北京理工大學(xué)

姓名：俞文凱

所在學(xué)科：物理學(xué)院

職稱：預(yù)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(qū)中關(guān)村南大街5號(hào)北京理工大學(xué)中心教學(xué)樓221室

個(gè)人簡(jiǎn)歷

2010-2015年，在中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心碩博連讀，獲得中國(guó)科學(xué)院大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位，曾連續(xù)兩次獲得中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)優(yōu)秀獎(jiǎng)，獲博士研究生國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金，被評(píng)為中國(guó)科學(xué)院大學(xué)及北京市普通高等學(xué)校的優(yōu)秀畢業(yè)生，2016年獲中國(guó)科學(xué)院優(yōu)秀博士學(xué)位論文（中科院百篇優(yōu)博）。

工作經(jīng)歷

2015年至今，北京理工大學(xué)物理學(xué)院工作，碩導(dǎo)。是中國(guó)光學(xué)工程學(xué)會(huì)第一屆委員會(huì)委員。

科研方向

主要研究壓縮感知、極弱光成像、時(shí)間分辨成像光譜、單光子探測(cè)、相位恢復(fù)、安全光通信、全息成像、傅里葉成像、天文遙感成像、計(jì)算成像、關(guān)聯(lián)成像、超分辨、優(yōu)化算法、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、計(jì)算機(jī)視覺、圖像處理等方向。

學(xué)術(shù)成就

原理探索：

1）將單像素照相機(jī)與單光子計(jì)數(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)邊壓縮邊采樣，獲得世界首例大像素超靈敏單光子計(jì)數(shù)成像。

2）數(shù)學(xué)和物理證實(shí)了該系統(tǒng)的成像靈敏度能夠突破系統(tǒng)所采用的單光子點(diǎn)探測(cè)器本身的探測(cè)靈敏度極限，并超出由相同單光子點(diǎn)探測(cè)模塊所組成的陣列傳感器的探測(cè)靈敏度2個(gè)數(shù)量級(jí)。

3）構(gòu)筑了兩個(gè)單像素相機(jī)串聯(lián)工作的成像光譜系統(tǒng)，僅用一個(gè)單光子點(diǎn)探測(cè)器便實(shí)現(xiàn)了成像和光譜的同時(shí)測(cè)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(jì)算鬼成像具有相同數(shù)學(xué)測(cè)量模型，利用數(shù)學(xué)原理，首次給出了鬼成像正負(fù)像現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)原理解釋。

技術(shù)研究：

1）著眼于單光子計(jì)數(shù)成像技術(shù)應(yīng)用所遇到的噪聲問題，提出并驗(yàn)證了互補(bǔ)雙像素測(cè)量、互補(bǔ)調(diào)制的去噪方法，提高圖像質(zhì)量2個(gè)數(shù)量級(jí)，成功應(yīng)用于5公里野外成像、三維重建、背景去除、氣體吸收/發(fā)射譜成像中。

2）為解決壓縮感知大圖重建中遇到的內(nèi)存存儲(chǔ)問題和計(jì)算復(fù)雜度問題，提出并驗(yàn)證了小波樹壓縮自適應(yīng)成像等方法，還提出利用Hadamard變換簡(jiǎn)化壓縮感知運(yùn)算，在不損失圖像質(zhì)量情況下，將內(nèi)存消耗由TB量級(jí)降至MB量級(jí)，重構(gòu)時(shí)間由8小時(shí)降至百秒以內(nèi)。為檢驗(yàn)快速算法的好壞，提出了基于ROC 曲線的算法評(píng)價(jià)體系。

3）利用Wirtinger Flow、truncated Wirtinger Flow進(jìn)行相位恢復(fù)，提出并驗(yàn)證了基于全變分的Wirtinger Flow相位恢復(fù)方法。

目前擔(dān)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(xué)報(bào)》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(guó)發(fā)明專利,201110328462.2授權(quán)公告日2014年7月9日

