热扩散随深度增加使光热图像模糊
数值分析
2024-06-12 v1 数值分析
摘要
在本教程中，我们旨在直接重现探索热扩散对光热成像空间分辨率极限影响时的一些“顿悟”时刻。我们的目标还在于说明这一物理极限如何仍可被克服，并包含一些具体技术应用。将扩散描述为随机游走，一个洞见是此类随机过程不仅涉及空间上均值的高斯展宽（方差正比于扩散时间），还涉及围绕这些均值的时间与空间涨落。所有这些涨落强烈影响短加热脉冲刚结束后的图像重建。空间上均值的高斯展宽增加了熵，而涨落导致信息丢失，使初始温度分布的重建模糊，并可用与高斯热点扩散函数（PSF）的空间卷积在数学上描述。信息丢失等于平均熵增，并限制空间分辨率正比于所成像 subsurface 结构的深度。这一根本分辨率极限只能通过引入额外信息如稀疏性或正性来克服。先验信息也可通过具有有限自由度并在特定图像类上训练的深度神经网络用于图像重建。
引用
@article{arxiv.2310.13943,
title = {Heat diffusion blurs photothermal images with increasing depth},
author = {Peter Burgholzer and Günther Mayr and Gregor Thummerer and Markus Haltmeier},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.13943},
year = {2024}
}