Name: time multiplexing super resolving technique for imaging from a moving platform
Uploaded: 2014-02-12T22:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Time Multiplexing Super Resolving Technique for Imaging from a Moving Platform at JoVE.com

1.. Opsætning Justering <ol><li> Start med groft tilpasse laser, strålen expender, linsen, og kameraet på samme akse, og dette ville være den optiske akse. </li><li> Tænd for laseren (uden USAT mål), og sørg for, at lyset passerer gennem midten af ​​linsen. Brug en blænde iris at verificere. </li><li> Tænd kameraet, og sørg for, at lyset fokuserer på midten af ​​kameraet. </li><li> Skift tilbage kameraet ved hjælp af den lineære z fase. Da systemet går ud af fokus, vil lysplet vokse. Kontroller, ...

<ol>
	<li>De Loor, G. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Possibilities+and+uses+of+radar+and+thermal+infrared+systems.">Possibilities and uses of radar and thermal infrared systems.</a> Photogrammetria. 24, 43-58 (1969).</li><li>Simonett, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Remote+sensing+with+imaging+radar:+A+review.">Remote sensing with imaging radar: A review.</a> Geoforum. , 61-74 (1970).</li><li>Born, M., Wolf, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Principles of optics: electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light. , (1999).</li><li>Wiley, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthetic+aperture+radars-a+paradigm+for+technology+evolution.">Synthetic aperture radars-a paradigm for technology evolution.</a> IEEE Trans. Aerospace Elec. Sys. 21, 440-443 (1985).</li><li>Brown, W., Porcello, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> An introduction to synthetic-aperture radar. , 52-62 (1969).</li><li>Cheney, M., Borden, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Fundamentals of Radar Imaging. Siam. , (2008).</li><li>Otto, R., Fritz, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Die+lehre+von+der+bildentstehung+im+mikroskop+von+Ernst+Abbe.">Die lehre von der bildentstehung im mikroskop von Ernst Abbe.</a> Vieweg Braunschweig. , (1910).</li><li>Gerchberg, W. R., Saxton, W. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+practical+algorithm+for+the+determination+of+phase+from+image+and+diffraction+plane+pictures.">A practical algorithm for the determination of phase from image and diffraction plane pictures.</a> Optik. 35, 237-246 (1972).</li><li>Misell, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+method+for+the+solution+of+the+phase+problem+in+electron+microscopy.">A method for the solution of the phase problem in electron microscopy.</a> J. Phys. D Appl. Phys. 6, (1973).</li><li>Misell, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+examination+of+an+iterative+method+for+the+solution+of+the+phase+problem+in+optics+and+electron+optics:+I.+Test+calculations.">An examination of an iterative method for the solution of the phase problem in optics and electron optics: I. Test calculations.</a> J. Phys. D Appl. Phys. 6, 2200-2216 (1973).</li><li>Misell, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+examination+of+an+iterative+method+for+the+solution+of+the+phase+problem+in+optics+and+electron+optics.">An examination of an iterative method for the solution of the phase problem in optics and electron optics.</a> II. Sources of error. J. Phys. D Appl. Phys. 6, 2217-2225 (1973).</li><li>Fienup, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reconstruction+of+an+object+from+the+modulus+of+its+Fourier+transform.">Reconstruction of an object from the modulus of its Fourier transform.</a> Optics Lett. 3, 27-29 (1978).</li><li>Fienup, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phase+retrieval+algorithms:+a+comparison.">Phase retrieval algorithms: a comparison.</a> Appl. Optics. 21, 2758-2769 (1982).</li><li>Gur, E., Zalevsky, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Image+deblurring+through+static+or+time-varying+random+perturbation+medium.">Image deblurring through static or time-varying random perturbation medium.</a> J. Electron. Imaging. 18, 033016-03 (2009).</li><li>Goodman, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Introduction+to+Fourier+Optics.">Introduction to Fourier Optics.</a> Roberts &amp; Company. , (2005).</li><li>Tippie, A. E., Kumar, A., Fienup, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-resolution+synthetic-aperture+digital+holography+with+digital+phase+and+pupil+correction.">High-resolution synthetic-aperture digital holography with digital phase and pupil correction.</a> Optics Express. 19, 12027-12038 (2011).</li><li>Lim, S., Choi, K., Hahn, J., Marks, D. L., Brady, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Image-based+registration+for+synthetic+aperture+holography.">Image-based registration for synthetic aperture holography.</a> Optics Express. 19, 11716-11731 (2011).</li></ol>

