可動プラットホームからの撮像のための時間多重超解像技術
Summary
光の回折限界を克服するための方法が提示される。光学的反復Gerchberg-Saxtonのアルゴリズムを用いて位相回復、及び第1ステップの繰り返しが続くイメージングシステムシフト：この方法は、二段階プロセスを含む。合成的に増加したレンズ口径より高い撮像分解能が得られる、移動方向に沿って生成される。
Abstract
我々は、オブジェクトの解像度を増加させ、そのような空中プラットフォームまたは衛星等の移動撮像システムの上に設置された光学系の回折限界を克服するための方法を提案する。解像度向上は、2段階のプロセスで得られる。まず、3つの低解像度の異なる方法でデフォーカス画像がキャプチャされ、光位相は、改善された反復Gerchberg-サクストンベースのアルゴリズムを使用して取得されます。位相回復は数値的に戻って開口面にフィールドを伝播することができます。第二に、撮像システムがシフトされ、最初のステップは繰り返される。開口面で得られた光のフィールドが組み合わされ、合成的に増加したレンズ口径より高い撮像分解能が得られる、移動方向に沿って生成される。この方法は、マイクロ波領域からよく知られているアプローチは、アンテナのサイズは、合成プラットフォームに沿って増加させた合成開口レーダ（SAR）と呼ばれる類似している伝搬方向。提案手法は、実験室での実験により実証されている。
Introduction
レーダイメージングでは、パルス無線周波数（RF）の狭角ビームは、プラットフォーム上に装着されたアンテナを用いて送信される。レーダ信号は、表面1,2に向けた側に見える方向に送信します。反射信号は、表面から後方散乱され、同じアンテナ2で受信される。受信された信号は、レーダー画像に変換される。実開口レーダ（RAR）においてアジマス方向の分解能は波長に比例し、開口寸法3に反比例する。このように、より大きなアンテナが高い方位分解能に必要です。しかし、このような航空機や人工衛星等の移動プラットフォームに大アンテナを取り付けることは困難である。 1951年、ワイリー4は撮影台の移動によって作成されたドップラー効果を利用した合成開口レーダ（SAR）と呼ばれる新しいレーダー技術を提案した。 SARは、振幅並びに受信信号の位相が記録されている5 </SUP>。 SAR光周波数が約1〜100ギガヘルツ6と位相は、プラットフォーム上にインストール基準局所共振器を用いて記録されているので、これは可能である。光学イメージングにおいて、より短い波長は、例えば約10〜14ヘルツの、すなわち 、可視および近赤外（NIR）、約1μmである周波数として、使用されている。むしろフィールド自体よりも電界強度は、標準的なシリコンベースの検出器を用いて検出するための速すぎる光学位相が変化するので検出されている。
光学系を介して被写体を撮像しつつ、光学系の開口は、ローパスフィルタとして機能する。このように、対象物の高域空間情報は、7を失っている。本論文では、位相が失われ、回折限界の影響、 すなわち 、別々に上記の問題のそれぞれを解決することを目指しています。
Gerchbergとサクストン（GS）8は、光の位相をretrieできることが示唆反復プロセスを使用してVED。 Misell 9月11日は、任意の2つの入力と出力の飛行機のためのアルゴリズムを拡張しました。これらのアプローチは、最小平均二乗誤差（MSE）12,13と位相分布に収束することが証明されている。 GURとZalevsky 14は Misellアルゴリズムを改善し3平面方式を提示した。
我々は、SARアプリケーションのアンテナを用いて行われるように、結像レンズをずらしながら位相を復元するボランティア合成的に走査軸に沿った開口部の有効サイズを増加させ、最終的に得られた撮像分解能を改善することを可能にすることを提案し、実験的に実証している。
ホログラフィ干渉法を用いる光学イメージングにおけるSARの適用は、16,17周知である。しかし、提案された方法は、（このような側面に見える空中プラットフォームとして）非コヒーレントイメージングに適して、走査型イメージングプラットフォームを模倣するために目的としています。このように、ホログラフィーの概念、WHIchが、参照ビームを使用するような用途には適していない。代わりに、修正されたGerchberg-Saxtonのアルゴリズムは、位相を取得するために使用される。
Protocol
Representative Results
Discussion
本論文で提示されている光学用合成開口レーダ（OSAR）の概念は、スキャンの方向に物体の空間分解能を向上させるために、GSアルゴリズムと走査技術を使用して新しいスーパー解決アプローチです。空中または衛星プラットフォームを使用しながら、撮影台の移動は、自己生成することができる。多くの時間多重SR技術とは異なり、我々の方法は、画像化プロセス中に静止しているという事?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
なし
Materials
| Red Laser Module | Thorlabs | LDM635 | |
| 10X Galilean Beam Expander | Thorlabs | BE10M-A | |
| Negative 1951 USAF Test Target | Thorlabs | R3L3S1N | |
| Filter holder for 2" Square Filters | Thorlabs | FH2 | |
| 1" Linear Translation Stage | Thorlabs | PT1 | X2 |
| Lens Mount for Ø1" Optics | Thorlabs | LMR1 | |
| Lens f = 100.0mm | Thorlabs | AC254-100-A | |
| Graduated Ring-Activated Iris Diaphragm | Thorlabs | SM1D12C | |
| 2.5×2.5mm Aperture Ø1" | Indoor production | ||
| High Resolution CMOS Camera | Thorlabs | DCC1545M |
Riferimenti
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