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北京理工大學物理學院研究生導師：俞文凱

導師信息來源：北京理工大學 2019-06-05　相關院校：北京理工大學

姓名：俞文凱

所在學科：物理學院

職稱：預聘助理教授（副研究員）

E-mail：yuwenkai@bit.edu.cn

通信地址：北京市海淀區中關村南大街5號北京理工大學中心教學樓221室

個人簡歷

2010-2015年，在中國科學院國家空間科學中心碩博連讀，獲得中國科學院大學工學博士學位，曾連續兩次獲得中國科學院院長優秀獎，獲博士研究生國家獎學金，被評為中國科學院大學及北京市普通高等學校的優秀畢業生，2016年獲中國科學院優秀博士學位論文（中科院百篇優博）。

工作經歷

2015年至今，北京理工大學物理學院工作，碩導。是中國光學工程學會第一屆委員會委員。

科研方向

主要研究壓縮感知、極弱光成像、時間分辨成像光譜、單光子探測、相位恢復、安全光通信、全息成像、傅里葉成像、天文遙感成像、計算成像、關聯成像、超分辨、優化算法、計算機應用、計算機視覺、圖像處理等方向。

學術成就

原理探索：

1）將單像素照相機與單光子計數相結合，實現邊壓縮邊采樣，獲得世界首例大像素超靈敏單光子計數成像。

2）數學和物理證實了該系統的成像靈敏度能夠突破系統所采用的單光子點探測器本身的探測靈敏度極限，并超出由相同單光子點探測模塊所組成的陣列傳感器的探測靈敏度2個數量級。

3）構筑了兩個單像素相機串聯工作的成像光譜系統，僅用一個單光子點探測器便實現了成像和光譜的同時測量，解決了成像光譜至少需要一維掃描的問題。

4）鑒于單像素壓縮成像與計算鬼成像具有相同數學測量模型，利用數學原理，首次給出了鬼成像正負像現象的統計原理解釋。

技術研究：

1）著眼于單光子計數成像技術應用所遇到的噪聲問題，提出并驗證了互補雙像素測量、互補調制的去噪方法，提高圖像質量2個數量級，成功應用于5公里野外成像、三維重建、背景去除、氣體吸收/發射譜成像中。

2）為解決壓縮感知大圖重建中遇到的內存存儲問題和計算復雜度問題，提出并驗證了小波樹壓縮自適應成像等方法，還提出利用Hadamard變換簡化壓縮感知運算，在不損失圖像質量情況下，將內存消耗由TB量級降至MB量級，重構時間由8小時降至百秒以內。為檢驗快速算法的好壞，提出了基于ROC 曲線的算法評價體系。

3）利用Wirtinger Flow、truncated Wirtinger Flow進行相位恢復，提出并驗證了基于全變分的Wirtinger Flow相位恢復方法。

目前擔任《Optics Express》、《Biomedical Optics Express》、《Optics Letters》、《Applied Optics》、《Optics and Laser Technology》、《Journal of the Optical Society of America A》、《Optics Communications》、《物理學報》等雜志的審稿工作。

代表性文章：

1.Wen-Kai Yu, Xu-Ri Yao, Xue-Feng Liu, Ruo-Ming Lan, Ling-An Wu, and Guang-JieZhai. Compressive microscopic imaging with "positive-negative" light modulation.Optics Communications, 371, 105--111 (2016).

2.Wen-Kai Yu, Xu-Ri Yao, Xue-Feng Liu, Long-Zhen Li, and Guang-JieZhai. Compressive moving target tracking with thermal light based on complementary sampling. Applied Optics, 54(13), 4249--4254 (2015).

3.Wen-Kai Yu, Xu-Ri Yao, Xue-Feng Liu, Long-Zhen Li, and Guang-JieZhai. Three-dimensional single-pixel compressive reflectivity imaging based on complementary modulation. Applied Optics, 54(3), 363--367 (2015).

4.Wen-Kai Yu, Xu-Ri Yao, Xue-Feng Liu, Long-Zhen Li, and Guang-JieZhai. Ghost imaging based on Pearson correlation coefficients. Chinese Physics B, 24(5), 054203 (2015).

5.Wen-Kai Yu, Xu-Ri Yao, Xue-Feng Liu, Long-Zhen Li, and Guang-JieZhai. Evaluation criterion of thermal light ghost imaging based on the receiver operating characteristic analysis. Journal of the Optical Society of America A, 32(6), 1084--1091 (2015).

6.Wen-Kai Yu, Xue-Feng Liu, Xu-Ri Yao, Chao Wang, Yun Zhai, and Guang-JieZhai. Complementary compressive imaging for the telescopic system. Scientific Reports, 4, 5834 (2014).

7.Wen-Kai Yu, Ming-Fei Li, Xu-Ri Yao, Xue-Feng Liu, Ling-An Wu, and Guang-JieZhai. Adaptive compressive ghost imaging based on wavelet trees and sparse representation. Optics Express, 22(6), 7133--7144 (2014).

8.Wen-Kai Yu, Xue-Feng Liu, Xu-Ri Yao, Chao Wang, Guang-JieZhai, and Qing Zhao. Single-photon compressive imaging with some performance benefits over raster scanning. Physics Letters A, 378, 3406--3411 (2014).

9.Wen-Kai Yu, Shen Li, Xu-Ri Yao, Xue-Feng Liu, Ling-An Wu, and Guang-JieZhai. Protocol based on compressed sensing for high-speed authentication and cryptographic key distribution over a multiparty optical network. Applied Optics, 52(33), 7882--7888 (2013).