Den optiske Synthetic Aperture Radar (Osar) koncept, der præsenteres i dette papir er en ny super løst tilgang, der bruger GS algoritme og scanning teknik for at forbedre den rumlige opløsning af et objekt i retning af scanningen. Bevægelsen af ​​imaging-platformen kan være selv-genereret, mens du bruger en luftbåren eller satellit-platform. I modsætning til mange tidsmultioverføring SR teknikker, er vores metode kræver ikke nogen a priori information af objektet, bortset fra det faktum, at det er ...

I radar billedbehandling, er en smal vinkel stråle af puls Radio Frequency (RF) overføres via en antenne, der er monteret på en platform. Radarsignalet transmitterer i en side-leder retning mod overfladen 1,2. Det reflekterede signal tilbagespredes fra overfladen og bliver modtaget af den samme antenne 2. De modtagne signaler konverteres til et radarbillede. In Real Aperture Radar (RAR) opløsningen i azimuth retningen er proportional med bølgelængde og omvendt proportional med dimensionen 3 blænde. Således er en større antenne kræves for højere azimuth opløsning. Det er imidlertid vanskeligt at fastgøre stor antenne med en bevægelig platforme såsom flyvemaskiner og satellitter. I 1951 Wiley 4 foreslog en ny radar teknik kaldet Synthetic Aperture Radar (SAR), som bruger Doppler-effekten skabt ved bevægelsen af imaging-platformen. I SAR er amplituden samt fase af det modtagne signal registreret 5 </sup&gt;. Dette er muligt, fordi den SAR optisk frekvens er omkring 1-100 GHz 6, og den fase er optaget ved hjælp af en henvisning lokal resonator monteret oven på platformen. I optisk billeddannelse kortere bølgelængder, der anvendes, som det synlige og det nær infrarøde (NIR), som er omkring 1 um, dvs frekvens på omkring 10 14 Hz. Feltintensiteten, snarere end selve feltet, der registreres, idet de optiske faseændringer for hurtigt til påvisning ved hjælp af standard siliciumbaserede detektorer. Mens billeddannelse et objekt gennem et optisk system, blænde af den optik fungerer som en low-pass filter. Således er den højfrekvente geografisk information af objektet tabt 7. I dette papir vi sigter mod at løse hver af de ovennævnte spørgsmål hver for sig, dvs den fase tabt, og diffraktionsgrænsen effekt. Gerchberg og Saxton (GS) 8 foreslået, at den optiske fase kan retrieaba ved hjælp af en iterativ proces. Misell 9-11 har forlænget algoritme for to input og output fly. Disse metoder har vist sig at konvergere til en fase fordeling med en minimal gennemsnitlig firkantet fejl (MSE) 12,13. Gur og Zalevsky 14 præsenteret en tre fly metode, der forbedrer Misell algoritme. Vi foreslår og demonstrere eksperimentelt at genoprette fase mens skiftende afbildningslinsen, som gøres med antennen i SAR ansøgning giver os mulighed for syntetisk forøge den effektive størrelse af åbningen langs scanning akse og i sidste ende forbedre resulterede imaging opløsning. Anvendelsen af SAR i optisk billeddannelse ved hjælp af interferometri og holografi er velkendt 16,17. Imidlertid er den foreslåede metode sigter til at efterligne en scanning imaging platform, hvilket gør den velegnet til ikke-kohærent imaging (såsom side-leder luftbårne platform). Således begrebet holografi, whilm anvender en referencestråle, er ikke egnet til en sådan anvendelse. I stedet er den reviderede Gerchberg-Saxton algoritme, der anvendes med henblik på at hente den fase.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1141">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="22">
			<td align="left" height="22" style="height:22px;width:311px;">Red Laser Module</td>
			<td style="width:311px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:259px;"><a href="http://thorlabs.com/thorProduct.cfm?partNumber=LDM635">LDM635</a></td>
			<td style="width:261px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td align="left" height="22" style="height:22px;width:311px;">10X Galilean Beam Expander</td>
			<td style="width:311px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:259px;"><a href="http://thorlabs.com/thorProduct.cfm?partNumber=BE10M-A">BE10M-A</a></td>
			<td style="width:261px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td align="left" height="22" style="height:22px;width:311px;">Negative 1951 USAF Test Target</td>
			<td style="width:311px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:259px;"><a href="http://thorlabs.com/thorProduct.cfm?partNumber=R3L3S1N">R3L3S1N</a></td>
			<td style="width:261px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td align="left" height="22" style="height:22px;width:311px;">Filter holder for 2&#34; Square Filters</td>
			<td style="width:311px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:259px;"><a href="http://thorlabs.com/thorProduct.cfm?partNumber=FH2">FH2</a></td>
			<td style="width:261px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td align="left" height="22" style="height:22px;width:311px;">1&#34; Linear Translation Stage</td>
			<td style="width:311px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:259px;"><a href="http://thorlabs.com/thorProduct.cfm?partNumber=PT1">PT1</a></td>
			<td style="width:261px;">X2</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td align="left" height="22" style="height:22px;width:311px;">Lens Mount for &#216;1&#34; Optics</td>
			<td style="width:311px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:259px;"><a href="http://thorlabs.com/thorProduct.cfm?partNumber=LMR1">LMR1</a></td>
			<td style="width:261px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td align="left" height="22" style="height:22px;width:311px;">Lens f = 100.0mm</td>
			<td style="width:311px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:259px;"><a href="http://thorlabs.com/thorProduct.cfm?partNumber=AC254-100-A">AC254-100-A</a></td>
			<td style="width:261px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td align="left" height="22" style="height:22px;width:311px;">Graduated Ring-Activated Iris Diaphragm</td>
			<td style="width:311px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:259px;"><a href="http://www.thorlabs.com/thorproduct.cfm?partnumber=SM1D12C">SM1D12C</a></td>
			<td style="width:261px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td align="left" height="22" style="height:22px;width:311px;">2.5x2.5mm Aperture &#216;1&#34;</td>
			<td style="width:311px;"></td>
			<td style="width:259px;"></td>
			<td style="width:261px;">Indoor production</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td align="left" height="22" style="height:22px;width:311px;">High Resolution CMOS Camera</td>
			<td style="width:311px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:259px;"><a href="http://thorlabs.com/thorProduct.cfm?partNumber=DCC1545M">DCC1545M</a></td>
			<td style="width:261px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

