超分辨重建技术及其研究进展

刘妍妍; 张 新; 张建萍

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超分辨重建技术及其研究进展

刘妍妍 , 张新 , 张建萍

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刘妍妍, 张新, 张建萍. 超分辨重建技术及其研究进展[J]. 中国光学, 2009, 2(2): 102-111.

引用本文:

刘妍妍, 张新, 张建萍. 超分辨重建技术及其研究进展[J]. 中国光学, 2009, 2(2): 102-111.

LIU Yan-yan, ZHANG Xin, ZHANG Jian-ping. Super resolved reconstruction technologies and recent evolution[J]. Chinese Optics, 2009, 2(2): 102-111.

Citation:

LIU Yan-yan, ZHANG Xin, ZHANG Jian-ping. Super resolved reconstruction technologies and recent evolution[J]. Chinese Optics, 2009, 2(2): 102-111.

超分辨重建技术及其研究进展

1.
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，光学系统先进制造技术 重点实验室，吉林长春 130033;
2.
中国科学院研究生院，北京 10003

详细信息

中图分类号: TP391

Super resolved reconstruction technologies and recent evolution

1.
Key Laboratory of Optical System Advanced Manufacturing Technology,Changchun Institute  of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China;
2.
Graduate University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100039,China

摘要: 超高分辨成像技术一直是航天、遥感、目标识别等领域的研究热点。随着光学成像到光电数字成像的转变，如何提高CCD的几何分辨率，已成为研制高分辨光电成像系统亟待解决的问题。本文从理论和工程实现的角度介绍了超分辨成像的技术原理，分析了实现超分辨重建技术的几种方法，主要描述了微扫描和亚像元两种重建技术的实现方式，指出了目前超分辨技术存在的缺陷。最后,针对超分辨技术中无混淆重建带宽较窄的问题，提出了一种新的技术方案。该方案将光学编码技术与目前的亚像元技术相结合，可将重建带宽拓展3倍。研究结论指出：融合了光学，光电子学和信号处理的成像系统的综合设计，将是未来成像领域的一个重要研究方向。
- 超分辨重建 /
- 频谱混淆 /
- 微扫描 /
- 亚像元技术 /
- 光学编码
Abstract: High resolved imaging and superresolved imaging technologies are the hot topics in the electronicoptical tracking, optical remote sensing and the aerospace industry. With transforming an optical imaging system into an electronicoptical imaging one, how to improve the geometric resolution of CCD has become an important problem to develop the high resolution electronicoptical imaging system. In this paper, several methods to realize high resolved constructions are introduced based on theoretical analysis and engineering practice. Then, two kinds of image construction technologies, micro scanning and subpixel, are described, and their shortcomings are discussed in detail. Furthermore, to improve the band width by reconstruction without the spectral alias in supperresolution technologies, a new coding technology combining a optical encoding and the subpixel method is proposed. With the method, the bandwidth has been amplified by three times as compared with that of traditional methods. From what has been discussed above, it comes a conclusion that an optical imaging system combined optical, electronicoptical and signal processing technologies will be an important developing trend.
- super resolved reconstruction /
- spectrum aliasing /
- microscanning /
- subpixel technology /
- optical coding

[1]	邵洪禹, 李英超, 王超, 史浩东, 刘壮, 李冠霖. 超分辨望远光学系统像差影响及优化设计 . 中国光学, 2020, 13(1): 106-120. doi: 10.3788/CO.20201301.0106
[2]	迟明波, 韩欣欣, 徐阳, 舒风风, 吴一辉. 宽谱段高分辨扫描光谱定标技术 . 中国光学, 2020, 13(2): 249-257. doi: 10.3788/CO.20201302.0249
[3]	马光辉, 张家斌, 张贺, 金亮, 王灌鑫, 徐英添. 金属等离子激元调控Fabry-Perot微腔谐振模式研究 . 中国光学, 2019, 12(3): 649-662. doi: 10.3788/CO.20191203.0649
[4]	杨超, 贺建武, 康琦, 段俐. 亚微牛级推力测量系统设计及实验研究 . 中国光学, 2019, 12(3): 526-534. doi: 10.3788/CO.20191203.0526
[5]	刘志贺, 吴长锋. 超分辨率成像荧光探针材料应用进展 . 中国光学, 2018, 11(3): 344-362. doi: 10.3788/CO.20181103.0344
[6]	张旭, 邵双运, 祝祥, 宋志军. 光学三维扫描仪光强传递函数的测量和校正 . 中国光学, 2018, 11(1): 123-130. doi: 10.3788/CO.20181101.0123
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[8]	许廷发, 罗璇, 苏畅, 卞紫阳. 多帧距离选通图像点扩散函数估计的超分辨率重建 . 中国光学, 2016, 9(2): 226-233. doi: 10.3788/CO.20160902.0226
[9]	何阳, 黄玮, 王新华, 郝建坤. 稀疏阈值的超分辨率图像重建 . 中国光学, 2016, 9(5): 532-539. doi: 10.3788/CO.20160905.0532
[10]	骆守俊, 夏寅辉, 杨宁宁, 于繁迪. 扫描型长波红外连续变焦光学系统 . 中国光学, 2015, 8(1): 107-113. doi: 10.3788/CO.20150801.0107
[11]	张检发, 袁晓东, 秦石乔. 可调太赫兹与光学超材料 . 中国光学, 2014, 7(3): 349-364. doi: 10.3788/CO.20140703.0349
[12]	陈健, 高慧斌, 王伟国, 张振东, 路明. 超分辨率复原方法相关原理研究 . 中国光学, 2014, 7(6): 897-910. doi: 10.3788/CO.20140706.0897
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[15]	谢冀江, 高飞, 潘其坤, 杨贵龙, 邵春雷, 张来明, 郭劲. 基于光束扫描宽化技术的激光掩模微加工系统 . 中国光学, 2011, 4(6): 654-659.
[16]	YANG T, LI C C, HO H P. 基于亚微米尺度干涉阵列的超小型高分辨光谱仪 . 中国光学, 2010, 3(1): 38-44.
[17]	蔡志祥, 曾晓雁. 激光微熔覆技术的发展及应用 . 中国光学, 2010, 3(5): 405-414.
[18]	陈建华, 朱明, 黄德天. 数字微镜器件动态红外场景投影技术 . 中国光学, 2010, 3(4): 325-336.
[19]	陈晓苹, 王朋, 李俊峰, 宣斌, 宋淑梅, 谢京江. 玻璃质光学元件表面微裂纹的研究 . 中国光学, 2010, 3(4): 318-324.
[20]	孙辉, 李志强, 孙丽娜, 郎小龙. 基于相位相关的亚像素配准技术及其在电子稳像中的应用 . 中国光学, 2010, 3(5): 480-485.

