Bir Hareketli Platform Görüntüleme Zaman çoğullama Süper Çözme Tekniği
Summary
Optik kırılma limiti aşmak için bir yöntem sunulmuştur. Optik tekrarlayıcı Gerchberg-Saxton'dan algoritması kullanılarak faz alma ve ilk aşamanın tekrar takip görüntüleme sistemi vites: Bu yöntem, iki aşamalı bir süreci içerir. Bir sentetik lens açıklığı artan daha yüksek görüntü çözünürlüğü verimli, hareket yönü boyunca oluşturulur.
Abstract
Biz, bir nesnenin çözünürlüğünü artırmak ve bu tür bir havada kalan bir platformun ya da uydu gibi bir hareket eden görüntüleme sistemi, üzerine yerleştirilmiş bir optik sistemin bir kırılma sınırı aşılması için bir yöntem önermektedir. Çözünürlük geliştirme iki aşamalı bir süreçte elde edilir. İlk olarak, üç düşük çözünürlük farklı defocused görüntüleri esir ediliyor ve optik faz geliştirilmiş iteratif Gerchberg-Saxton'dan tabanlı algoritma kullanılarak alınır. Faz alma sayısal geri diyafram düzlemine alanını yaymak için izin verir. İkinci olarak, görüntüleme sistemi kaydırılır ve ilk adımı tekrar edilir. Diyafram düzlemde edilen optik alanlar birleştirilir ve bir sentetik delik merceği artan daha yüksek görüntü çözünürlüğü, sonuçta hareket yönü boyunca oluşturulur. Bir yöntem olup, mikrodalga rejimden iyi bilinen bir yaklaşım, anten büyüklüğü sentetik platformu boyunca artan edildiği Sentetik Diyafram Radar (SAR) olarak benzeryayılma yönü. Önerilen yöntem, laboratuvar deneyi ile gösterilmiştir.
Introduction
Radar görüntüleme, nabız Radyo Frekans (RF) bir dar açılı ışın bir platform üzerine monte edilmiş bir anten kullanılarak aktarılır. Radar sinyal yüzey 1,2 doğru bir yan görünümlü yönde iletir. Yansıyan sinyal yüzeyden saçılan ve aynı anteni 2 tarafından alınır. Alınan sinyaller bir radar görüntüye dönüştürülür. Gerçek Açıklıklı Radar (RAR) azimut yönünde çözünürlük diyafram boyut 3 dalga boyu ile orantılı ve ters orantılıdır. Bu nedenle, daha büyük bir anten azimut yüksek çözünürlük gereklidir. Ancak bu uçak ve uydu gibi bir hareket eden platformlar büyük antenini zordur. 1951 yılında Wiley 4 görüntüleme platformu hareketi tarafından oluşturulan Doppler etkisini kullanır (SAR) Sentetik Açıklıklı Radar adı verilen yeni bir radar tekniği önerdi. SAR olarak, genlik hem de alınan sinyalin faz 5 kaydedilir </sup>. SAR optik frekans yaklaşık 1-100 GHz 6 ve faz platformun üstüne monte edilmiş bir referans yerel rezonatör kullanılarak kaydedilir olduğu için bu mümkündür. Optik görüntüleme, daha kısa dalga boyları gibi görünür gibi, kullanılmış olan yaklaşık 1 um olan yakın enfraruj (NIR), yaklaşık olarak 10 ila 14 Hz arasında frekansı, yani. Alan şiddeti, yerine alan kendisi, standart silikon bazlı dedektörler kullanılarak saptanması için çok hızlı, optik faz değiştiği tespit ediliyor.
Bir optik sistem aracılığıyla bir nesne görüntüleme da, optik açıklık, bir düşük-geçiş filtresi olarak hizmet vermektedir. Bu yüzden, nesnenin yüksek frekans alan bilgi 7 kaybolur. Bu yazıda faz kaybetti ve kırınım sınırı etkisi, yani ayrı ayrı yukarıda belirtilen konuların her çözmek hedefliyoruz.
