通过宽带普朗克辐射回归进行温度成像的端到端超构表面设计
光学
2025-05-30 v2 图像与视频处理
最优化与控制
摘要
我们提出了一个理论框架，通过端到端设计超构表面光学前端和计算重建后端，从长波红外热辐射（例如 8-12 m）进行温度成像。我们引入了一种新的非线性重建算法“普朗克回归”，该算法利用热成像特有的黑体和光学物理特性，即使在存在严重色差的情况下，也能从灰度传感器图像重建温度图。我们将该算法与端到端方法相结合，优化可制造的单层超构表面，以产生最准确的重建。在超紧凑热成像装置的模拟中，我们的设计展示了对任意温度图（包括完全随机的图像）的高质量、抗噪重建。我们还表明，与需要大量特定领域图像训练集的直接神经网络重建相比，普朗克回归对任意图像具有更强的泛化能力。
引用
@article{arxiv.2409.08456,
title = {End-to-end metasurface design for temperature imaging via broadband Planck-radiation regression},
author = {Sophie Fisher and Gaurav Arya and Arka Majumdar and Zin Lin and Steven G. Johnson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.08456},
year = {2025}
}
备注
19 pages, 5 figures