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超分辨重建技术及其研究进展

1. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，光学系统先进制造技术 重点实验室，吉林长春 130033;

2. 中国科学院研究生院，北京 10003

收稿日期: 2009-01-11
修回日期: 2009-03-11
刊出日期: 2009-04-20

中图分类号: TP391

关键词:

微扫描 /

摘要: 超高分辨成像技术一直是航天、遥感、目标识别等领域的研究热点。随着光学成像到光电数字成像的转变，如何提高CCD的几何分辨率，已成为研制高分辨光电成像系统亟待解决的问题。本文从理论和工程实现的角度介绍了超分辨成像的技术原理，分析了实现超分辨重建技术的几种方法，主要描述了微扫描和亚像元两种重建技术的实现方式，指出了目前超分辨技术存在的缺陷。最后,针对超分辨技术中无混淆重建带宽较窄的问题，提出了一种新的技术方案。该方案将光学编码技术与目前的亚像元技术相结合，可将重建带宽拓展3倍。研究结论指出：融合了光学，光电子学和信号处理的成像系统的综合设计，将是未来成像领域的一个重要研究方向。

English Abstract

Super resolved reconstruction technologies and recent evolution

1. Key Laboratory of Optical System Advanced Manufacturing Technology,Changchun Institute  of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China;

2. Graduate University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100039,China

Received Date: 2009-01-11
Rev Recd Date: 2009-03-11
Publish Date: 2009-04-20

Keywords:

Abstract: High resolved imaging and superresolved imaging technologies are the hot topics in the electronicoptical tracking, optical remote sensing and the aerospace industry. With transforming an optical imaging system into an electronicoptical imaging one, how to improve the geometric resolution of CCD has become an important problem to develop the high resolution electronicoptical imaging system. In this paper, several methods to realize high resolved constructions are introduced based on theoretical analysis and engineering practice. Then, two kinds of image construction technologies, micro scanning and subpixel, are described, and their shortcomings are discussed in detail. Furthermore, to improve the band width by reconstruction without the spectral alias in supperresolution technologies, a new coding technology combining a optical encoding and the subpixel method is proposed. With the method, the bandwidth has been amplified by three times as compared with that of traditional methods. From what has been discussed above, it comes a conclusion that an optical imaging system combined optical, electronicoptical and signal processing technologies will be an important developing trend.

刘妍妍, 张新, 张建萍. 超分辨重建技术及其研究进展[J]. 中国光学, 2009, 2(2): 102-111.

引用本文:

刘妍妍, 张新, 张建萍. 超分辨重建技术及其研究进展[J]. 中国光学, 2009, 2(2): 102-111.

LIU Yan-yan, ZHANG Xin, ZHANG Jian-ping. Super resolved reconstruction technologies and recent evolution[J]. Chinese Optics, 2009, 2(2): 102-111.

Citation:

LIU Yan-yan, ZHANG Xin, ZHANG Jian-ping. Super resolved reconstruction technologies and recent evolution[J]. Chinese Optics, 2009, 2(2): 102-111.

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Super resolved reconstruction technologies and recent evolution

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超分辨重建技术及其研究进展

1. 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，光学系统先进制造技术 重点实验室，吉林 长春 130033; 2. 中国科学院 研究生院，北京 10003

English Abstract

Super resolved reconstruction technologies and recent evolution

1. Key Laboratory of Optical System Advanced Manufacturing Technology,Changchun Institute  of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China; 2. Graduate University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100039,China

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1. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，光学系统先进制造技术 重点实验室，吉林长春 130033;

2. 中国科学院研究生院，北京 10003

1. Key Laboratory of Optical System Advanced Manufacturing Technology,Changchun Institute  of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China;

2. Graduate University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100039,China