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基于稀疏滤波的MATLAB代码-单光子相机：实现高效的光子成像技术

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简介：
本项目采用稀疏滤波算法，在MATLAB平台上开发了适用于单光子相机的高效光子成像处理程序，旨在提升图像质量与计算效率。 简单的数学MATLAB代码用于单光子相机进行高效光子成像的项目包括数据和MATLAB代码。“使用单光子相机进行光子高效成像”由D.Shin*、F.Xu*、D.Venkatraman、R.Lussana、F.Villa、F.Zappa、VKGoyal、FNCWong和JHShapiro发表在《自然通讯》上。如何引用（BibTeX）：@article{shin2016photon，title={单光子相机的光子高效成像}，作者={Shin,DongeekandXu,FeihuandVenkatraman,DheeraandLussana,RudiandVilla,FedericaandZappa、Franco和Goyal、VivekK和Wong、FrancoNC和Shapiro、JeffreyH}，期刊={自然通讯}，体积={7}，年={2016},出版商={自然出版集团}}。给定的MATLAB实现使用由SPAD相机获得的光子到达数据来计算精确的3D和房间尺度对象的反射率作为概念验证。

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  • 基于稀疏滤波的MATLAB代码-单光子相机：实现高效的光子成像技术
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    本项目采用稀疏滤波算法，在MATLAB平台上开发了适用于单光子相机的高效光子成像处理程序，旨在提升图像质量与计算效率。 简单的数学MATLAB代码用于单光子相机进行高效光子成像的项目包括数据和MATLAB代码。“使用单光子相机进行光子高效成像”由D.Shin*、F.Xu*、D.Venkatraman、R.Lussana、F.Villa、F.Zappa、VKGoyal、FNCWong和JHShapiro发表在《自然通讯》上。如何引用（BibTeX）：@article{shin2016photon，title={单光子相机的光子高效成像}，作者={Shin,DongeekandXu,FeihuandVenkatraman,DheeraandLussana,RudiandVilla,FedericaandZappa、Franco和Goyal、VivekK和Wong、FrancoNC和Shapiro、JeffreyH}，期刊={自然通讯}，体积={7}，年={2016},出版商={自然出版集团}}。给定的MATLAB实现使用由SPAD相机获得的光子到达数据来计算精确的3D和房间尺度对象的反射率作为概念验证。
     
  • 单光子成像技术
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    单光子成像技术是一种利用极其微弱的单个光子进行图像重建和分析的先进光学技术，广泛应用于生物医学、材料科学及国防安全等领域。 入门级的单光子成像书籍介绍了主流的单光子技术。
     
  • Golay3频率_光学成像_光学孔径_光学稀疏孔径成像MATLAB代码及资源包.zip
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    本资源包提供基于MATLAB的Golay III频率编码在光学成像中的应用，包含光学孔径与稀疏孔径成像实现的代码及相关文档，适用于科研与教学。 Golay3_frequency_光学成像_光学孔径_光学稀疏孔径成像matlab_MATLAB光学_稀疏孔径.zip
     
  • 基于稀疏三维变换的协同滤波图像去噪MATLAB代码.rar_三维稀疏_协同滤波_去噪_稀疏变换_融合去噪
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    本资源提供了一套基于稀疏三维变换与协同滤波技术的图像去噪MATLAB实现代码，旨在有效去除噪声同时保持图像细节。关键词包括三维稀疏变换、协同滤波及融合去噪方法。 协同滤波去噪主要是针对图像的去噪处理，并且结合了为纳滤波、DCT等方式进行融合滤波。
     
  • 基于稀疏三维变换的协同滤波图像去噪MATLAB代码
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    本MATLAB代码实现了一种基于稀疏三维变换的协同滤波算法，有效去除图像噪声同时保持细节特征。适合于图像处理和计算机视觉领域研究者使用。 在图像处理领域，稀疏表示与协同滤波是两种关键的技术手段，在图像去噪、恢复及增强方面有广泛应用。本段落将深入探讨这两种方法，并通过MATLAB代码示例展示如何利用它们来处理黑白、彩色以及视频图像。 一、稀疏表示 稀疏表示理论建立在信号可以被表达为多个基础元素线性组合的假设之上，其中大多数系数接近零或完全为零。此理论有助于从噪声中提取出图像的主要特征，在图像处理领域具有重要作用。MATLAB提供了诸如“Image Processing Toolbox”和“Signal Processing Toolbox”等工具箱来支持稀疏表示计算。通过使用正交基（如小波、原子库）对图像进行分解，可以实现其在去噪中的应用。 二、协同滤波 作为统计学习方法的一部分，协同滤波旨在从噪声数据中提取有用信息，并特别适用于图像去噪任务。它能够根据像素间的相关性构建一个过滤器来去除噪音同时保持边缘细节，相比传统的均值和高斯滤波等技术，在保留图像细节方面表现出色。 三、MATLAB代码实现 程序文件通常包括以下步骤的MATLAB源码： 1. **数据预处理**：读取图像并转换为灰度或RGB格式，并可能进行其他必要的预处理操作，如尺度归一化。 2. **稀疏表示**：选择适当的基（例如DCT、wavelets等）对图像执行稀疏分解。 3. **协同滤波模型定义**：构建一个过滤器结构，比如使用核函数（如高斯核）来计算像素间的相似性度量。 4. **滤波过程实施**：依据所建立的协同滤波模型，在每个像素周围邻域内进行加权平均以达到去噪效果。 5. **后处理步骤**：可能包括将图像转换回原始色彩空间，以及显示和保存最终结果。 四、应用场景 1. **黑白图像去噪**: 对于单通道（即黑白）图像而言，稀疏表示与协同滤波能够单独或结合使用以去除椒盐噪声或者高斯噪声。 2. **彩色图像处理**：在RGB图像中，每个像素包含三个颜色通道需要分别进行处理后合并在一起保持色彩一致性。 3. **视频去噪**: 在时间序列的帧之间存在相关性的情况下，可以利用前后帧的信息来进行协同滤波以提高去噪效果。 该MATLAB代码包提供了一种实用的方法来实现图像和视频中的噪声去除功能，结合了稀疏表示特征提取能力和协同滤波噪音抑制的优势。在实际应用中可以根据具体需求调整参数设置以便获得最佳的去噪结果。
     
