圖像分辨率技術的案例
基于深度學習的超分辨率圖像技術一覽
一般可以將現有的SR技術研究大致分為三大類：監督SR，無監督SR和特定領域SR（人臉）。
先說監督SR。
如今已經有各種深度學習的超分辨率模型。這些模型依賴于有監督的超分辨率，即用LR圖像和相應的基礎事實（GT）HR圖像訓練。雖然這些模型之間的差異非常大，但它們本質上是一組組件的組合，例如模型框架，上采樣方法，網絡設計和學習策略等。從這個角度來看，研究人員將這些組件組合起來構建一個用于擬合特定任務的集成SR模型。
由于圖像超分辨率是一個病態問題，如何進行上采樣（即從低分辨率產生高分辨率）是關鍵問題。基于采用的上采樣操作及其在模型中的位置，SR模型可歸因于四種模型框架：預先采樣SR，后上采樣SR，漸進上采樣SR和迭代上下采樣SR，如圖所示。
除了在模型中的位置之外，上采樣操作如何實現它們也非常重要。為了克服插值法的缺點，并以端到端的方式學習上采樣操作，轉置卷積層（Transposed Convolution Layer）和亞像素層（Sub-pixel Layer）可以引入到超分辨率中。
轉置卷積層，即反卷積層，基于尺寸類似于卷積層輸出的特征圖來預測可能的輸入。具體地說，它通過插入零值并執行卷積來擴展圖像，從而提高了圖像分辨率。為了簡潔起見，以3×3內核執行2次上采樣為例，如圖所示。首先，輸入擴展到原始大小的兩倍，其中新添加的像素值被設置為0（b）。然后應用大小為3×3、步長1和填充1的內核卷積（c）。這樣輸入特征圖實現因子為2的上采樣，而感受野最多為2×2。
由于轉置卷積層可以以端到端的方式放大圖像大小，同時保持與vanilla卷積兼容的連接模式，因此它被廣泛用作SR模型的上采樣層。
展開 “SAR可以在任何天氣條件下獲取高分辨率的地面圖像”，什么是“任何天氣條件”，“高分辨率”？
SAR可以在任何天氣條件下獲取高分辨率的地面圖像，是因為雷達技術不會受到天氣條件的影響。相比于光學成像技術（如衛星拍攝的照片），雷達可以穿透云層、雨雪、霧霾等天氣條件，從而獲取目標表面的反射信息。因此，SAR可以在多種天氣條件下獲取高分辨率的地面圖像，包括晴天、雨天、夜晚等。
“高分辨率”指的是SAR系統可以獲取到很細小的目標特征，例如可以分辨出建筑物、樹木、河流等地表細節。SAR系統的分辨率受到多個因素的影響，包括雷達波長、天線尺寸、孔徑大小等。一般來說，SAR系統的分辨率越高，獲取到的圖像細節就越豐富，對于地質勘探、軍事偵察等領域的應用就越有優勢。
展開 如何使用CAD導出高分辨率圖像？
在 CAD 中導出高分辨率圖像，可按照以下步驟操作：
一、使用打印功能導出圖像
1. 調整繪圖區域和顯示設置
打開 CAD 文件后，使用 “ZOOM” 和 “PAN” 等命令，將需要導出的圖形調整到合適的顯示范圍。
確保圖形的顏色、線型等顯示設置符合需求，避免導出的圖像出現顯示異常。
2. 打開打印對話框
在命令行輸入 “PRINT” 并回車，或者通過菜單欄選擇 “文件” - “打印”，打開 “打印” 對話框。
3. 選擇打印機 / 繪圖儀
在 “打印機 / 繪圖儀” 下拉列表中，選擇能夠輸出圖像的虛擬打印機，如 “Microsoft Print to PDF” 或專門的圖像輸出打印機驅動（如果安裝了）。若要獲得更高質量的圖像，也可以選擇第三方圖像輸出軟件對應的虛擬打印機。
4. 設置打印區域
在 “打印范圍” 選項中，選擇 “窗口”，然后在繪圖區域框選需要導出的具體圖形范圍；也可以根據需要選擇 “顯示”“圖形界限” 等選項。
5. 調整打印比例和方向
根據圖形大小和輸出需求，設置合適的打印比例，如 “布滿圖紙” 或自定義比例。
選擇打印方向，如縱向或橫向。
6. 設置圖像分辨率
點擊 “打印樣式表（筆指定）” 右側的 “編輯” 按鈕，在彈出的 “打印樣式表編輯器” 對話框中，切換到 “調整” 選項卡。
對于 “線條端點樣式”“線條連接樣式” 等選項，選擇較高質量的設置。
部分打印機驅動可以在 “打印” 對話框的 “特性” 按鈕中，找到與分辨率相關的設置選項，將分辨率設置為較高的值，如 300dpi、600dpi 甚至更高。
7.