10.Wen-Kai Yu, Xu-Ri Yao, Xue-Feng Liu, Guang-JieZhai, and Qing Zhao. Compressed sensing for ultra-weak light counting imaging.Optics and Precision Engineering, 20(10), 2283--2292 (2012).

11.Pan-Pan Wang, Ru-Ri Yao, Xue-Feng Liu, Wen-Kai Yu, Peng Qiu, Guang-JieZhai. Moving target compressive imaging based on improved row scanning measurement matrix. ActaPhysicaSinica, 66(1), 014201 (2017).

12.Chang-Bin Xue, Xu-Ri Yao, Long-Zhen Li, Xue-Feng Liu, Wen-Kai Yu, Xiao-Yong Guo, Guang-JieZhai, and Qing Zhao. Sub-Rayleigh imaging via undersampling scanning based on sparsity constraints. Chinese Physics B, 26(2), 024203 (2017).

13.Ruo-Ming Lan, Xue-Feng Liu, Xu-Ri Yao, Wen-Kai Yu, and Guang-JieZhai, Single-pixel complementary compressive sampling spectrometer. Optics Communications, 366, 349--353 (2016).

14.Xue-Feng Liu, Wen-Kai Yu, Xu-Ri Yao, Bin Dai, Long-Zhen Li, Chao Wang, and Guang-JieZhai. Measurement dimensions compressed spectral imaging with a single point detector. Optics Communications, 365, 173--179 (2016).

15.Ruo-Ming Lan, Xue-Feng Liu, Xu-Ri Yao, Wen-Kai Yu, and Guang-JieZhai. High-resolution spectral measurement of low light based on DMD and PMT. Journal of Optoelectronics · Laser, 11, 2175--2179 (2015).

16.Xu-Ri Yao, Xue-Feng Liu, Wen-Kai Yu, and Guang-JieZhai. Correspondence imaging based on correlation coefficient. Chinese Optics Letters, 13(01), 010301 (2015).

17.Xu-Ri Yao, Long-Zhen Li, Xue-Feng Liu, Wen-Kai Yu, and Guang-JieZhai. Sub-Rayleigh limit imaging via intensity correlation measurements. Chinese Physics B, 24(4), 044203 (2015).

18.Chao Wang, Xue-Feng Liu, Wen-Kai Yu, Xu-Ri Yao, Long-Zhen Li, Qing Zhao, and Guang-JieZhai. Compressed spectral imaging with a spectrometer. Optics Communications, 352, 45--48 (2015).

19.Xu-Ri Yao, Wen-Kai Yu, Xue-Feng Liu, Long-Zhen Li, and Guang-JieZhai. Iterative denoising of ghost imaging. Optics Express, 22(20), 24268--24275 (2014).

20.Xue-Feng Liu, Xi-Hao Chen, Xu-Ri Yao, Wen-Kai Yu, Guang-JieZhai, and Ling-An Wu. Lensless ghost imaging with sunlight. Optics Letters, 39(8), 2314--2317 (2014).

21.Long-Zhen Li, Xu-Ri Yao, Xue-Feng Liu, Wen-Kai Yu, and Guang-JieZhai. Super-resolution ghost imaging via compressed sensing. Acta Phys. Sin., 63(22), 224201 (2014).

22.Shen Li, Xu-Ri Yao, Wen-Kai Yu, Ling-An Wu, and Guang-JieZhai. High-speed secure key distribution over an optical network based on computational correlation imaging. Optics Letters, 38(12), 2144--2146 (2013).

23.Xue-Feng Liu, Ming-Fei Li, Xu-Ri Yao, Wen-Kai Yu, Guang-JieZhai, and Ling-An Wu. High-visibility ghost imaging from artificially generated non-Gaussian intensity fluctuations. AIP Advances, 3, 052121 (2013).

24.Xue-Feng Liu, Xu-Ri Yao, Ming-Fei Li, Wen-Kai Yu, Xi-Hao Chen, Zhi-Bin Sun, Ling-An Wu, and Guang-JieZhai. The role of intensity fluctuations in thermal ghost imaging. Acta Phys. Sin., 62(18), 184205 (2013).

代表性專利：

1.俞文凱,翟光杰,王超.中國發明專利,201110328462.2授權公告日2014年7月9日

2.俞文凱,翟光杰,王超.中國發明專利,201110328748.0授權公告日2013年9月11日

3.翟光杰,杜克銘,王超,俞文凱.美國授權US008723130B2,授權公告日2014年5月13日

4.翟光杰,杜克銘,王超,俞文凱.日本授權申請號2014-516173, 授權公告日2016年5月31日

5.翟光杰,俞文凱,劉雪峰,姚旭日,王超,孫志斌. 中國發明專利,201280048647.0授權公告日2016年11月23日

6.翟光杰,俞文凱,劉雪峰,姚旭日,王超,孫志斌.日本授權申請號2014-537455, 特許第6002232號2016年9月9日

7.翟光杰,俞文凱,劉雪峰,姚旭日,王超,孫志斌. 美國授權US009448162B2, 授權公告日2016年9月20日

8.翟光杰,王超,趙清,俞文凱,劉雪峰.中國發明專利, 201210265434.5授權公告日2014年11月12日

9.翟光杰,王超,趙清,俞文凱,劉雪峰.中國發明專利, 201210265370.9授權公告日2014年9月3日

10.翟光杰,王超,趙清,俞文凱,劉雪峰.中國發明專利, 201210265250.9授權公告日2015年5月6日

11.翟光杰,王超,趙清,俞文凱,劉雪峰.中國發明專利, 201210265276.3授權公告日2014年9月3日