键词：主动成像激光雷达距离选通 CCD中图分类号：TN958.98 文献标识码：A引言激光主动照明成像系统的工作原理与激光雷达基本相同。
根据有无照明光源，成像系统可以分为主动成像和被动成像系统两种。
被动成像最大的特点就是本身不带光源，依赖于环境或目标的发光，并最终成像。
主动成像是指采用一个人造光学辐射源(一般为激光器)和接收机，其接收机用于收集和探测目标景物直接或反射后的部分光辐射。
1.激光主动成像基本原理激光主动成像以近红外激光作为照明光源, 对低照度情况下, 远距离目标进行探测成像。
由于激光具有高强度、高准直性、单色性好、易于同步等优点，因而在成像系统中常常采用激光器作为照明光源。
作为照明的激光经过大气—目标反射—大气—接收光学系统，最终在成像传感器上成像。
并辅以距离选通技术，就可以获得远处小暗目标的高分辨率图像。
激光主动成像原理图如下图1所示：图1 激光主动成像原理图通过调节发射激光束的聚焦状态(发散角) ,将目标的全部或关键特征部位照亮,满足接收系统探测要求,探测激光回波,实现对目标的成像和精确跟踪的目的。
激光主动成像技术采用脉冲激光器、选通ICCD摄像机和延迟同步控制电路等构成的激光距离选通主动成像系统能够在黑暗状态下或温度对比度低的条件下获得目标的高分辨率图像。
2.距离选通技术2.1 激光距离选通主动成像原理距离选通技术是利用脉冲激光器和选通CCD相机, 以时间的先后分开不同距离上的散射光和目标的反射光, 使由被观察目标反射回来的辐射脉冲刚好在CCD 相机选通工作的时间内到达相机并成像。
激光选通成像原理全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：激光选通成像是一种高级别的光学成像技术，它利用激光束的特性，通过选择性地激发样本中的特定分子或结构，从而实现对样本的高分辨率成像。
这种技术在生物医学、材料科学和纳米技术领域都有着重要的应用。
激光选通成像的原理基于激光的单色性和方向性。
激光是一种特殊的光源，具有单色性和相干性，能够产生高度聚焦的光束，从而实现对样本的高分辨率成像。
在激光选通成像过程中，激光束经过透镜聚焦，然后通过选择性激发样本中的特定分子或结构，最后通过成像系统记录样本的图像。
激光选通成像的关键在于激光的选择性激发。
通过选择合适的激光波长和能量，可以实现对样本中特定分子或结构的高效激发。
在生物医学领域，对于荧光染料标记的细胞，可以利用激光的特定波长激发荧光染料，从而实现对细胞的高分辨率成像。
激光选通成像还可以结合成像系统，实现对样本的三维成像。
通过在不同位置或深度上激发样本，可以获取样本在三维空间的分布信息，从而实现对样本的全方位成像。
这种三维成像技术在生物医学和材料科学领域有着重要的应用，可以帮助研究人员更全面地了解样本的结构和组织。
激光选通成像是一种高级别的光学成像技术，具有高分辨率、高选择性和高度聚焦的优势。
通过选择合适的激发方式和成像系统，可以实现对样本的高质量成像，为科研和应用领域提供强大的工具和技术支持。
随着激光技术的不断发展和进步，相信激光选通成像会在未来的研究中发挥越来越重要的作用。
第二篇示例：激光选通成像是一种高级成像技术，它利用激光束逐点扫描目标物体，并通过激光的选通作用，将只有在特定位置发射和接收的信号转换为图像信息。
这种技术可以实现对物体表面进行高分辨率、高对比度的成像，适用于各种领域，如医学影像学、环境监测、军事侦察等。
激光选通成像的原理比较复杂，但可以简单概括为以下几个步骤：利用激光器发出高强度的激光束，通过透镜将激光束聚焦到一个极小的点上，形成一个扫描光斑；然后，将这个光斑沿着被测物体表面进行扫描，同时激光束的频率和角度进行精确控制；接着，在被测物体表面添加一层被选通材料，这种材料只有在受到激光束照射时才会发出信号；利用探测器对发出的信号进行检测和采集，然后通过计算机处理这些信号，并将其转换为图像显示出来。
基于激光距离选通成像的非视域成像理论与方法研究共3篇
基于激光距离选通成像的非视域成像理论与方法研究1
基于激光距离选通成像的非视域成像理论与方法研究
