Far-field super-resolution ghost imaging with a deep neural network constraint

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Ghost imaging (GI) facilitates image acquisition under low-light conditions by single-pixel measurements and thus has great potential in applications in various fields ranging from biomedical imaging to remote sensing.However,GI usually requires a large amount of single-pixel samplings in order to reconstruct a high-resolution image,imposing a practical limit for its applications.Here we propose a far-field super-resolution GI technique that incorporates the physical model for GI image formation into a deep neural network.The resulting hybrid neural network does not need to pre-train on any dataset,and allows the reconstruction of a far-field image with the resolution beyond the diffraction limit.Furthermore,the physical model imposes a constraint to the network output,making it effectively interpretable.We experimentally demonstrate the proposed GI technique by imaging a flying drone,and show that it outperforms some other widespread GI techniques in terms of both spatial resolution and sampling ratio.We believe that this study provides a new framework for GI,and paves a way for its practical applications.
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