展開 千分之一納米精度，超高分辨率電鏡圖像
定量結構圖像解譯，通常依賴于密集的圖像模擬和建模。直接檢索樣品電位，需要解決非線性，多重散射的反問題。人們已經通過不同的方法進行了改進，其中大多數是基于布洛赫波理論，通過對晶體樣品的不同布拉格光束相移。不幸的是，由于需要確定大量未知的結構因素，這些方法在具有大單胞或非周期結構的一般樣本中，變得極為困難。
疊層成像，是另一種相位檢索方法，最早可追溯到Hoppe在20世紀60年代的工作。現代的、堅固的裝置，使用多重強度測量——通常是通過掃描擴展樣本的一個小探針，來收集一系列衍射圖案。先驗知識，不需要對樣本結構進行周期性或對稱性約束。該方法，已廣泛應用于可見光成像和X射線成像領域。直到最近，在電子顯微鏡中，電子疊層成像，一直受到樣品厚度和探測器性能的限制。
二維(2D)材料和直接電子探測器的發展，引起了更廣泛的新興趣。對于薄樣品，如2D材料，電子疊層成像技術，已經實現了2.5倍透鏡衍射極限的成像分辨率，達到了39 pm的阿貝分辨率。然而，這種超分辨率方法只能可靠地應用于小于幾納米的樣品，而在較厚的樣品中，分辨率與傳統方法沒有本質上的區別。對于許多塊狀材料來說，這種薄的樣品實際上是難以實現的，這限制了目前在類2D系統中的應用，如扭曲的雙層材料。對于比探針聚焦深度更厚的樣品，研究者們提出了用多層切片表示樣品的多層切片描記法，可以分別檢索所有片的結構。使用可見光成像或X射線成像，有幾個成功的多層疊層顯像。
展開 
高分辨率合成孔徑雷達圖像處理SAR工作站硬件配置推薦
高分辨率SAR（合成孔徑雷達）成像是一種用于監測、偵察和成像的雷達技術，合成孔徑雷達圖像SAR的分辨率取決于多個因素，包括天線尺寸、波長、平臺高度和數據處理技術。高分辨率SAR通常具有米級或亞米級的分辨率，能夠提供非常詳細的地表信息。具體的分辨率數值會根據具體的系統和應用而異。
主要應用于以下領域：
§ 地質勘探： SAR可用于檢測地下礦藏、油氣儲量和地質構造，以協助地質勘探。
§ 軍事情報： 用于監測敵方活動、目標檢測和情報收集。
§ 自然災害監測： 用于監測火災、洪水、地震等自然災害的影響和損害。
§ 農業和森林管理： 用于監測農作物、土壤和森林資源，以改善農業和森林管理。
§ 海洋和港口監測： 用于監測海洋環境、航道和港口安全。
§ 城市規劃： 用于城市規劃、土地利用和建筑監測。
§ 環境監測： 用于監測環境變化、污染和資源管理。
SAR圖像的處理計算環節：
1) 數據采集：SAR系統通過雷達波束向地表發送微波信號，并記錄反射回來的信號。這個環節通常是硬件執行的。
2) 數據預處理：這一環節包括對原始數據進行校正、去噪、地理配準等操作，以準備好用于后續處理。這部分工作通常可以進行并行化，因此在多核CPU上運行會更快。
3) 成像處理：成像是生成SAR圖像的關鍵步驟。它涉及到復雜的信號處理和合成孔徑雷達算法。這一步通常需要大量的計算，特別是在高分辨率的情況下。在這一步中，多核CPU和GPU通常都可以發揮作用，以加速圖像生成過程。