随着科学技术的不断发展，人们对于可见光成像的要求越来越高，同时也对非视域成像技术的研究和应用提出了更高的要求。
基于激光距离选通成像的非视域成像理论与方法就是其中的一项重要的研究方向。
本文将着重探讨这一主题，从理论和方法角度入手，对其进行全面深入的探究。
激光距离选通成像的非视域成像技术是一种将目标障碍物周围的光线进行探测并计算距离，从而在非视域上实现对物体的成像的技术。
激光距离选通技术是其实现的基础，它借助于时间分辨率较高的激光传感器来探测物体周围反射回来的光线，并计算出物体和传感器之间的距离。
非视域成像技术则借助于计算机对所获取的光线信息加工处理，提取出目标物体的空间位置信息，并生成物体的三维模型。
本文将从两个方面进行讨论：基于激光距离选通成像的非视域成像理论和基于激光距离选通成像的非视域成像方法。
一、基于激光距离选通成像的非视域成像理论
1、成像模型。
非视域成像模型是激光距离选通成像技术的重
要理论基础，它描述了传感器在非视域环境下如何产生光线反射信号，以及如何通过信号在计算机中进行重构和成像。
建立成像模型的主要目的是为了预测物体的和传感器之间的关系（包括距离、角度等），以实现对目标的精确成像。
2、成像算法。
成像算法是非视域成像的关键技术之一。
常用
的成像算法包括光线追踪算法、时间反演算法、结构光法、光场重建算法等。
不同的算法有着不同的优缺点，适用于不同的成像场景。
二、基于激光距离选通成像的非视域成像方法
1、补偿算法。
由于激光选通成像技术对环境光线的干扰比较
敏感，会导致数据上的伪影，从而影响成像质量。
因此，在非视域成像技术应用中，往往需要采用一些补偿算法来降低这种干扰。
目前，在这一领域内，已经发展出了一系列的补偿算法，包括多帧的同步标准反射光算法、时域特征提取算法、多参考面算法等。
2、实验平台。
非视域成像技术的实现需要依靠特定的硬件平
台和系统架构。
通常使用的硬件平台包括激光距离选通成像设备、激光发射器、光接收器、高速数字采集卡等。
系统架构主要包括硬件设计、控制系统设计、信号处理等方面。
在这一方面，国内外的研究者已经开展了大量的研究工作，取得了一定的进展。
综上所述，基于激光距离选通成像的非视域成像理论和方法研
究对于推进非视域成像技术的发展和应用具有重要的意义。
相信，在不久的将来，这一领域将会迎来更加广泛和深入的研究和应用
基于激光距离选通成像的非视域成像方法，因其具有快速、准确、可靠等优点，成为了目前非视域成像技术中备受关注的研究方向。
尽管仍存在一些技术难题，如精确成像和环境光影响等，但已经有了广泛的研究和应用，并且取得了一定的进展。
相信在未来的研究中，该技术将会更加成熟和应用，并为现实生活中的相关领域带来更多的进步和贡献
基于激光距离选通成像的非视域成像理论与方法研究2
基于激光距离选通成像的非视域成像理论与方法研究
摘要：近年来随着科技的飞速发展，非视域成像技术成为了一个研究热点，可以使我们在没有直接观测到物体的情况下，通过光线和光辐射来获取物体的信息。
本文介绍一种基于激光距离选通成像的非视域成像理论与方法，通过激光的发射与接收可以获得物体的强度图像，从而还原物体的三维空间结构。
关键词：非视域成像，激光距离选通成像，强度图像，三维空间结构
一、引言
非视域成像技术指的是在光线无法直接到达的物体后面，通过光线和光辐射来获取物体的信息，并进行恢复的技术手段。
这种技术可以应用在医学、工业、军事等领域，具有非常广阔的应用前景。
目前，非视域成像技术的研究主要集中于计算成像
与光场重建等方面。
本文将介绍一种基于激光距离选通成像的非视域成像理论与方法。
二、理论基础
本文中所提出的方法主要利用激光的光束在自由空间中的传播特性和数字图像处理技术，借鉴了雷达成像的思路，通过发射一束激光，利用激光得到物体表面的反射信息，再根据空间几何关系与光线的距离变化进行计算，得到物体的三维空间结构。
激光在自由空间中传播的速度与方向都是相同的，而激光在空气中的传播速度由于折射率的影响，从而使到达反射表面的时间有所不同。
在利用激光进行距离选通成像的过程中，选择的距离可以是确定的距离，也可以是距离范围，在距离范围内扫描的同时，测量物体表面的反射信号，通过数字信号处理还原真实场景中的目标物体。
