概括
这项研究开发了一种新的单镜头计算红外成像系统. 通过提高镜头调制转移函数 (MTF) 的一致性,它大大降低了实时重建的计算需求.
科学领域:
- 光学和光子学 在光学和光子学.
- 计算成像技术的成像
- 红外技术 红外技术
背景情况:
- 对于高质量,轻量级的红外成像系统的需求日益增加.
- 单镜头计算成像提供了小型化,但面临的挑战是复杂的后处理算法,用于在神经网络处理单元 (NPU) 芯片上实时重建.
- 当前算法的高计算复杂性阻碍了实际应用.
研究的目的:
- 调查后处理算法复杂性和镜头调制转移函数 (MTF) 之间的关系.
- 开发一个单镜头计算红外成像系统,降低对实时性能的计算需求.
- 为了证明提高MTF的一致性以简化重建的可行性.
主要方法:
- 研究了镜头MTF一致性和后处理算法复杂性之间的联系.
- 提出了一种设计方法,重点是提高单镜头系统的镜头MTF一致性.
- 开发了一个利用小型Res-Unet (S-Res-Unet) 神经网络的计算红外成像系统.
- 将拟议的系统与使用大型Res-Unet (L-Res-Unet) 的传统方法进行比较.
主要成果:
- 证明单镜头系统中的高MTF一致性可以显著简化后处理算法.
- 与传统方法相比,拟议的系统实现了16倍的计算需求减少.
- 在RK3588 NPU芯片上以25/秒的640x480分辨率实现了实时重建.
- 在尼奎斯特频率为42 lp/mm时,系统MTF保持在超过0.42的水平.
结论:
- 提高镜头MTF的一致性是减少单镜头计算成像中的计算复杂性的可行策略.
- 开发的系统可实现实用,实时的红外成像,降低了硬件要求.
- 这项研究有助于更广泛地采用先进的计算红外成像系统.