4) 數據存儲：高分辨率SAR圖像可以變得相當大。因此，需要足夠大的內存來處理和存儲這些數據。
5) 數據后處理：一旦生成了SAR圖像，可能需要進行進一步的處理，如特定應用的特征提取或變化檢測等。
展開 ZEMAX軟件技術應用教程專題繪圖分辨率結果對光線追跡的影響
大多數時候，非序列系統中原生本機物體的默認繪圖分辨率足以提供光線和物體在光線追跡期間交點位置的 “初步預測”。然而在某些情況下，光線會錯過它原本要擊中的物體。這個罕見的現象通常只出現在光線入射劇烈彎曲物體時，此時而增加繪圖分辨率能在這種情況下確保光線擊中物體。
作者 Alessandra Croce
下載
附件下載
簡介
在OpticStudio的非序列模式中，繪圖分辨率設置用于在每個物體周圍生成一個 “邊界區域”。如果光線不穿過邊界，則程序假定光線不會擊中物體。在某些情況下，這意味著當分辨率設置得太低時，光線可能會錯過它應該擊中的對象。
繪圖分辨率設置僅適用于布局圖。該設置會影響物體的渲染方式，并提供光線和物體交點位置的 “初步預測”。對于光線追跡，只要繪圖分辨率能夠提供充分的初步預測，其精度將不被繪圖分辨率設置所限制。
簡單示例
在附件文件中，您將看到繪圖分辨率對光線追跡影響的示例。
一個由高斯光源、環形面和矩形探測器組成的系統被復制了四次，在每個系統中，光源都位于靠近環形面一端的位置，以便讓光源產生的所有光線都進入由環形面定義的管道。請注意，環形面的材質是 “反射鏡 (MIRROR) ”，因此所有進入管道的光線都會在管道表面反彈，并擊中位于管道末端的探測器。
作為比較，除了環形面的繪制分辨率外，所有4種系統的其他設置都是相同的。該屬性在每個環形面的繪圖屬性中定義，并在非序列元件編輯器的標注欄中標注：
3D視圖上一些光線正從管道中逸出，而環形面分辨率越高，逸出的光線就越少。
為了表明這不僅僅是繪圖渲染的結果，我們將啟動光線追跡。
展開 《Adv Mater》：一種可制作高分辨率復雜三維結構鉑的技術！
來自德國弗萊堡大學的研究人員在這項工作中，有機-無機光敏樹脂可以用作直接光學光刻和雙光子光刻(TPL)的亞微米分辨率和高通量的結構基體，隨后使用粘結劑的熱脫脂和鹽的還原將印刷結構轉化為高純度鉑。利用該技術，可制作出了三維分辨率為300 nm的復雜三維結構。在層厚為35 nm時，該圖案的導電率比塊狀鉑還要高67%。這項技術將使鉑從電子學、傳感和加熱元件到3D光子學和超材料的廣泛應用成為可能。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1002/adma.202101992
圖1.使用有機-無機感光樹脂構建鉑的結構。
圖2.使用光刻和第三方光刻技術制作鉑的微結構。
圖3. 鉑結構的表征。
綜上所述，本文展示了一種利用微細光刻技術和第三方發光技術來成形高導電性鉑的新方法。本文能夠使用標準的添加劑制造流程制造出幾十納米的超薄電極圖案。制作的電極圖案已成功應用于微加熱器、Pt100熱電偶和DMF的設計等實際應用中。通過利用TPL，能夠制備獨立的納米管以及分辨率為300 nm的復雜的3D Pt微結構。這種小型鉑柱電極將被廣泛應用于各種工程應用，包括對鉑的高比表面積和物理化學性質有很高要求的超材料或催化之中。（文：SSC）
