CIF: Small: Low-Light 3D Imaging: From Fundamental Limits to Practical Systems

CIF:小型:低光 3D 成像:从基本限制到实用系统

基本信息

  • 批准号:
    1422034
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 46.52万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2014
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2014-09-01 至 2018-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Forming images with focused, spatially resolved light is an area of rapid innovation due to the growing use of computational methods and the variety of meanings of ?image.? Aside from being photograph-like, an image acquired through optical means could show distances, thicknesses, chemical concentrations, molecular energy transfers and many other properties, depending on the methods of collection and analysis. In many settings, it is desirable to form images from very little detected light; collecting more light could take more energy, time, or space, or it could damage a biological or molecular sample under investigation. This project will develop new methods for computational image formation from very little detected light. The goals are both theoretical and practical: to understand the fundamental trade-offs between accuracy and amount of detected light, and to approach the best possible performance. The project has the potential to improve long-range remote sensing as well as various forms of microscopy.The semiclassical model of light detection dictates that light field intensity translates to the rate of a Poisson process observed at a single-photon detector output. There are significant intellectual challenges in fully exploiting this prevailing model. While progress has been made in recent years to incorporate piecewise smoothness (e.g., wavelet-domain sparsity) and other structure that is commonly found in natural signals, this progress has largely relied on measurement likelihood functions being Gaussian. Signal processing methods designed for Poisson processes are uncommon, and most of them apply pointwise rather than to allow the inclusion of useful signal priors. Naive combinations of convex signal priors with Poisson likelihoods can lead to intractable nonconvex optimizations. This project will develop alternative approaches, especially toward real-time 3D acquisition.
由于越来越多的计算方法和图像的各种含义的使用,形成具有聚焦的、空间分辨率的光的图像是一个快速创新的领域。除了像照片一样,通过光学手段获得的图像还可以显示距离、厚度、化学浓度、分子能量转移和许多其他性质,这取决于收集和分析的方法。在许多环境中,人们希望从很少的检测到的光形成图像;收集更多的光可能需要更多的能量、时间或空间,或者它可能会损坏正在研究的生物或分子样本。这个项目将开发新的方法,从很少的探测到的光形成计算图像。目标既有理论上的,也有实践上的:了解精确度和探测光量之间的基本权衡,并接近可能的最佳性能。该项目有可能改进远程遥感和各种形式的显微镜。光探测的半经典模型规定,光场强度转换为在单光子探测器输出观察到的泊松过程的速率。要充分利用这一流行模式,存在着巨大的智力挑战。虽然近年来在合并分段平滑(例如,小波域稀疏性)和自然信号中常见的其他结构方面取得了进展,但这一进展在很大程度上依赖于测量似然函数是高斯的。为泊松过程设计的信号处理方法并不常见,而且大多数方法是逐点应用的,而不是允许包含有用的信号先验。凸信号先验与泊松似然的天真组合可能导致难以处理的非凸优化。该项目将开发其他方法,特别是实时3D获取。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Offline Secondary Electron Counting and Conditional Re-illumination in SEM
SEM 中的离线二次电子计数和条件重照明
  • DOI:
    10.1017/s1431927620017249
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Agarwal, Akshay;Simonaitis, John;Goyal, Vivek;Berggren, Karl
  • 通讯作者:
    Berggren, Karl
Performance Analysis of Interaction-Free-Measurement-based Electron Microscopy
基于无交互测量的电子显微镜的性能分析
  • DOI:
    10.1017/s1431927619001491
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Agarwal, Akshay;Goyal, Vivek;Berggren, Karl K.
  • 通讯作者:
    Berggren, Karl K.
Dithered depth imaging
抖动深度成像
  • DOI:
    10.1364/oe.408800
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Rapp, Joshua;Dawson, Robin M. A.;Goyal, Vivek K.
  • 通讯作者:
    Goyal, Vivek K.
Reduced damage in electron microscopy by using interaction-free measurement and conditional reillumination
通过使用无相互作用测量和条件再照明减少电子显微镜损伤
  • DOI:
    10.1103/physreva.99.063809
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Agarwal, Akshay;Berggren, Karl K.;van Staaden, Yuri J.;Goyal, Vivek K.
  • 通讯作者:
    Goyal, Vivek K.
Beyond Binomial and Negative Binomial: Adaptation in Bernoulli Parameter Estimation
  • DOI:
    10.1109/tci.2019.2913108
  • 发表时间:
    2018-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Safa C. Medin;John Murray-Bruce;D. Castañón;Vivek K Goyal
  • 通讯作者:
    Safa C. Medin;John Murray-Bruce;D. Castañón;Vivek K Goyal
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Vivek Goyal其他文献

A Review- on Different Types of Displays
不同类型显示器的回顾
  • DOI:
    10.14257/ijmue.2016.11.8.33
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Shubham Shama;Udit Jindal;Mehul Goyal;Sahil Sharma;Vivek Goyal
  • 通讯作者:
    Vivek Goyal
Real Time Contingency Analysis for Power Grids
电网实时应急分析
  • DOI:
    10.1007/978-3-642-23397-5_31
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    A. Mittal;J. Hazra;Nikhil Jain;Vivek Goyal;D. Seetharam;Yogish Sabharwal
  • 通讯作者:
    Yogish Sabharwal
IncSYS
系统公司
  • DOI:
    10.1109/mpe.2022.3194425
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    A. Mittal;J. Hazra;Nikhil Jain;Vivek Goyal;D. Seetharam;Yogish Sabharwal
  • 通讯作者:
    Yogish Sabharwal