2.俞文凱,翟光杰,王超.中國(guó)發(fā)明專利,201110328748.0授權(quán)公告日2013年9月11日

3.翟光杰,杜克銘,王超,俞文凱.美國(guó)授權(quán)US008723130B2,授權(quán)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(quán)申請(qǐng)?zhí)?014-516173, 授權(quán)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(guó)發(fā)明專利,201280048647.0授權(quán)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(quán)申請(qǐng)?zhí)?014-537455, 特許第6002232號(hào)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(guó)授權(quán)US009448162B2, 授權(quán)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(guó)發(fā)明專利, 201210265434.5授權(quán)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(guó)發(fā)明專利, 201210265370.9授權(quán)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(guó)發(fā)明專利, 201210265250.9授權(quán)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(guó)發(fā)明專利, 201210265276.3授權(quán)公告日2014年9月3日

12.翟光杰,俞文凱,王超.中國(guó)發(fā)明專利,201310027659.1授權(quán)公告日2014年11月12日

13.翟光杰,俞文凱,王超.中國(guó)發(fā)明專利, 201310028319.0授權(quán)公告日2015年2月4日

14.翟光杰,俞文凱,王超.中國(guó)發(fā)明專利, 201310027775.3授權(quán)公告日2014年12月31日并獲香港標(biāo)準(zhǔn)專利注冊(cè)和批準(zhǔn)申請(qǐng)?zhí)?13111785.1

15.李申,翟光杰,吳令安,姚旭日,俞文凱,劉雪峰,王超.中國(guó)發(fā)明專利, 201310037772.8

16.劉雪峰,翟光杰,王超,姚旭日,俞文凱.中國(guó)發(fā)明專利, 201410232623.1授權(quán)公告日2016年2月3日

17.劉雪峰,翟光杰,王超,俞文凱,姚旭日.中國(guó)發(fā)明專利, 201410232184.4授權(quán)公告日2017年1月11日

18.劉雪峰,翟光杰,王超,俞文凱,姚旭日.中國(guó)發(fā)明專利, 201410231481.7授權(quán)公告日2016年3月30日

19.俞文凱,趙清,葛墨林,翟光杰,劉雪峰,姚旭日.中國(guó)發(fā)明專利, 201610080128.2專利申請(qǐng)日2016年2月4日

20.俞文凱,趙清,葛墨林,翟光杰,劉雪峰,姚旭日.中國(guó)發(fā)明專利, 201610080112.1專利申請(qǐng)日2016年2月4日

21.俞文凱,趙清,葛墨林,翟光杰,姚旭日,劉雪峰.中國(guó)發(fā)明專利, 201610080643.0專利申請(qǐng)日2016年2月4日

22.俞文凱,趙清,葛墨林,翟光杰,姚旭日,劉雪峰.中國(guó)發(fā)明專利, 201610080287.2專利申請(qǐng)日2016年2月4日

23.俞文凱,熊安東,趙清.中國(guó)發(fā)明專利, 201611152055.X專利申請(qǐng)日2016年12月14日

24.俞文凱,趙清,葛墨林,翟光杰,劉雪峰,姚旭日.中國(guó)實(shí)用新型專利, 201620114797.2授權(quán)公告日2016年10月12日

25.俞文凱,趙清,葛墨林,翟光杰,劉雪峰,姚旭日.中國(guó)實(shí)用新型專利, 201620115156.9授權(quán)公告日2016年10月12日

26.俞文凱,趙清,葛墨林,翟光杰,姚旭日,劉雪峰.中國(guó)實(shí)用新型專利, 201620114862.1授權(quán)公告日2016年10月12日

27.俞文凱,趙清,葛墨林,翟光杰,姚旭日,劉雪峰.中國(guó)實(shí)用新型專利, 201620114899.4授權(quán)公告日2016年10月12日

28.俞文凱,熊安東,趙清.中國(guó)實(shí)用新型專利,201621370303.3專利申請(qǐng)日2016年12月14日