Tiempo Multiplexing Súper Resolución Técnica de la Imagen de una plataforma móvil

El objetivo general de este procedimiento es aumentar sintéticamente la apertura de la lente de una plataforma de imágenes de escaneo. Esto se logra capturando primero tres imágenes de baja resolución y desenfocadas de manera diferente de un objetivo mientras se mueve a lo largo del eje óptico del sistema. El segundo paso es desplazar todo el sistema de imágenes perpendicularmente y, a continuación, tomar tres imágenes desenfocadas del objetivo.

A continuación, mueva el sistema de imágenes al otro lado del eje óptico y capture tres imágenes más desenfocadas del objetivo. El paso final es recuperar numéricamente las fases ópticas para determinar los campos ópticos y luego combinarlos adecuadamente para lograr una imagen súper resuelta. En última instancia, se genera una apertura de lente sintéticamente aumentada a lo largo de la dirección del movimiento, lo que produce una mayor resolución de imagen.

La principal ventaja de la técnica propuesta frente a otros enfoques de superresolución de multiplexación en el tiempo es que nuestra técnica es pasiva, y por lo tanto no requiere la proyección de patrones de codificación que posteriormente no se utilizan para obtener la imagen superresuelta, este experimento se realiza normalmente en oscuridad relativa. Sin embargo, parte del video se filma con la luz encendida Para visualizar mejor el protocolo, comience a configurar con la alineación aproximada de la lente del expansor del rayo láser y la cámara en el mismo eje óptico. Monta tanto el objetivo como la cámara en una etapa de traslación para permitir movimientos sutiles perpendiculares al eje óptico.

Además, monte la cámara en una platina de traslación para obtener pequeños movimientos paralelos al eje óptico. Encienda el láser y use un iris de apertura para asegurarse de que la luz pase por el centro de la lente. A continuación, encienda la cámara y utilice la platina lineal Z para comprobar la alineación del rayo láser.

Cuando está alineado, desenfocando, la cámara solo hará que el punto cambie de tamaño, pero no causará un desplazamiento lateral del punto. Una vez completada la alineación, inserte un objetivo de prueba de la Fuerza Aérea de los EE. UU. frente al expansor de haz. Coloque el objetivo de modo que la luz que lo atraviese pase por el centro de la lente.

Utilice la etapa Z lineal para enfocar el objetivo. Esta posición xz inicial de la cámara servirá como punto de anclaje. Una vez logrado el enfoque, inserte la apertura cuadrada de 0,1 pulgadas y capture la primera imagen del objetivo.

Ahora ajuste la etapa Z lineal. Úselo para alejar la cámara del objetivo 0,2 pulgadas. Capture una segunda imagen del objetivo, mueva la cámara a otras 0,2 pulgadas de distancia.

Toma una tercera imagen. Estas tres imágenes se denominarán serie B. Vuelva a colocar la cámara en su posición de anclaje original antes de continuar.

Después de volver a la posición de anclaje, comience a usar el cambio de etapa lineal X. Todo el sistema de imágenes lateralmente a una distancia positiva de 0,1 pulgadas. El sistema de imágenes ahora está fuera del centro del rayo láser.

Captura una imagen del objetivo desde esta posición. Ajuste la etapa Z para alejar la cámara del objetivo 0,2 pulgadas. Captura una imagen y, a continuación, muévela hacia atrás otras 0,2 pulgadas.

Toma una tercera imagen del objetivo. Estas tres imágenes se denominarán la serie A. Vuelva a colocar la cámara en la posición de anclaje.

Comenzando en la posición de anclaje, desplaza el negativo de la cámara 0,1 pulgadas. Captura tres imágenes más en las mismas posiciones Z que las otras series. Estas imágenes serán de la serie C.

Dado que la cámara captura solo la intensidad del campo, la información de la fase óptica se pierde. Para recuperarlo y encontrar el campo óptico, haga uso del método numérico de tres planos. Una vez que se encuentra el campo óptico de cada serie de imágenes, use la integral del espacio libre feno para propagar el campo óptico de la serie B a la lente que juega para la serie A.

Asegúrese de que el campo esté desplazado para reflejar su posición con respecto al eje óptico. El espacio libre propaga su campo óptico al plano de la lente. Repita los mismos pasos para la serie C por debajo del eje óptico.

Suma los tres campos para combinarlos y aumentar sintéticamente el tamaño de apertura. Por último, el espacio libre propaga el campo resultante al plano de la imagen. El objetivo utilizado en el experimento fue el objetivo de prueba negativo de la USAF de 1951 que se muestra aquí en una imagen de alta resolución.

Compare esto con la imagen de baja resolución tomada en la posición de anclaje en el eje óptico. Ninguna de las barras de resolución es visible en la imagen superresuelta. Las barras verticales son visibles hasta el tercer elemento a la derecha.

Debido a que la apertura solo se incrementó en la dirección horizontal X, no hay mejora en la resolución de las barras horizontales. Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo un sistema pasivo de súper resolución que aumenta sintéticamente la apertura de la lente mediante el uso del movimiento de la plataforma de imágenes y el cálculo numérico. Aunque la demostración que vio fue en un banco óptico, el concepto propuesto es factible para sistemas reales de imágenes aéreas.