本文來自微信公眾號“材料科學與工程”。歡迎轉載請聯系，未經許可謝絕轉載至其他網站。
展開 ZEMAX軟件技術應用專題：使用點擴散函數的衍射極限成像系統的分辨率
成像系統（例如顯微鏡）的衍射極限分辨率可以通過不同方式表征。 在本文中，我建議使用在OpticStudio中計算的點擴散函數 (PSF) 來客觀衡量這些成像系統的分辨率。文中介紹了重疊圖像（探測器）平面上兩個點的PSF的兩種方法。 第一種方法使用多重結構編輯器，第二種方法使用圖像模擬工具。文中比較了這兩種方法，并討論了它們的優缺點。
成像系統的性能與其分辨率有關，但分辨率的定義各不相同。在超分辨率顯微鏡中，傅里葉環相關[1]用于評估分辨率。 在衍射極限顯微鏡中，分辨率是用瑞利或斯派羅準則估算的[2]。在實踐中，這些系統的分辨率也可以用微粒測量，微粒選擇明顯小于預期分辨率，選定上述標準之一。這些微粒充當形成PSF的點發源，其尺寸給出了圖像分辨率的估計值，同樣，該尺寸根據其定義而變化。在本文中，我們使用OpticStudio中的PSF來更客觀地評估衍射極限成像系統的分辨率。
方法一：多重結構編輯器（相干成像）
顯微鏡設計
在整篇文章中，我使用了基于TL4X-SAP物鏡（4X，0.2 NA）和TTL200管鏡的顯微鏡設計，如圖1所示。這兩種透鏡都可由THORLABS網站以黑盒形式提供。
圖 1 - 由THORLABS的黑匣子元件組成的顯微鏡設計。放大倍數為4X，數值孔徑 (NA) 為0.2。
我們使用“真實圖像高度”定義并指定了在X和Y半寬為6.656毫米的正方形上具有相等面積的五個視場，對應于物平面中的1.664毫米。視場由像面中具有2048x2048像素和13.312x13.312mm2物理尺寸的科學 CMOS (sCMOS) 探測器進行建模。這些探測器通常用于顯微鏡，可以在Orca-Flash4.0 V3 (Hamamatsu) 或Zyla 4.2 plus (Andor) 等相機產品中找到。
展開 京東方｜推出高分辨率柔性OLED FDC屏下攝像頭技術！一驅一像素設計，真全面屏
京東方柔性OLED FDC技術采用1驅1像素電路，即一個像素電路驅動一個OLED像素單元，該方案在不降低攝像頭區域的像素密度、不減少像素驅動電路的基礎上，通過優化攝像頭區域像素空間排列方式及膜層堆疊設計，提升可見光透過率，增大屏下攝像的進光量，在提高拍照效果的同時，實現了高分辨率無差別的真全面屏顯示;
同時，基于強大的光學仿真能力，進一步優化電路和背板設計，優化像素單元的形狀，最大限度的降低了光線衍射程度，減少眩光并大幅提升成像解析度，結合終端的去黃度算法及衍射AI算法，真正實現了完美顯示和拍攝兩不誤。
最后，京東方通過亮度補償算法，可以提升50%的屏幕使用壽命，也確保了這項技術的量產性，有利于將來推廣到更多的產品平臺及消費者使用場景中，例如屏下結構光實現人臉識別等。
- END -
展開 