CIQTEK выпустила прибор для получения изображений однопиксельных фотонов, который поможет в преподавании физических экспериментов

Изображения повсеместно присутствуют в нашей жизни и являются фундаментальным и незаменимым средством распространения информации. Визуализация является прямым средством получения изображений и может быть классифицирована в соответствии с различными длинами волн визуализации как видимая, радиолокационная, инфракрасная и терагерцовая. С дальнейшим развитием информационных технологий предъявляются новые требования к пространственному разрешению, соотношению сигнал/шум, характеристикам многоспектрального изображения и среде формирования изображений. 

Технология однопиксельного изображения

 

С ростом вычислительной мощности компьютеров и развитием теории сжатого восприятия ученые предложили метод однопиксельной визуализации, основанный на подходе вычислительной визуализации. Это новый метод визуализации, который использует однопиксельный детектор без пространственного разрешения и пространственный модулятор света для получения изображений путем реконструкции. По сравнению с традиционным методом визуализации с помощью матричного детектора однопиксельная визуализация обладает преимуществами высокой чувствительности и помехоустойчивости, а также имеет очевидные преимущества в области визуализации в очень слабом свете, нелокальной визуализации, обнаружения специальных полос без больших поверхностных матричных детекторов и т. д. Он имеет очень широкие перспективы применения во многих областях, таких как ядерный магнитный резонанс, аэрокосмическое дистанционное зондирование и терагерцовая визуализация.

 

Преимущества однопиксельной визуализации 

Авторы изображений: Высокопроизводительная визуализация распределения температуры на двух длинах волн с помощью компрессионной визуализации.Опт. Комм. 410, 287–291 (2018)

 

Учебный инструмент для однопиксельной фотонной визуализации

 

Хотя компьютерная визуализация, представленная однопиксельной фотонной визуализацией, является многообещающей, на уровне бакалавриата по-прежнему не хватает экспериментального учебного материала. Чтобы улучшить соответствующую учебную программу и помочь студентам развить свои навыки научных исследований, CIQTEK в сотрудничестве с командой профессора Цин Чжао из Исследовательского центра квантовых технологий Пекинского технологического университета создала обучающий инструмент для однопиксельной фотонной визуализации.

 

Продукт представляет собой обучающий инструмент, основанный на теории сжатого восприятия и технологии визуализации подсчета фотонов, в котором используются цифровые микрозеркальные устройства для быстрого получения изображений случайных пространственных светомодулированных целевых объектов. Продукт использует преимущества разреженного сигнала метода сжатого зондирования, выходя за рамки традиционной теоремы выборки Шеннона, и может восстанавливать изображения с высоким пространственным разрешением и высоким соотношением сигнал/шум в условиях очень низкой освещенности с меньшим количеством измерений.

 

CIQTEK выпустила обучающий инструмент для однопиксельной фотонной визуализации

 

Учебный инструмент для однопиксельной фотонной визуализации имеет множество аппаратных модулей, которые помогают учащимся в практической настройке и конструировании, облегчая понимание учащимися методов пространственной модуляции света и использования оборудования, понимание принципа сжатого восприятия и методов визуализации, а также знание характеристики изображений, основанных на подсчете фотонов, и методы обработки шума.

В то же время CIQTEK снабжает свои продукты полными учебными пособиями и экспериментальным контентом по теории сжатого восприятия, помогая университетам предлагать курсы экспериментальных курсов по современной физике, коммуникативным классам, вычислительной математике и другим направлениям.

Содержание эксперимента

- Эксперимент по настройке инструмента

- Эксперимент с однопиксельным фотонным изображением

- Экспериментальный метод модуляции однопиксельного фотонного изображения

Сравнение изображений при различных частотах переворота: 50 Гц, 100 Гц и 200 Гц.

 

 

Сравнение изображений с различными алгоритмами для BP, OMP и TVAL3