预聘助理教授(副研究员)

姓名:俞文凯
所在学科:物理学院
职称:预聘助理教授(副研究员)
联系电话:15652918248
E-mail:yuwenkai@bit.edu.cn
通信地址:北京市海淀区中关村南大街5号北京理工大学中心教学楼221室

个人简历

2010-2015年,在中国科学院国家空间科学中心硕博连读,获得中国科学院大学工学博士学位,曾连续两次获得中国科学院院长优秀奖,获博士研究生国家奖学金,被评为中国科学院大学及北京市普通高等学校的优秀毕业生,2016年获中国科学院优秀博士学位论文(中科院百篇优博)。

工作经历

2015年至今,北京理工大学物理学院工作,硕导。是中国光学工程学会第一届委员会委员。

科研方向

主要研究压缩感知、极弱光成像、时间分辨成像光谱、单光子探测、相位恢复、安全光通信、全息成像、傅里叶成像、天文遥感成像、计算成像、关联成像、超分辨、优化算法、计算机应用、计算机视觉、图像处理等方向。

学术成就

原理探索:

1)将单像素照相机与单光子计数相结合,实现边压缩边采样,获得世界首例大像素超灵敏单光子计数成像。

2)数学和物理证实了该系统的成像灵敏度能够突破系统所采用的单光子点探测器本身的探测灵敏度极限,并超出由相同单光子点探测模块所组成的阵列传感器的探测灵敏度2个数量级。

3)构筑了两个单像素相机串联工作的成像光谱系统,仅用一个单光子点探测器便实现了成像和光谱的同时测量,解决了成像光谱至少需要一维扫描的问题。

4)鉴于单像素压缩成像与计算鬼成像具有相同数学测量模型,利用数学原理,首次给出了鬼成像正负像现象的统计原理解释。

技术研究:

1)着眼于单光子计数成像技术应用所遇到的噪声问题,提出并验证了互补双像素测量、互补调制的去噪方法,提高图像质量2个数量级,成功应用于5公里野外成像、三维重建、背景去除、气体吸收/发射谱成像中。

2)为解决压缩感知大图重建中遇到的内存存储问题和计算复杂度问题,提出并验证了小波树压缩自适应成像等方法,还提出利用Hadamard变换简化压缩感知运算,在不损失图像质量情况下,将内存消耗由TB量级降至MB量级,重构时间由8小时降至百秒以内。为检验快速算法的好坏,提出了基于ROC 曲线的算法评价体系。

3)利用Wirtinger Flow、truncated Wirtinger Flow进行相位恢复,提出并验证了基于全变分的Wirtinger Flow相位恢复方法。

目前担任《Optics Express》、《Biomedical Optics Express》、《Optics Letters》、《Applied Optics》、《Optics and Laser Technology》、《Journal of the Optical Society of America A》、《Optics Communications》、《物理学报》等杂志的审稿工作。

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).

 代表性专利:

1.俞文凯,翟光杰,王超.中国发明专利,201110328462.2授权公告日2014年7月9日

2.俞文凯,翟光杰,王超.中国发明专利,201110328748.0授权公告日2013年9月11日

3.翟光杰,杜克铭,王超,俞文凯.美国授权US008723130B2,授权公告日2014年5月13日

4.翟光杰,杜克铭,王超,俞文凯.日本授权申请号2014-516173, 授权公告日2016年5月31日

5.翟光杰,俞文凯,刘雪峰,姚旭日,王超,孙志斌. 中国发明专利,201280048647.0授权公告日2016年11月23日

6.翟光杰,俞文凯,刘雪峰,姚旭日,王超,孙志斌.日本授权申请号2014-537455, 特许第6002232号2016年9月9日

7.翟光杰,俞文凯,刘雪峰,姚旭日,王超,孙志斌. 美国授权US009448162B2, 授权公告日2016年9月20日

8.翟光杰,王超,赵清,俞文凯,刘雪峰.中国发明专利, 201210265434.5授权公告日2014年11月12日

9.翟光杰,王超,赵清,俞文凯,刘雪峰.中国发明专利, 201210265370.9授权公告日2014年9月3日

10.翟光杰,王超,赵清,俞文凯,刘雪峰.中国发明专利, 201210265250.9授权公告日2015年5月6日

11.翟光杰,王超,赵清,俞文凯,刘雪峰.中国发明专利, 201210265276.3授权公告日2014年9月3日

12.翟光杰,俞文凯,王超.中国发明专利,201310027659.1授权公告日2014年11月12日

13.翟光杰,俞文凯,王超.中国发明专利, 201310028319.0授权公告日2015年2月4日

14.翟光杰,俞文凯,王超.中国发明专利, 201310027775.3授权公告日2014年12月31日并获香港标准专利注册和批准申请号:13111785.1

15.李申,翟光杰,吴令安,姚旭日,俞文凯,刘雪峰,王超.中国发明专利, 201310037772.8

16.刘雪峰,翟光杰,王超,姚旭日,俞文凯.中国发明专利, 201410232623.1授权公告日2016年2月3日

17.刘雪峰,翟光杰,王超,俞文凯,姚旭日.中国发明专利, 201410232184.4授权公告日2017年1月11日

18.刘雪峰,翟光杰,王超,俞文凯,姚旭日.中国发明专利, 201410231481.7授权公告日2016年3月30日

19.俞文凯,赵清,葛墨林,翟光杰,刘雪峰,姚旭日.中国发明专利, 201610080128.2专利申请日2016年2月4日

20.俞文凯,赵清,葛墨林,翟光杰,刘雪峰,姚旭日.中国发明专利, 201610080112.1专利申请日2016年2月4日

21.俞文凯,赵清,葛墨林,翟光杰,姚旭日,刘雪峰.中国发明专利, 201610080643.0专利申请日2016年2月4日

22.俞文凯,赵清,葛墨林,翟光杰,姚旭日,刘雪峰.中国发明专利, 201610080287.2专利申请日2016年2月4日

23.俞文凯,熊安东,赵清.中国发明专利, 201611152055.X专利申请日2016年12月14日

24.俞文凯,赵清,葛墨林,翟光杰,刘雪峰,姚旭日.中国实用新型专利, 201620114797.2授权公告日2016年10月12日

25.俞文凯,赵清,葛墨林,翟光杰,刘雪峰,姚旭日.中国实用新型专利, 201620115156.9授权公告日2016年10月12日

26.俞文凯,赵清,葛墨林,翟光杰,姚旭日,刘雪峰.中国实用新型专利, 201620114862.1授权公告日2016年10月12日

27.俞文凯,赵清,葛墨林,翟光杰,姚旭日,刘雪峰.中国实用新型专利, 201620114899.4授权公告日2016年10月12日

28.俞文凯,熊安东,赵清.中国实用新型专利,201621370303.3专利申请日2016年12月14日