像素有效形状对微扫描红外超分辨成像的影响

孙鸣捷; 于康龙

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像素有效形状对微扫描红外超分辨成像的影响

孙鸣捷, 于康龙

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孙鸣捷, 于康龙. 像素有效形状对微扫描红外超分辨成像的影响[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(1): 48-52.

引用本文:

孙鸣捷, 于康龙. 像素有效形状对微扫描红外超分辨成像的影响[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(1): 48-52.

Sun Mingjie, Yu Kanglong. Effect of pixel active area shapes on microscanning based infrared super-resolution imaging[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(1): 48-52.

Citation:

Sun Mingjie, Yu Kanglong. Effect of pixel active area shapes on microscanning based infrared super-resolution imaging[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(1): 48-52.

像素有效形状对微扫描红外超分辨成像的影响

1.
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院,北京100091

基金项目:

国家自然科学青年基金(61307021)

详细信息

作者简介:
孙鸣捷(1982-),男,博士,主要从事光电成像方面的研究。Email:09559@buaa.edu.cn

中图分类号: TP911.73

Effect of pixel active area shapes on microscanning based infrared super-resolution imaging

1.
Institution of Opto-electrionics Technology,Beihang University,Beijing 100191,China

摘要: 超分辨成像是基于过采样来降低频率混叠、提高图像分辨率的技术,而像素有效形状是超分辨相关研究的重要对象。基于实际的红外焦平面阵型提出了Z形有效形状模型,并分析了常用的方形模型和Z形模型分别得到调制传递函数(MTF)的差别。还提出了形状边界到中心点的差值越小,其得到的MTF 越大的假设,通过对不同形状模型的MTF 推导分析和数值模拟,其结果证实了这一假设。数值模拟结果还表明圆形模型具有最大的MTF 值。上述结论对未来的红外焦平面阵型设计与生产具有参考意义。
- 微扫描 /
- 红外超分辨成像 /
- 像素有效形状
Abstract: Super-resolution (SR) imaging is a technology based on oversampling to reduce the aliasing and increase the image resolution. Pixel active area (PAA) model is essential in SR related research. The difference of MTF with the widely used square model and the Zshape model we proposed was calculated to simulate the practical infrared focal plane array (IRFPA) production. The cause of the difference was analyzed. Furthermore, a hypothesis was proposed, which the smaller the difference between the closest and the farthest distances from the PAA boundaries to the pixel center, the greater the MTF of IRFPA will be. Different PAA shapes were discussed and the MTFs of these shapes were calculated. The calculation results verify the hypothesis we proposed. These results also show that the circle PAA is the most ideal model and it should be used as a reference for IR FPA design.
- microscanning /
- infrared super-resolution imaging /
- pixel active area shape

[1]
[2]	J M Wiltse, J L Miller. Imagery improvements in staring infrared imagers by employing subpixel microscan [J]. Opt Eng, 2005, 44(5): 056401.
[3]
[4]	A Bergeron, L L Noc, B Tremblay, et al. Flexible 640 x 480 pixel infrared camera module for fast prototyping [C]// Proc SPIE, 2009, 7481: 74810L.
[5]
[6]	L L Noc, D Dufour, M Terroux, et al. Towards a very high-resolution infrared camera core [C]//Proc SPIE, 2011, 8012: 80123P.
[7]	R R Schultz, R L Stevenson. Extraction of high-resolution frames from video sequences [J]. IEEE Transactions on Imaging Processing, 1996, 5(6): 996-1011.
[8]
[9]	K M Hock. Effect of oversampling in pixel arrays[J]. Opt Eng, 1995: 34(5): 1281-1288.
[10]
[11]	J C Gillete, T M Stadtmiller, R C Hardie. Aliasing reduction in staring infrared imagers utilizing subpixel techniques [J]. Opt Eng, 1995, 34(11): 3130-3137.
[12]
[13]	O Hadar, G D Boreman. Oversampling requirements for pixelated-imager systems[J]. Opt Eng, 1999, 38(5): 782-785.
[14]
[15]
[16]	K Krapels, R Driggers, R Vollmerhausen, et al. Performance comparison of rectangular (four-point) and diagonal (twopoint) dither in undersampled infrared focal plane array imagers[J]. App Opt, 2011, 40(1): 71-84.
[17]	J L Miller, J M Wiltse. Benefits of microscan for staring infrared imagers[C]//Proc SPIE, 2004, 5407: 127-138.
[18]
[19]
[20]	Z Wang, C E Glazowski, J M Zavislan. Modulation transfer function measurement of scanning reflectance microscopes[J]. J Bio Opt, 2007, 12(5): 051802.
[21]	X Wang, J Zhang, H Chang. The effect of fill factor of infrared FPA sensor on microscanning imagery quality [C]// Proc SPIE, 2005, 5640: 417-424.
[22]
[23]
[24]	X Wang, H Hua. Theoretical analysis for integral imaging performance based on microscanning of a microlens array[J]. Opt Lett, 2008, 33(5): 449-451.
[25]	Y Li, F Lilley, D Burton, et al. Evaluation and benchmarking of a pixel-shifting camera for superresolution lensless digital holography[J]. App Opt, 2010, 49(9): 1643-1650.
[26]
[27]	X Sui, L Bai, Q Chen, et al. Influencing factors of microscanning performance based on flat optical component[J]. Chin Opt Lett, 2011, 9(5): 052302.

