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首页> 美国卫生研究院文献>Sensors (Basel Switzerland) >Per-Pixel Coded Exposure for High-Speed and High-Resolution Imaging Using a Digital Micromirror Device Camera
【2h】

Per-Pixel Coded Exposure for High-Speed and High-Resolution Imaging Using a Digital Micromirror Device Camera

机译：像素编码曝光用于使用数字微镜设备相机进行高速和高分辨率成像

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摘要

High-speed photography is an important tool for studying rapid physical phenomena. However, low-frame-rate CCD (charge coupled device) or CMOS (complementary metal oxide semiconductor) camera cannot effectively capture the rapid phenomena with high-speed and high-resolution. In this paper, we incorporate the hardware restrictions of existing image sensors, design the sampling functions, and implement a hardware prototype with a digital micromirror device (DMD) camera in which spatial and temporal information can be flexibly modulated. Combined with the optical model of DMD camera, we theoretically analyze the per-pixel coded exposure and propose a three-element median quicksort method to increase the temporal resolution of the imaging system. Theoretically, this approach can rapidly increase the temporal resolution several, or even hundreds, of times without increasing bandwidth requirements of the camera. We demonstrate the effectiveness of our method via extensive examples and achieve 100 fps (frames per second) gain in temporal resolution by using a 25 fps camera.
机译：高速摄影是研究快速物理现象的重要工具。但是，低帧率CCD（电荷耦合器件）或CMOS（互补金属氧化物半导体）相机不能有效地捕捉高速，高分辨率的快速现象。在本文中，我们结合了现有图像传感器的硬件限制，设计了采样功能，并使用数字微镜设备（DMD）相机实现了硬件原型，其中可以灵活地调制时空信息。结合DMD相机的光学模型，我们从理论上分析了每个像素的编码曝光，并提出了一种三元素中值快速排序方法，以提高成像系统的时间分辨率。从理论上讲，这种方法可以迅速提高时间分辨率几倍甚至数百倍，而不会增加相机的带宽要求。我们通过大量示例演示了我们方法的有效性，并使用25 fps相机实现了100 fps（帧/秒）的时间分辨率增益。

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