Laser & Optoelectronics Progress, Volume. 60, Issue 14, 1411003(2023)
Study on Lock-In Imaging Technology Expansion for Background Light Elimination
Figures & Tables(18)
Fig. 2. Schematic of image sampling time. (a) Equal interval sampling; (b) unequal interval sampling
Fig. 4. Flowchart of image acquisition (dotted and solid lines represent PC and MCU, respectively)
Fig. 6. Curve of current-light intensity (DAC is the input value of the digital-to-analog converter corresponding to the current)
Fig. 9. Unnormalized pixel mean of background light removed image. (a) Scene 1; (b) scene 2
Fig. 10. Eliminating background light by LED lock-in imaging. (a) Brightness-enhanced image with background light; (b) image without background light; (c) image of eliminated background light without normalization; (d) image of eliminated background light
Fig. 15. Images processed by different methods. (a) Brightness-enhanced image with background light; (b) brightness-enhanced image of eliminated background light by bilateral filtering; (c) image of eliminated background light by HDR imaging; (d) image of eliminated background light by lock-in imaging technology based on LED
Table 1. Average running time of phase discrimination
View tableTable 1. Average running time of phase discrimination
Modulation waveform N=2 N=4 N=8 N=16 N=32 N=64 N=128 N=256 N=512 Sine 0.54 0.62 0.76 1.52 2.75 5.22 10.29 21.23 40.95 Square 0.42 0.54 0.83 1.44 2.51 4.91 10.34 21.38 41.69 Triangular 0.45 0.57 0.80 1.45 2.67 5.22 10.77 21.42 40.34 Sawtooth 0.40 0.55 0.81 1.50 2.62 5.01 10.07 20.70 39.36
Table 2. SSIM of eliminated background light image to image without/with background light
View tableTable 2. SSIM of eliminated background light image to image without/with background light
Modulation waveform Scene N=2 N=4 N=8 N=16 N=32 N=64 N=128 N=256 N=512 Sine 1 0.23
（0.06）
0.86
（0.09）
0.93
（0.11）
0.95
（0.11）
0.96
（0.11）
0.95
（0.12）
0.96
（0.11）
0.98
（0.11）
0.97
（0.11）
2 0.13
（0.05）
0.93
（0.50）
0.96
（0.53）
0.96
（0.54）
0.96
（0.55）
0.95
（0.56）
0.96
（0.55）
0.95
（0.56）
0.94
（0.58）
Square 1 0.92
（0.10）
0.95
（0.12）
0.97
（0.11）
0.93
（0.11）
0.94
（0.11）
0.95
（0.11）
0.95
（0.11）
0.95
（0.11）
0.96
（0.12）
2 0.94
（0.50）
0.93
（0.47）
0.94
（0.55）
0.95
（0.53）
0.96
（0.53）
0.95
（0.54）
0.95
（0.55）
0.95
（0.55）
0.95
（0.55）
Triangular 1 0.90
（0.12）
0.50
（0.13）
0.90
（0.10）
0.96
（0.11）
0.96
（0.11）
0.97
（0.11）
0.97
（0.11）
0.97
（0.11）
0.97
（0.11）
2 0.90
（0.49）
0.60
（0.29）
0.95
（0.53）
0.97
（0.54）
0.96
（0.57）
0.96
（0.57）
0.95
（0.57）
0.95
（0.57）
0.95
（0.58）
Sawtooth 1 0.79
（0.08）
0.89
（0.09）
0.93
（0.10）
0.95
（0.10）
0.96
（0.11）
0.97
（0.11）
0.97
（0.11）
0.97
（0.11）
0.98
（0.11）
2 0.89
（0.55）
0.93
（0.55）
0.93
（0.58）
0.95
（0.57）
0.95
（0.56）
0.95
（0.56）
0.95
（0.59）
0.95
（0.58）
0.94
（0.59）
Table 3. Resolution of the resulting image
View tableTable 3. Resolution of the resulting image
Modulation waveform N=2 N=4 N=8 N=16 N=32 N=64 N=128 N=256 N=512 Average 107.94 109.05 107.00 105.46 109.77 113.77 104.78 118.60 105.16 Sine 109.57 119.01 103.27 100.00 116.13 114.31 107.47 119.15 107.04 Square 108.90 105.92 108.14 107.37 102.40 105.75 102.58 113.75 102.45 Triangular 106.01 105.52 103.54 107.30 116.83 119.25 102.86 122.23 105.52 Sawtooth 107.28 105.76 113.07 107.18 103.71 115.76 106.23 119.26 105.64
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Zhenzhen Hu, Hanming Liu, Zi Li, Zenan Li, Gang Guo, Shen Sima. Study on Lock-In Imaging Technology Expansion for Background Light Elimination[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2023, 60(14): 1411003
Paper Information
Category: Imaging Systems
Received: Jul. 25, 2022
Accepted: Sep. 13, 2022
Published Online: Jul. 17, 2023
The Author Email: Hanming Liu (lhmgzjx@163.com)
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