time multiplexing super resolving technique for imaging from a moving platform

Vi foreslår en fremgangsmåde til at øge opløsningen af ​​et objekt og overvinde diffraktionsgrænsen i et optisk system, der er installeret på toppen af ​​en bevægelig imaging system, såsom en luftbåren platform eller satellit. Resolutionen forbedring opnås i en to-trins proces. Først tre lav opløsning forskelligt defocused billeder blive fanget og den optiske fase hentes ved hjælp af en forbedret iterativ Gerchberg-Saxton baserede algoritme. Den hentning fase gør det muligt at numerisk tilbage udbrede feltet til aperturplanet. For det andet er det billeddannende system flyttet, og det første trin gentages. De opnåede optiske felter på aperturplanet kombineres og et syntetisk øget blænden genereres langs retningen af ​​bevægelse, hvilket giver en højere imaging opløsning. Fremgangsmåden ligner en velkendt fremgangsmåde fra mikrobølgeovn ordning kaldet Synthetic Aperture Radar (SAR), hvor antennens størrelse er syntetisk steget sammen platformenformering retning. Den foreslåede metode er demonstreret gennem laboratorieforsøg.

<html> Et eksempel på de ni optagne billeder (tre ude af fokus billeder i tre laterale positioner) er vist i figur 3.. Et eksempel på GS konvergens er vist i fig. 4. Korrelationskoefficienten for den centrale billede I 1, b er over 0,95, og korrelationskoefficienten for den side billeder, jeg 1, a, og jeg 1, c er over 0,85 (i fuld numerisk simulering de alle passerede 0,99). Et repræsentativt re...