Gerchberg ve Saxton (GS) 8 optik faz retrie olabilir önerditekrarlanan bir işlem kullanarak ved. Misell 9-11 herhangi iki giriş ve çıkış uçaklar için algoritma genişletmiştir. Bu yaklaşımlar minimal ortalama kare hata (MSE) 12,13 ile bir faz dağılımının yakınsama kanıtlanmıştır. Gür ve Zalevsky 14 Misell algoritma geliştiren üç uçakları yöntem sundu.
Biz SAR uygulamada anten ile yapıldığı gibi, görüntüleme lens kayması sırasında faz geri bize sentetik tarama ekseni boyunca açıklık etkin boyutunu artırmak ve sonuç olarak ortaya görüntü çözünürlüğünü geliştirmek için izin teklif ve deneysel olarak göstermektedir.
Interferometrik ve holografiyi kullanılarak optik görüntüleme içinde SAR uygulama 16,17 iyi bilinmektedir. Ancak, önerilen yöntem (örneğin yan görünümlü hava platformu olarak) insicamsız görüntüleme için uygun hale, bir tarama görüntüleme platformu taklit hedeflenmektedir. Böylece, holografi kavramı, WHIch, bir referans ışını kullanan böyle bir uygulama için uygun değildir. Bunun yerine, revize Gerchberg-Saxton'dan algoritması fazı almak için kullanılır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu yazıda sunulan optik Yapay Açıklıklı Radar (OSAR) kavramı tarama yönünde bir nesnenin uzaysal çözünürlüğü artırmak amacıyla GS algoritması ve tarama tekniği kullanan yeni bir süper çözümlenir yaklaşımdır. Görüntüleme platformu hareketi kendi ürettiği bir hava veya uydu platformu kullanırken olabilir. Birçok zaman çoklama SR teknikleri farklı olarak, bu yöntem, görüntüleme işlemi sırasında sabit olduğu gerçeği dışında herhangi bir nesne önsel bilgi gerektirmez….
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Hiçbiri
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 |
References
- De Loor, G. P. Possibilities and uses of radar and thermal infrared systems. Photogrammetria. 24, 43-58 (1969).
- Simonett, D. S. Remote sensing with imaging radar: A review. Geoforum. , 61-74 (1970).
- Born, M., Wolf, E. . Principles of optics: electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light. , (1999).
- Wiley, C. A. Synthetic aperture radars-a paradigm for technology evolution. IEEE Trans. Aerospace Elec. Sys. 21, 440-443 (1985).
- Brown, W., Porcello, L. . An introduction to synthetic-aperture radar. , 52-62 (1969).
- Cheney, M., Borden, B. . Fundamentals of Radar Imaging. Siam. , (2008).
- Otto, R., Fritz, L. Die lehre von der bildentstehung im mikroskop von Ernst Abbe. Vieweg Braunschweig. , (1910).
- Gerchberg, W. R., Saxton, W. O. A practical algorithm for the determination of phase from image and diffraction plane pictures. Optik. 35, 237-246 (1972).
- Misell, D. L. A method for the solution of the phase problem in electron microscopy. J. Phys. D Appl. Phys. 6, (1973).
- Misell, D. L. An examination of an iterative method for the solution of the phase problem in optics and electron optics: I. Test calculations. J. Phys. D Appl. Phys. 6, 2200-2216 (1973).
- Misell, D. L. An examination of an iterative method for the solution of the phase problem in optics and electron optics. II. Sources of error. J. Phys. D Appl. Phys. 6, 2217-2225 (1973).
- Fienup, J. R. Reconstruction of an object from the modulus of its Fourier transform. Optics Lett. 3, 27-29 (1978).
- Fienup, J. R. Phase retrieval algorithms: a comparison. Appl. Optics. 21, 2758-2769 (1982).
- Gur, E., Zalevsky, Z. Image deblurring through static or time-varying random perturbation medium. J. Electron. Imaging. 18, 033016-03 (2009).
- Goodman, J. W. Introduction to Fourier Optics. Roberts & Company. , (2005).
- Tippie, A. E., Kumar, A., Fienup, J. R. High-resolution synthetic-aperture digital holography with digital phase and pupil correction. Optics Express. 19, 12027-12038 (2011).
- Lim, S., Choi, K., Hahn, J., Marks, D. L., Brady, J. Image-based registration for synthetic aperture holography. Optics Express. 19, 11716-11731 (2011).
