Multiplexage temporel de Super Résolution technique d'imagerie à partir d'une plate-forme mobile

Dans l'imagerie radar, un faisceau étroit de l'angle de l'impulsion radiofréquence (RF) est transmis en utilisant une antenne qui est montée sur une plate-forme. Le signal de radar émet dans une direction latérale-regardant vers la surface de ^1,2. Le signal réfléchi est rétrodiffusée à partir de la surface et est reçu par la même antenne ^2. Les signaux reçus sont convertis en une image radar. En radar à ouverture réelle (RAR) la résolution dans la direction d'azimut est proportionnelle à la longueur d'onde et inversement proportionnelle à la dimension de l'ouverture ^3. Ainsi, une plus grande antenne est nécessaire pour une meilleure résolution en azimut. Cependant, il est difficile de fixer une grande antenne à des plates-formes mobiles telles que des avions et des satellites. En 1951, Wiley ⁴ proposé une nouvelle technique de radar appelé radar à synthèse d'ouverture (SAR), qui utilise l'effet Doppler créée par le mouvement de la plate-forme d'imagerie. En SAR, l'amplitude et la phase du signal reçu sont enregistrés ⁵ </sup>. Ceci est possible étant donné que la fréquence optique de RS est de 1 à 100 GHz environ ⁶ et la phase est enregistré en utilisant un résonateur de référence locale installée sur le dessus de la plate-forme. Dans l'imagerie optique, des longueurs d'onde plus courtes sont utilisées, telles que le visible et le proche infrarouge (NIR), qui est d'environ 1 pm, c'est à dire la fréquence d'environ 10 Hz. ^14. L'intensité de champ, plutôt que le champ lui-même, est détecté depuis les changements de phase optique trop rapides pour la détection à l'aide de détecteurs à base de silicium standard.

Bien que l'imagerie d'un objet à travers un système optique, l'ouverture de l'optique sert de filtre passe-bas. Ainsi, la haute fréquence d'information spatiale de l'objet est perdu ^7. Dans cet article, nous nous efforçons de résoudre chacun des problèmes mentionnés ci-dessus séparément, à savoir la phase perdu et l'effet de la limite de diffraction.

Gerchberg et Saxton (GS) ⁸ ont suggéré que la phase optique peut être Retrieved en utilisant un processus itératif. Misell ^9-11 a étendu l'algorithme pour deux avions tout d'entrée et de sortie. Ces approches ont fait leurs preuves à converger vers une distribution de phase avec une erreur quadratique moyenne minimale (MSE) ^12,13. Gur et Zalevsky ¹⁴ ont présenté une méthode à trois des avions qui améliore l'algorithme Misell.

Nous proposons et démontrons expérimentalement que la restauration de la phase tout en déplaçant la lentille d'imagerie, comme cela se fait avec l'antenne en application de SAR nous permet d'augmenter de manière synthétique la taille effective de l'ouverture le long de l'axe de balayage et, éventuellement, améliorer la résolution de l'imagerie abouti.

L'application de la SAR dans l'imagerie optique par interférométrie et l'holographie est bien connu ^16,17. Cependant, la méthode proposée est destinée à imiter une plate-forme d'imagerie à balayage, ce qui convient pour l'imagerie non cohérente (comme plate-forme aéroportée visée latérale). Ainsi, le concept de l'holographie, la WHIch utilise un faisceau de référence, n'est pas adapté à une telle application. Au lieu de cela, l'algorithme de Gerchberg-Saxton révisée est utilisée afin de récupérer la phase.