Neutralizing the impact of atmospheric turbulence on complex scene imaging via deep learning

随机性 人工智能 计算机科学 过程(计算) 代表(政治) 湍流 对象(语法) 计算机视觉 模式识别(心理学) 算法 物理 气象学 数学 操作系统 统计 政治 法学 政治学
作者
Darui Jin,Ying Chen,Yi Lu,Junzhang Chen,Peng Wang,Zichao Liu,Sheng Guo,Xiangzhi Bai
出处
期刊:Nature Machine Intelligence [Springer Nature]
卷期号:3 (10): 876-884 被引量:40
标识
DOI:10.1038/s42256-021-00392-1
摘要

A turbulent medium with eddies of different scales gives rise to fluctuations in the index of refraction during the process of wave propagation, which interferes with the original spatial relationship, phase relationship and optical path. The outputs of two-dimensional imaging systems suffer from anamorphosis brought about by this effect. Randomness, along with multiple types of degradation, make it a challenging task to analyse the reciprocal physical process. Here, we present a generative adversarial network (TSR-WGAN), which integrates temporal and spatial information embedded in the three-dimensional input to learn the representation of the residual between the observed and latent ideal data. Vision-friendly and credible sequences are produced without extra assumptions on the scale and strength of turbulence. The capability of TSR-WGAN is demonstrated through tests on our dataset, which contains 27,458 sequences with 411,870 frames of algorithm simulated data, physical simulated data and real data. TSR-WGAN exhibits promising visual quality and a deep understanding of the disparity between random perturbations and object movements. These preliminary results also shed light on the potential of deep learning to parse stochastic physical processes from particular perspectives and to solve complicated image reconstruction problems given limited data. Turbulent optical distortions in the atmosphere limit the ability of optical technologies such as laser communication and long-distance environmental monitoring. A new method using adversarial networks learns to counter the physical processes underlying the turbulence so that complex optical scenes can be reconstructed.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
诚心的冰露完成签到,获得积分10
1秒前
未名水完成签到,获得积分20
2秒前
我是萨比完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
小二郎应助淡写采纳,获得10
2秒前
专注的小松鼠完成签到,获得积分10
2秒前
153495159应助鲁老九采纳,获得10
3秒前
zx发布了新的文献求助30
3秒前
研友_VZG7GZ应助健壮发夹采纳,获得10
4秒前
袖贤完成签到,获得积分10
4秒前
NexusExplorer应助湘君采纳,获得10
5秒前
果粒多完成签到 ,获得积分10
5秒前
Michael发布了新的文献求助10
7秒前
未名水发布了新的文献求助10
8秒前
车到山前必有路女士完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
斑其完成签到,获得积分20
13秒前
Jacob完成签到,获得积分10
17秒前
拼搏的笑珊完成签到,获得积分10
17秒前
大宇完成签到,获得积分10
17秒前
充电宝应助真是无奈耶采纳,获得10
18秒前
烟花应助欢喜的晓霜采纳,获得10
18秒前
MXY完成签到,获得积分10
19秒前
Rio关注了科研通微信公众号
20秒前
20秒前
共享精神应助Yvonna采纳,获得10
20秒前
行路难完成签到 ,获得积分10
21秒前
威武好吐司完成签到 ,获得积分10
21秒前
optical完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
巴达天使发布了新的文献求助10
23秒前
yetis发布了新的文献求助10
24秒前
隐形曼青应助Michael采纳,获得10
25秒前
LX发布了新的文献求助10
26秒前
gluwater发布了新的文献求助10
28秒前
小蘑菇完成签到,获得积分10
28秒前
勤恳的断秋完成签到 ,获得积分10
28秒前
30秒前
菜菜完成签到 ,获得积分10
31秒前
湘君发布了新的文献求助10
31秒前
高分求助中
Evolution 10000
ISSN 2159-8274 EISSN 2159-8290 1000
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3162769
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2813701
关于积分的说明 7901715
捐赠科研通 2473342
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1316778
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 631516
版权声明 602175