基于全硅超光学在野外进行的中央凹热计算成像
光学
2022-12-14 v1 计算机视觉与模式识别
摘要
中央凹成像在态势感知（视场）与分辨率之间提供了更好的权衡，并且由于热传感器的尺寸、重量、功耗和成本，在长波红外波段至关重要。我们通过对超光学前端区分不同偏振态的能力以及计算后端重建所捕获图像/视频的能力的利用，展示了计算中央凹成像。前端是一个三元件光学系统：我们称为“中央凹”的第一个元件是一个超透镜，它在距离 处聚焦s偏振光而不影响p偏振光；我们称为“中央凹周围”的第二个元件是另一个超透镜，它在距离 处聚焦p偏振光而不影响s偏振光。第三个元件是一个自由旋转的偏振器，动态改变两种偏振态之间的混合比。中央凹元件（焦距=150mm；直径=75mm）和中央凹周围元件（焦距=25mm；直径=25mm）均被制作为偏振敏感、全硅、超表面，从而实现大孔径、1:6中央凹扩展的热成像能力。计算后端随后利用深度图像先验将所得复用图像或视频分离为包含高分辨率中心与较低分辨率大视场背景的中央凹图像。我们构建了首个此类原型系统，并展示了在野外12帧每秒的实时、热、中央凹图像与视频捕获。
引用
@article{arxiv.2212.06345,
title = {Foveated Thermal Computational Imaging in the Wild Using All-Silicon Meta-Optics},
author = {Vishwanath Saragadam and Zheyi Han and Vivek Boominathan and Luocheng Huang and Shiyu Tan and Johannes E. Fröch and Karl F. Böhringer and Richard G. Baraniuk and Arka Majumdar and Ashok Veeraraghavan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.06345},
year = {2022}
}