  • 基于MATLAB的图像相减仿真与光栅滤波法实验实现
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    本研究运用MATLAB软件进行图像相减技术的仿真分析，并结合光栅滤波方法进行了实验验证，旨在探索高效的目标检测和识别手段。 图像相减的MATLAB仿真及光栅滤波法实验实现
     
  • 光场相机成像技术研究.rar_光场成像_光场理论_光场相机模拟_光场计算
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    本研究探讨了光场相机的成像技术，涵盖光场理论、光场数据采集与处理方法，并对光场相机进行仿真分析及深入的光场计算研究。 从光场理论出发，实现光场相机1.0的成像过程及计算重聚焦过程模拟，代码完全可见且尽量简洁明了。
     
  • 基于微波光子技术的可重构变频移相信号生成方法
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    本研究提出了一种基于微波光子技术的创新信号处理方案，实现了灵活且高效的变频移相信号生成。该方法利用光学手段优化了信号传输和处理过程，在保持高精度的同时大幅提升了系统的可重构性和适应性。通过此技术，能够有效应对通信系统中复杂多变的需求场景，推动微波光子学在现代无线通信中的应用与发展。 本段落提出了一种基于偏振复用-双平行马赫-曾德尔调制器（PDM-DPMZM）的微波光子变频移相信号生成方案。通过调整调制器的直流偏置电压，可以实现二倍频移相信号生成或上/下变频移相信号生成。此外，信号的相位可以通过调节检偏器偏振方向与调制器一个主轴之间的角度α在-180°到180°之间进行连续调整。利用光频梳的支持，该方案可以扩展为多通道独立相位调谐系统。 仿真结果显示，在频率为5 GHz的射频信号下，三种功能分别可将其转换为二倍频信号（即10 GHz）、下变频信号（即1 GHz）和上变频信号（即13 GHz），并且这些生成信号在-180°到180°范围内可以实现全范围连续相位调谐。此外，不同相位下的生成信号功率响应保持相对平坦。
     
  • 基于电感电容滤波电路的高速单光子检测器
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    本研究设计了一种基于电感电容滤波电路的高速单光子检测器，有效提升了信号处理速度与灵敏度，适用于量子通信等前沿科技领域。 我们研制了一款工作频率为200 MHz的近红外高速单光子探测器，该设备结合了电感电容(LC)低通滤波电路及InGaAsInP雪崩二极管(APD)技术。LC低通滤波器采用的是简单的七阶椭圆函数设计，并且探测器驱动采用了脉冲门控电路以及880 MHz和175 MHz的低通滤波电路。 在-40℃的工作条件下，该设备的主要性能参数如下：探测效率为11.8%，暗计数率为2.22×10^-6 gate，后脉冲概率为1.89%。当工作温度升高时，在保持探测器效率为10%的情况下，其暗计数率会增加而后脉冲概率则减少。 此外，随着APD反向直流偏压的增大，在保证了恒定的工作温度和门控幅值条件下，该设备的探测效率逐渐上升并最终趋于稳定；然而，它的暗计数率及后脉冲概率却持续升高。 我们还发现采用相同的滤波器组合以及正弦门控技术可以得到性能同样优秀的1 GHz单光子探测器。在-40℃的工作环境下，其典型参数为：探测效率为11%，暗计数率为1.9×10^-6 gate，后脉冲概率为1.48%。
     
  • Matlab代码与Verilog-FPGA_Wave_Generator：用于仿真的单光子探测器基于FPGA技术
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    本项目通过Matlab编写代码并结合Verilog实现了一个适用于FPGA的波形生成器，专为仿真单光子探测器设计。 Matlab代码verilogFPGA_Wave_Generator基于FPGA的仿真单光子探测器对于单光子探测器的不同应用，在软件仿真建模中使用MATLAB，在硬件仿真中使用FPGA，根据单光子探测器的性能调整FPGA波形产生的输出信号。我提供了verilog和matlab源代码，您可以将其添加到您的Quartus或Vivado项目中。它需要Matlab/Quartus或Vivado的支持。希望我的项目能对您的研究有所帮助。