多核光纤干涉单像素成像
摘要：用无透镜光照多芯光纤（MCF）进行单像素成像是一种计算成像技术，可以在细胞尺度上实现生物样品的潜在内窥镜观察。本文表明，这种技术与收集埃尔米特干涉矩阵的多个对称秩一投影（SROP）等价，埃尔米特干涉矩阵编码样品图像的频谱内容。在该模型中，每个SROP由复杂的“草图”向量引起，该向量用空间光调制器（SLM）塑造入射光波前，而投影的干涉矩阵可收集高达$O(Q^2)$的图像频率，其中$Q$为多芯光纤的数目。虽然此方案包含了以前的传感模式，如具有波束成形照明的逐点扫描（RS）成像，但我们证明，收集$M$个随机SLM配置的测量结果——从而获取$M$个SROPs——可以在$M$和$Q$与图像稀疏级别呈线性（对数因子）比例的情况下估计感兴趣的图像，因此所需的观察次数比RS成像或对$Q \times Q$干涉矩阵进行完全奈奎斯特采样要少得多。这一演示在理论上通过对传感方案进行特定的受限等保分析以及大量的蒙特卡罗实验得以完成。最后，对实际的MCF系统进行的实验结果显示了该成像过程在基准图像上的有效性。
作者：Olivier Leblanc, Matthias Hofer, Siddharth Sivankutty, Herv''e Rigneault and Laurent Jacques
论文ID：2307.08562
分类：Signal Processing
分类简称：eess.SP
提交时间：2023-07-18