Bir Hareketli Platform Görüntüleme Zaman çoğullama Süper Çözme Tekniği

Bu prosedürün genel amacı, bir taramalı görüntüleme platformunun lens açıklığını sentetik olarak artırmaktır. Bu, öncelikle sistemin optik ekseni boyunca hareket ederken bir hedefin farklı şekilde odak dışı bırakılmış üç düşük çözünürlüklü görüntüsünün yakalanmasıyla gerçekleştirilir. İkinci adım, tüm görüntüleme sistemini dik olarak kaydırmak ve ardından hedefin üç odak dışı görüntüsünü almaktır.

Ardından, görüntüleme sistemini optik eksenin diğer tarafına kaydırın ve hedefin üç adet daha odak dışı görüntüsünü yakalayın. Son adım, optik alanları belirlemek için optik fazların sayısal olarak geri getirilmesi ve ardından süper çözünürlüklü bir görüntü elde etmek için bunların uygun şekilde birleştirilmesidir. Sonuç olarak, hareket yönü boyunca sentetik olarak artırılmış bir lens açıklığı oluşturularak daha yüksek görüntüleme çözünürlüğü sağlanır.

Önerilen tekniğin diğer zaman çoklamalı süper çözünürlüklü yaklaşımlara göre temel avantajı, tekniğimizin pasif olması ve bu nedenle süper çözünürlüklü görüntüyü elde etmek için daha sonra kullanılmayan kodlama desenlerinin projeksiyonuna ihtiyaç duymamasıdır. Bu deney normalde göreceli karanlıkta gerçekleştirilir. Ancak, protokolün daha iyi görselleştirilebilmesi için videonun bazı kısımları ışık açıkken çekilmiştir. Kuruluma, lazer ışını genişletici merceğin ve kameranın aynı optik eksen üzerinde kaba olarak hizalanmasıyla başlayın. Optik eksene dik olarak hassas hareketlere izin vermek için hem merceği hem de kamerayı bir translasyon tablasına monte edin.

Ek olarak, optik eksene paralel küçük hareketler sağlamak için kamerayı bir translasyon tablasına monte edin. Lazeri açın ve ışığın lensin merkezinden geçtiğinden emin olmak için bir diyafram iris kullanın. Ardından, kamerayı açın ve lazer ışınının hizalamasını kontrol etmek için lineer Z tablasını kullanın.

Hizalandığında, odak dışı bırakma işlemi kameranın yalnızca noktanın boyutunu değiştirmesine neden olur, ancak noktanın yanal kaymasına yol açmaz. Hizalama tamamlandıktan sonra, ışın genişleticinin önüne bir US Air Force test hedefi yerleştirin. Hedefi, içinden geçen ışığın lensin merkezinden geçecek şekilde konumlandırın.

Hedefi odaklamak için lineer Z tablasını kullanın. Kameranın bu başlangıç xz konumu, referans noktası olarak hizmet edecektir. Odaklama tamamlandığında, 0,1 inçlik kare diyaframı yerleştirin ve hedefin ilk görüntüsünü yakalayın.

Şimdi doğrusal Z tablasını ayarlayın. Kamerayı hedeften 0,2 inç uzaklaştırmak için bu tabloyu kullanın. Hedefin ikinci bir görüntüsünü yakalayın ve kamerayı 0,2 inç daha uzaklaştırın.

Üçüncü bir görüntü alın. Bu üç görüntü B serisi olarak adlandırılacaktır. Devam etmeden önce kamerayı orijinal sabitleme konumuna geri getirin.

Çapa konumuna döndükten sonra, lineer X tablası kaydırmasını kullanmaya başlayın. Tüm görüntüleme sistemini yanlamasına pozitif 0.1 inç mesafeye kaydırın. Görüntüleme sistemi şu an lazer ışınının merkezinin dışındadır.

Bu konumdan hedefin bir görüntüsünü yakalayın. Kamerayı hedeften 0.2 inches uzaklaştıracak şekilde Z tablasını ayarlayın. Bir görüntü yakalayın ve ardından kamerayı 0.2 inches geri hareket ettirin.

Hedefin üçüncü bir görüntüsünü alın. Bu üç görüntü A serisi olarak adlandırılacaktır. Kamerayı çıpa konumuna geri getirin.

Çapa konumundan başlayarak, kamerayı -0.1 inç kaydırın. Diğer serilerle aynı Z konumlarında üç görüntü daha yakalayın. Bu görüntüler C serisini oluşturacaktır.

Kamera yalnızca alan şiddetini yakaladığı için optik faz bilgisi kaybolur. Bu bilgiyi geri kazanmak ve optik alanı bulmak için sayısal üç düzlem yönteminden yararlanın. Her bir görüntü serisinin optik alanı bulunduğunda, B serisinin optik alanını A serisi için kullanılan mercek düzlemine geri yaymak (back propagate) için fenomenal serbest uzay integralini kullanın.

Alanının, optik eksene göre konumunu yansıtacak şekilde kaydırıldığından emin olun. Optik alanını lens düzlemine serbest uzayda iletin. Aynı adımları optik eksenin altındaki C serisi için tekrarlayın.

Açıklık boyutunu sentetik olarak artırmak için üç alanı toplayarak birleştirin. Son olarak, elde edilen alanı görüntü düzlemine serbest uzayda yayılım yaptırın. Deneyde kullanılan hedef, burada yüksek çözünürlüklü bir görüntüyle gösterilen negatif 1951 USAF test hedefidir.

Bunu, optik eksendeki çapa konumunda alınan düşük çözünürlüklü görüntü ile karşılaştırın. Süper çözünürlüklü görüntüde çözünürlük çubuklarının hiçbiri görünür değildir. Dikey çubuklar, sağdaki üçüncü öğeye kadar görünür durumdadır.

Diyafram yalnızca yatay X yönünde artırıldığı için, yatay çubukların çözünürlüğünde bir iyileşme olmamıştır. Bu videoyu izledikten sonra, görüntüleme platformunun hareketini ve sayısal hesaplamayı kullanarak lens diyaframını sentetik olarak artıran pasif bir süper çözünürlük sisteminin nasıl çalıştığına dair iyi bir anlayışa sahip olmalısınız. Gördüğünüz gösterim bir optik bank üzerinde olsa da, önerilen kavram gerçek hava görüntüleme sistemleri için uygulanabilirdir.