三、实验方法
实验所用的设备主要包括激光器、高速相机、计算机等。
其中激光器是产生激光光束的装置，高速相机用于记录物体表面的反射信号，计算机用于将反射信号进行数字处理，以还原目标物体的三维空间结构。
1.数据采集
首先在实验室内摆放一个长方形的物体，然后使用激光器发射一束激光，利用高速相机记录物体隐蔽面的反射信息，可以得到物体在不同角度下的反射信号，并保存记录下来。
2.数据处理
将采集到的反射信号传输到计算机中，对信号进行数字处理，得到物体的强度图像。
通过对强度图像的分析，可以得到物体表面的形状和空间结构。
3.三维重建
根据反射信号和距离选通成像的方法，可以得到物体在不同角度下的反射强度分布。
将物体的几何特性纳入计算，配合图像形状的分析，使用三维重建技术就可以得到物体的三维空间结构。
四、实验结果
通过本文采用的非视域成像方法，可以获得物体表面的反射信号，并通过数字信号处理得到物体在不同角度下的强度图像。
根据强度图像和物体形状分析，可以得到物体的三维空间结构。
本文所用的实验数据表明，本方法可以有效地还原物体的三维形状和表面信息，表明该方法是具有实用价值和可行性的。
五、结论
本文中所介绍的基于激光距离选通成像的非视域成像理论与方法，可以获得物体的反射信息，并根据物体距离、反射信号强度等参数还原出物体的三维空间结构。
实验结果表明，该方法具有良好的实用性和可行性，未来有望应用到医学、工业、军事等领域中
本文介绍了一种基于激光距离选通成像的非视域成像理论与方法，该方法可以获得物体的反射信息并还原出物体的三维空间
结构。
实验结果表明，该方法具有良好的实用性和可行性，可以应用到医学、工业、军事等领域中。
本研究为非视域成像领域提供了一种新的实用方法，为未来的相关研究提供了新的思路和方向
基于激光距离选通成像的非视域成像理论与方法研究3
所谓“非视域成像”，就是在没有直接观测到目标物体的情况下，通过计算机算法和特定的光学设备，能够对目标物体进行成像的技术。
在安防监控、医疗诊断、机器人导航等领域都有着广泛的应用前景。
传统的非视域成像技术往往采用的是反射或者漫反射光线的方法，来获取目标物体的隐蔽部分信息。
但这种方法受制于光线的散射和衰减，成像效果较为欠佳。
基于激光距离选通成像的非视域成像技术，就是利用激光束的针尖直达和瞬间暗化的特性，来实现对目标物体的高精度成像。
具体来说，这种技术的原理是在目标物体背后放置一组液晶屏和高速光子计数器。
液晶屏将激光束进行空域调制，使其形成序列化的时间序列光脉冲。
这些光脉冲只有在撞击到目标物体表面反射回来的时刻才会被高速光子计数器捕获。
通过测量被捕获光脉冲的时间差异和位移，就能够计算出目标物体的位置和形态信息。
基于激光距离选通成像的非视域成像技术不仅能够克服传统技术的散射和衰减问题，而且具备高分辨率、狭窄深度观测和实时响应等显著优点。
因此，它在军事、安防、航空航天、地质
勘探、建筑安全监测等领域都有着广泛的应用前景。
但是，该技术也有一些挑战需要克服。
首先是光线的强度分布不均匀问题。
由于激光束在传播过程中受到了衍射和散射的影响，导致激光的强度分布不均匀。
这不仅影响到选择恰当的液晶屏组合的难度，而且会降低成像效果。
其次是光子计数器的速度限制问题。
由于激光束的速度很快，相应的时间分辨率也要很高。
因此，要求光子计数器的速度达到纳秒级别，这对硬件和工艺水平都提出了更高的要求。
总体来说，基于激光距离选通成像的非视域成像技术是非常前沿和重要的技术研究方向。
在未来的研究中，我们需要进一步突破光线分布不均匀和光子计数器速度限制等难点问题，不断优化和改进该技术，以更好地应用在各个领域中
基于激光距离选通成像的非视域成像技术是一种非常先进和有前景的成像技术，具有高分辨率、狭窄深度观测和实时响应等显著优点。
虽然该技术还存在光线分布不均匀和光子计数器速度限制等挑战，但未来的研究可以突破这些困难，不断优化和改进技术，以更好地应用在军事、安防、航空航天、地质勘探、建筑安全监测等领域，为人类创造更美好的生活和未来。