Watch this Scientific Journal Video about Time Multiplexing Super Resolving Technique for Imaging from a Moving Platform at JoVE.com

Time Multiplexing Super Resolving Technique for Imaging from a Moving Platform

En metode til at overvinde optisk diffraktion grænse den præsenteres. Metoden indeholder en to-trins proces: optisk fase hentning hjælp iterative Gerchberg-Saxton algoritme, og imaging system gearskift efterfulgt af gentagelse af det første skridt. Et syntetisk øget blænden genereres langs retningen af ​​bevægelse, hvilket giver en højere imaging opløsning.

Time Multiplexing Super Løsning Teknik for Imaging fra en kørende Platform

We propose a method for increasing the resolution of an object and overcoming the diffraction limit of an optical system installed on top of a moving ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Visualization of High Speed Liquid Jet Impaction on a Moving Surface

Visualisering af High Speed ​​Liquid Jet Impaction på en bevægende Surface

Two apparatuses for examining liquid jet impingement on a high-speed moving surface are described: an air cannon device (for examining surface speeds ...

Measurement of Scattering Nonlinearities from a Single Plasmonic Nanoparticle

Måling af Spredning ulineariteter fra en enkelt plasmoniske Nanopartikel

Plasmonics, which are based on the collective oscillation of electrons due to light excitation, involve strongly enhanced local electric fields and thus ...

Use of a Multi-compartment Dynamic Single Enzyme Phantom for Studies of Hyperpolarized Magnetic Resonance Agents

Anvendelse af en Multi-rum Dynamic Single Enzyme Phantom for Studier af Hyperpolariserede Magnetic Resonance Agenter

Imaging of hyperpolarized substrates by magnetic resonance shows great clinical promise for assessment of critical biochemical processes in real time. Due ...

A High Performance Impedance-based Platform for Evaporation Rate Detection

En High Performance Impedans-baserede Platform for Fordampningshastighed Detection

This paper describes the method of a novel impedance-based platform for the detection of the evaporation rate. The model compound hyaluronic acid was ...

A Robotic Platform to Study the Foreflipper of the California Sea Lion

En robot platform til at studere den Foreflipper af California Sea Lion

The California sea lion (Zalophus californianus), is an agile and powerful swimmer. Unlike many successful swimmers (dolphins, tuna), they generate most ...

Microfluidic Imaging Flow Cytometry by Asymmetric-detection Time-stretch Optical Microscopy (ATOM)

Microfluidic Imaging Flow Cytometry by Asymmetric-detection Time-stretch Optical Microscopy ATOM

Mikrofluidisk Imaging Flow Cytometry ved asymmetrisk detektion Time-stretch Optical Microscopy (ATOM)

Scaling the number of measurable parameters, which allows for multidimensional data analysis and thus higher-confidence statistical results, has been the ...

Demonstration of a Hyperlens-integrated Microscope and Super-resolution Imaging

Demonstration af en Hyperlens-integreret mikroskop og super-resolution Imaging

The use of super-resolution imaging to overcome the diffraction limit of conventional microscopy has attracted the interest of researchers in biology and ...

Multiplexing Focused Ultrasound Stimulation with Fluorescence Microscopy

Multiplexing fokuseret ultralyd Stimulation med Fluorescens mikroskopi

By focusing low-intensity ultrasound pulses that penetrate soft tissues, LIPUS represents a promising biomedical technology to remotely and safely ...

Design, Instrumentation and Usage Protocols for Distributed In Situ Thermal Hot Spots Monitoring in Electric Coils using FBG Sensor Multiplexing

Design, instrumentering og brug protokoller for distribueret in situ termiskhot spots overvågning i elektriske spoler ved hjælp af FBG Sensor Multiplexing

Random wound coils are a key operational element of most electric apparatus in modern industrial systems, including low voltage electric machines. One of ...

Recording Ultra-Realistic Full-Color Analog Holograms for Use in a Moving Hologram Display

Optagelse af ultra-realistiske, analoge hologrammer i fuld farve til brug i et bevægeligt hologram display

This paper demonstrates a method to record a set of twelve ultra-realistic full-color analog holograms presenting the same brightness, transparency and ...