Vivek Goyal的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Vivek Goyal', 18)}}的其他基金

CCSS: Signal Processing for Single-Photon Detectors
CCSS:单光子探测器的信号处理
  • 批准号:
    2039762
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 46.52万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CIF: Medium: Occlusion and Directional Resolution in Computational Imaging
合作研究:CIF:媒介:计算成像中的遮挡和方向分辨率
  • 批准号:
    1955219
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 46.52万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CIF: Small: Sequential and Compound Estimation for Computational Imaging Systems
CIF:小型:计算成像系统的顺序和复合估计
  • 批准号:
    1815896
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 46.52万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CIF: Small: Quantization for Acquisition and Computation Networks
CIF:小:采集和计算网络的量化
  • 批准号:
    1441917
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 46.52万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CIF:Medium:Space-from-Time Imaging: Fundamental Limits, Algorithms, and Preliminary Demonstrations
CIF:中:时空成像:基本限制、算法和初步演示
  • 批准号:
    1161413
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 46.52万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
ICES: Small: Decision Making with Bounded Categorization
ICES:小:有界分类的决策
  • 批准号:
    1101147
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 46.52万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CIF: Small: Quantization for Acquisition and Computation Networks
CIF:小:采集和计算网络的量化
  • 批准号:
    1115159
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 46.52万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Compressing Unordered Data: Theory, Algorithms, and Applications
压缩无序数据:理论、算法和应用
  • 批准号:
    0729069
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 46.52万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Acquisition, Approximation, and Compression - An Integrated Study
职业:采集、近似和压缩——一项综合研究
  • 批准号:
    0643836
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 46.52万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

昼夜节律性small RNA在血斑形成时间推断中的法医学应用研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
tRNA-derived small RNA上调YBX1/CCL5通路参与硼替佐米诱导慢性疼痛的机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Small RNA调控I-F型CRISPR-Cas适应性免疫性的应答及分子机制
  • 批准号:
    32000033
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Small RNAs调控解淀粉芽胞杆菌FZB42生防功能的机制研究
  • 批准号:
    31972324
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
变异链球菌small RNAs连接LuxS密度感应与生物膜形成的机制研究
  • 批准号:
    81900988
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
肠道细菌关键small RNAs在克罗恩病发生发展中的功能和作用机制
  • 批准号:
    31870821
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    56.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于small RNA 测序技术解析鸽分泌鸽乳的分子机制
  • 批准号:
    31802058
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Small RNA介导的DNA甲基化调控的水稻草矮病毒致病机制
  • 批准号:
    31772128
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于small RNA-seq的针灸治疗桥本甲状腺炎的免疫调控机制研究
  • 批准号:
    81704176
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
水稻OsSGS3与OsHEN1调控small RNAs合成及其对抗病性的调节
  • 批准号:
    91640114
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    85.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划

相似海外基金

CIF: Small: Learning Low-Dimensional Representations with Heteroscedastic Data Sources
CIF:小:使用异方差数据源学习低维表示
  • 批准号:
    2331590
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 46.52万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CIF: Small: Low Complexity Massive MIMO Systems: Synergistic use of Array Geometry, Modeling and Learning
CIF:小型:低复杂性大规模 MIMO 系统:阵列几何、建模和学习的协同使用
  • 批准号:
    2124929
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 46.52万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CIF: Small: Low-Complexity Algorithms for Unsourced Multiple Access and Compressed Sensing in Large Dimensions
合作研究:CIF:小型:大维度无源多址和压缩感知的低复杂度算法
  • 批准号:
    2131115
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 46.52万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CIF: Small: Secure and Fast Federated Low-Rank Recovery from Few Column-wise Linear, or Quadratic, Projections
CIF:小型:通过少量列线性或二次投影进行安全快速的联合低秩恢复
  • 批准号:
    2115200
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 46.52万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CIF: Small: Low-Complexity Algorithms for Unsourced Multiple Access and Compressed Sensing in Large Dimensions
合作研究:CIF:小型:大维度无源多址和压缩感知的低复杂度算法
  • 批准号:
    2131106
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 46.52万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CIF: Small: Low Complexity Maximum-Likelihood Decoding Through Serial List Decoding
CIF:小:通过串行列表解码进行低复杂度最大似然解码
  • 批准号:
    2008918
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 46.52万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CIF: Small: Collaborative Research: When Small Changes Have Big Impact: Improving Network Reliability and Security via Low-Rate Coordination
CIF:小:协作研究:当小变化产生大影响时:通过低速率协调提高网络可靠性和安全性
  • 批准号:
    1908756
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 46.52万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CIF: Small: Collaborative Research: When Small Changes Have Big Impact: Improving Network Reliability and Security via Low-Rate Coordination
CIF:小:协作研究:当小变化产生大影响时:通过低速率协调提高网络可靠性和安全性
  • 批准号:
    1908725
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 46.52万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CIF: Small: Collaborative Research: Communications in Ultra-Low-Rate Regime: Fundamental Limits, Code Constructions, and Applications
CIF:小型:协作研究:超低速率制度下的通信:基本限制、代码构造和应用
  • 批准号:
    1909771
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 46.52万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CIF: Small: Collaborative Research: Communications in Ultra-Low-Rate Regime: Fundamental Limits, Code Constructions, and Applications
CIF:小型:协作研究:超低速率制度下的通信:基本限制、代码构造和应用
  • 批准号:
    1910056
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 46.52万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了