論文の概要: Foveated Thermal Computational Imaging in the Wild Using All-Silicon Meta-Optics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.06345v1
• Date: Tue, 13 Dec 2022 02:59:38 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2022-12-14 15:22:44.622549
• Title: Foveated Thermal Computational Imaging in the Wild Using All-Silicon Meta-Optics
• Title（参考訳）: All-Silicon Meta-Optics を用いた野生熱計算イメージング
• Authors: Vishwanath Saragadam, Zheyi Han, Vivek Boominathan, Luocheng Huang, Shiyu Tan, Johannes E. Fr\"och, Karl F. B\"ohringer, Richard G. Baraniuk, Arka Majumdar, Ashok Veeraraghavan
• Abstract要約: ファブリケートイメージングは、状況認識(視野)と解像度のトレードオフをよりよいものにする。 我々は、第一種プロトタイプシステムを構築し、12フレーム/秒のリアルタイムサーマル、ファーベイド画像、ビデオキャプチャを野生で実証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 32.56578681779799
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Foveated imaging provides a better tradeoff between situational awareness (field of view) and resolution and is critical in long-wavelength infrared regimes because of the size, weight, power, and cost of thermal sensors. We demonstrate computational foveated imaging by exploiting the ability of a meta-optical frontend to discriminate between different polarization states and a computational backend to reconstruct the captured image/video. The frontend is a three-element optic: the first element which we call the "foveal" element is a metalens that focuses s-polarized light at a distance of $f_1$ without affecting the p-polarized light; the second element which we call the "perifoveal" element is another metalens that focuses p-polarized light at a distance of $f_2$ without affecting the s-polarized light. The third element is a freely rotating polarizer that dynamically changes the mixing ratios between the two polarization states. Both the foveal element (focal length = 150mm; diameter = 75mm), and the perifoveal element (focal length = 25mm; diameter = 25mm) were fabricated as polarization-sensitive, all-silicon, meta surfaces resulting in a large-aperture, 1:6 foveal expansion, thermal imaging capability. A computational backend then utilizes a deep image prior to separate the resultant multiplexed image or video into a foveated image consisting of a high-resolution center and a lower-resolution large field of view context. We build a first-of-its-kind prototype system and demonstrate 12 frames per second real-time, thermal, foveated image, and video capture in the wild.
• Abstract（参考訳）: foveated imagingは、状況認識(視野)と解像度の間のより良いトレードオフを提供し、熱センサーのサイズ、重量、電力、コストのために、波長の長い赤外線環境において重要である。 本稿では,様々な偏光状態と計算バックエンドを識別し,撮像された画像/映像を再構成するメタ光学フロントエンドの能力を活用して,計算フォベーテッドイメージングを実証する。 第1の元素は、s偏光がp偏光に影響を与えることなく、s偏光が$f_1$の距離で焦点を合わせ、第2の元素は、p偏光が$f_2$の距離で焦点を合わせ、s偏光に影響を与えない、p偏光が$f_2$の別の金属元素である。 第3の要素は自由回転偏光子であり、2つの偏光状態間の混合比を動的に変化させる。 焦点要素(焦点長=150mm、直径=75mm)と焦点要素(焦点長=25mm、直径=25mm)はいずれも偏光感応性、全シリコン、メタ表面として作製され、大面積、1:6の焦点膨張、熱撮像能力が得られた。 そして、計算バックエンドは、結果の多重化画像または映像を、高解像度のセンターと低解像度の視野からなるファーベイドイメージに分離する前に、ディープイメージを利用する。 我々は、最初のプロトタイプシステムを構築し、12フレーム/秒のリアルタイム、サーマル、ファーベイド画像、ビデオキャプチャを野生でデモした。

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