[1]	李小艳, 李义春, 李中天, 王映德, 王立成, 王艳辉, 田振男. 玻璃波导有效折射率的原位测量（特邀） . 红外与激光工程, 2022, 51(10): 20220491-1-20220491-8. doi: 10.3788/IRLA20220491
[2]	胡春光, 李恩赐, 翟聪, 高晓晴, 陈雨露, 郭梦迪. 大视场微球透镜超分辨显微成像技术的研究进展 . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20210438-1-20210438-14. doi: 10.3788/IRLA20210438
[3]	王晓娜, 张亦舒, 侯德鑫, 叶树亮. 基于线激光正交扫描的电感微裂纹热成像检测 . 红外与激光工程, 2020, 49(7): 20190522-1-20190522-8. doi: 10.3788/IRLA20190522
[4]	马龙, 贾竣, 裴昕, 胡艳敏, 周航, 孙凤鸣. 基于有效信号提取的白光干涉信号快速处理方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1013002-1013002(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1013002
[5]	李伟, 卲利民, 唐君, 郑崇伟. 海雾中舰载红外系统有效探测距离的求解模型 . 红外与激光工程, 2019, 48(5): 504002-0504002(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0504002
[6]	陈丹妮, 李亚晖, 刘伟, 刘正一. 基于和频效应和环形光的超分辨红外显微成像方法 . 红外与激光工程, 2018, 47(8): 804003-0804003(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0804003
[7]	王晓娜, 姚行洲, 侯德鑫, 叶树亮. 圆柱铁氧体微裂纹的激光扫描热成像检测 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1106005-1106005(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1106005
[8]	谢绍禹, 赵毅强, 王永乐, 吕华, 贾晓东. 基于盖革APD阵列的微扫描激光成像技术 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1206010-1206010(5). doi: 10.3788/IRLA201847.1206010
[9]	赵惠, 魏静萱, 庞志海, 刘美莹. 波前编码超分辨成像技术 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 422003-0422003(10). doi: 10.3788/IRLA201645.0422003
[10]	程志恩, 张忠萍, 张海峰, 李朴, 汤凯, 孙建锋. 区域观测卫星激光反射器有效反射面积的设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(2): 229005-0229005(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0229005
[11]	蔡建文, 潘雪涛, 张美凤, 孟飞. 飞秒激光微加工中光斑横向超分辨研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1790-1793.
[12]	周金伟, 石志广, 李吉成. NO 有效带宽的k 分布算法 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 432-437.
[13]	马辰昊, 付跃刚, 贺文俊, 王加科, 董亭亭. 双光楔微扫描哈特曼-夏克波前探测技术 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2813-2818.
[14]	沈同圣, 史浩然, 娄树理, 李召龙. 填充因子对微扫描系统成像质量影响分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2292-2297.
[15]	贺明, 王亚弟, 王新赛, 路建方, 李志军. 场景自适应的红外焦平面成像系统灰度超分辨技术 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2138-2142.
[16]	张小林, 黄印博, 饶瑞中. 有效介质理论对致密内混合粒子光散射适用性 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1477-1483.
[17]	孙鸣捷, 于康龙, 孟照魁. 像素感光面形状对基于微扫描的红外超分辨成像的影响 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3183-3187.
[18]	刘志明, 陈坤峰, 高业胜, 史学舜, 简水生. 阵列波导光栅中自由传播区模式的有效折射率 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2146-2149.
[19]	关丛荣, 金伟其, 王吉晖. 直方图在显微热成像微扫描位置标定中的应用 . 红外与激光工程, 2013, 42(2): 519-523.
[20]	曹明宇, 范春利, 王文栋. 基于有效导热系数法的交界面形状识别算法 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2305-2312.

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像素有效形状对微扫描红外超分辨成像的影响

1. 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院,北京100091

作者简介:
孙鸣捷(1982-),男,博士,主要从事光电成像方面的研究。Email:09559@buaa.edu.cn

收稿日期: 2014-05-07
修回日期: 2014-06-10
刊出日期: 2015-01-25

基金项目:

国家自然科学青年基金(61307021)

中图分类号: TP911.73

关键词:

摘要: 超分辨成像是基于过采样来降低频率混叠、提高图像分辨率的技术,而像素有效形状是超分辨相关研究的重要对象。基于实际的红外焦平面阵型提出了Z形有效形状模型,并分析了常用的方形模型和Z形模型分别得到调制传递函数(MTF)的差别。还提出了形状边界到中心点的差值越小,其得到的MTF 越大的假设,通过对不同形状模型的MTF 推导分析和数值模拟,其结果证实了这一假设。数值模拟结果还表明圆形模型具有最大的MTF 值。上述结论对未来的红外焦平面阵型设计与生产具有参考意义。