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:70
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
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
2秒前
831143完成签到 ,获得积分0
2秒前
小陈完成签到 ,获得积分10
6秒前
雪城完成签到,获得积分10
6秒前
gy关闭了gy文献求助
8秒前
sunwen发布了新的文献求助10
9秒前
枫叶完成签到,获得积分10
10秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
LIKUN完成签到,获得积分10
12秒前
午后狂睡发布了新的文献求助10
16秒前
某只橘猫君完成签到,获得积分10
17秒前
19秒前
淡定幻莲完成签到,获得积分10
20秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
23秒前
36456657完成签到,获得积分0
25秒前
Ai_niyou发布了新的文献求助10
28秒前
Fangdaidai完成签到 ,获得积分10
28秒前
南风未起发布了新的文献求助10
29秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
31秒前
在水一方应助南风未起采纳,获得10
35秒前
瑁mao完成签到 ,获得积分10
36秒前
Tonald Yang完成签到 ,获得积分20
38秒前
Ai_niyou完成签到,获得积分10
39秒前
LL完成签到 ,获得积分10
42秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
42秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
42秒前
朴素冰双完成签到 ,获得积分10
46秒前
东风完成签到,获得积分10
46秒前
邪恶青年完成签到,获得积分10
50秒前
ricown完成签到,获得积分10
50秒前
luoyukejing完成签到,获得积分10
51秒前
背书强完成签到 ,获得积分10
51秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
52秒前
蓝桉完成签到 ,获得积分10
53秒前
Guangquan_Zhang完成签到,获得积分10
53秒前
JD完成签到 ,获得积分10
58秒前
merrylake完成签到 ,获得积分10
59秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1000
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
Real World Research, 5th Edition 800
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5715569
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5235391
关于积分的说明 15274551
捐赠科研通 4866344
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2612925
邀请新用户注册赠送积分活动 1563075
关于科研通互助平台的介绍 1520527