論文の概要: Successive optimization of optics and post-processing with differentiable coherent PSF operator and field information

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.14603v2
• Date: Mon, 23 Dec 2024 11:40:38 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-24 12:13:12.244634
• Title: Successive optimization of optics and post-processing with differentiable coherent PSF operator and field information
• Title（参考訳）: 微分コヒーレントPSF演算子とフィールド情報を用いた光の逐次最適化と後処理
• Authors: Zheng Ren, Jingwen Zhou, Wenguan Zhang, Jiapu Yan, Bingkun Chen, Huajun Feng, Shiqi Chen,
• Abstract要約: 我々は正確な光学シミュレーションモデルを導入し、パイプライン内の全ての操作は微分可能である。 様々な劣化に効率的に対処するために,フィールド情報を活用する共同最適化手法を設計する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.527960631238173
• License:
• Abstract: Recently, the joint design of optical systems and downstream algorithms is showing significant potential. However, existing rays-described methods are limited to optimizing geometric degradation, making it difficult to fully represent the optical characteristics of complex, miniaturized lenses constrained by wavefront aberration or diffraction effects. In this work, we introduce a precise optical simulation model, and every operation in pipeline is differentiable. This model employs a novel initial value strategy to enhance the reliability of intersection calculation on high aspherics. Moreover, it utilizes a differential operator to reduce memory consumption during coherent point spread function calculations. To efficiently address various degradation, we design a joint optimization procedure that leverages field information. Guided by a general restoration network, the proposed method not only enhances the image quality, but also successively improves the optical performance across multiple lenses that are already in professional level. This joint optimization pipeline offers innovative insights into the practical design of sophisticated optical systems and post-processing algorithms. The source code will be made publicly available at https://github.com/Zrr-ZJU/Successive-optimization
• Abstract（参考訳）: 近年,光学系と下流アルゴリズムの合同設計は大きな可能性を秘めている。 しかし、既存の光線記述法は幾何劣化の最適化に限られており、波面収差や回折効果に制約された複雑な小型レンズの光学特性を完全に表現することは困難である。 本研究では,精密な光学シミュレーションモデルを導入し,パイプライン内の全ての操作を微分可能とした。 このモデルでは, 交差計算の信頼性を高めるために, 新たな初期値戦略を採用している。 さらに、差動演算子を用いて、コヒーレントな点展開関数計算時のメモリ消費を削減する。 様々な劣化に効率的に対処するために,フィールド情報を活用する共同最適化手法を設計する。 汎用復元ネットワークによって誘導された提案手法は,画像品質の向上だけでなく,すでにプロレベルにある複数のレンズ間での光性能の向上も連続的に行う。 この共同最適化パイプラインは、高度な光学系と後処理アルゴリズムの実用的な設計に関する革新的な洞察を提供する。 ソースコードはhttps://github.com/Zrr-ZJU/Successive-optimizationで公開される。

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