發(fā)布時(shí)間：2018-01-10 22:12

  本文關(guān)鍵詞：波前編碼超分辨成像技術(shù)　出處：《紅外與激光工程》2016年04期 　論文類型：期刊論文

  更多相關(guān)文章： 波前編碼 計(jì)算成像 焦深拓展 超分辨率

【摘要】：波前編碼作為一種經(jīng)典的計(jì)算成像技術(shù),以能夠大幅度拓展光學(xué)成像系統(tǒng)的焦深而聞名,并得到了學(xué)術(shù)界及工業(yè)界長期的關(guān)注。實(shí)際上,除了焦深的拓展,波前編碼還具備實(shí)現(xiàn)超分辨率成像的潛力,而這在已有的研究中鮮有討論。一方面,相位掩膜板的引入在降低光學(xué)系統(tǒng)傳遞函數(shù)并使其對離焦不敏感的同時(shí),也有效降低了欠采樣數(shù)字成像系統(tǒng)中的混疊效應(yīng),從而提供了更適合于進(jìn)行超分辨率重構(gòu)的數(shù)據(jù)源。另一方面,相位掩膜板所引起的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)支持域的巨大化效應(yīng)使得以數(shù)字的方式、從采樣間隔可以被認(rèn)為是無限小的、理想的光學(xué)焦平面點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)來計(jì)算與特定探測器物理像元大小相對應(yīng)的采樣點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)成為可能。因此,從這兩個特點(diǎn)出發(fā),提出了一種為波前編碼系統(tǒng)定制的、基于單幀圖像放大的超分辨率重構(gòu)算法,并且研制了原型樣機(jī)對超分辨率的效果進(jìn)行了檢驗(yàn)。試驗(yàn)表明:焦距50 mm/F數(shù)4.5的Cooke三片系統(tǒng)除了焦深拓展超過20倍且具有接近衍射受限成像品質(zhì)之外,利用復(fù)原算法能夠?qū)崿F(xiàn)至少3倍的高品質(zhì)超分辨率重建效果。
[Abstract]:Wavefront encoding as a classical calculation of imaging technology, to expand substantially the focal depth of the optical imaging system is known, and has been in academia and industry long-term attention. In fact, in addition to expand the depth of focus, but also have to realize super resolution wavefront encoding imaging potential, which is rarely in the existing research in the discussion. On the one hand, the phase mask is introduced in the transfer function and makes it insensitive to defocus and reduce the optical system, but also effectively reduces the aliasing effect under sampling in digital imaging system, which can provide more suitable for super resolution reconstruction of the data source. On the other hand, phase mask the membrane plate caused by the point spread function of the huge effect of the support domain makes the digital way from the sampling interval can be considered to be infinitely small, the ideal optical focal point spread function is calculated with the specific detector physics like The size of the sample point spread function possible. Therefore, based on these two characteristics, proposed a system for wavefront encoding customization, super-resolution reconstruction algorithm based on single frame amplification, and developed a prototype to test the super resolution effect. Experiments show that the focal length of 50 mm/F number 4.5 of the Cooke three system in addition to expand more than 20 times the depth of focus and has near diffraction limited imaging quality, the restoration algorithm can achieve at least 3 times of high quality super resolution reconstruction.

【作者單位】： 中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所空間光學(xué)應(yīng)用研究室;西安電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(61107008,61203372,61105017)
【分類號】：TP391.41
【正文快照】： 0引言波前編碼是一種能夠有效拓展光學(xué)成像系統(tǒng)景深的計(jì)算成像技術(shù)。自1995年由美國科羅拉多大學(xué)的Cathey和Dowski提出以來就受到了學(xué)術(shù)界及工業(yè)界的廣泛關(guān)注[1]。通過在成像系統(tǒng)的孔徑平面上添加一塊經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的相位掩膜板,如經(jīng)典的三次方型相位板[1],對數(shù)型及改進(jìn)的對數(shù)

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本文編號：1406990