• 제목/요약/키워드: Synthetic aperture imaging

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A Novel 3-D Imaging Configuration Exploiting Synthetic Aperture Ladar

  • Guo, Liang;Huang, Yinli;Li, Xiaozhen;Zeng, Xiaodong;Tang, Yu;Xing, Mengdao
    • Current Optics and Photonics
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    • 제1권6호
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    • pp.598-603
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    • 2017
  • Traditional three-dimensional (3-D) laser imaging systems are based on real aperture imaging technology, whose resolution decreases as the range increases. In this paper, we develop a novel 3-D imaging technique based on the synthetic aperture technology in which the imaging resolution is significantly improved and does not degrade with the increase of the range. We consider an imaging laser radar (ladar) system using the floodlight transmitting mode and multi-beam receiving mode. High 3-D imaging resolutions are achieved by matched filtering the linear frequency modulated (LFM) signals respectively in range, synthetic aperture along-track, and the real aperture across-track. In this paper, a novel 3-D imaging signal model is given first. Because of the motion during the transmission of a sweep, the Doppler shift induced by the continuous motion is taken into account. And then, a proper algorithm for the 3-D imaging geometry is given. Finally, simulation results validate the effectiveness of the proposed technique.

Synthetic aperture 집적 영상을 이용한 3D 영상 디스플레이 방법 (3D Image Display Method using Synthetic Aperture integral imaging)

  • 신동학;유훈
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제16권9호
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    • pp.2037-2042
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    • 2012
  • Synthetic aperture 집적 영상 (SAII) 기술은 다수의 카메라를 이용하여 고해상도의 요소 영상을 획득할 수 있는 유망한 3D 이미징 기술이다. 본 논문에서는 SAII 기술을 이용하여 집적 영상 디스플레이를 수행하는 공간 3D 영상을 표시하는 방법을 제안한다. SAII로부터 얻어지는 요소 영상은 직접적으로 공간 3D 영상으로 사용될 수 없기 때문에 깊이 지도를 추출하여 새로운 디스플레이용 요소 영상으로 변환하여 공간 3D 영상을 표시한다. 제안하는 방법의 유용함을 보이기 위해서 장난감 3D 물체를 사용하여 기초적인 실험을 수행하고, 또한 공간 3D 영상이 구현된 실험 결과를 제시한다.

A Synthetic Aperture Focusing Method for Three-way Dynamic Focusing

  • Kim Jung-Jun;Chang Jin-Ho;Song Tai-Kyong
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.31-35
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    • 2005
  • A novel synthetic aperture method for real-time three-way dynamic focusing is proposed, which provides lateral beam patterns represented as the product of Fourier transforms of transmit subaperture, receive subaperture, and a synthetic window function. In the proposed method, all array elements are fired individually and for each firing echo signals are recorded from all elements of a receive subaperture moving along an array with the transmit element. The three-way dynamic focusing is then achieved by employing a synthetic aperture algorithm for two-way dynamic focusing and a synthetic focusing method for transmit dynamic focusing. Both theoretical analysis and computer simulation results show that the proposed method produces ultrasound beams with improved lateral resolution at all depths compared to the conventional phased array imaging and synthetic aperture focusing methods.

선형 파면을 이용한 새로운 합성구경 기법 (A New Synthetic Aperture Technique Using Linear Wave Fronts)

  • 장진호;송태경
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.321-330
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    • 2001
  • In this paper, we propose a new synthetic aperture focusing scheme for improving the lateral resolution which is one of the most important factors determining the quality of ultrasound imaging. The proposed scheme enables full round-trip dynamic focusing with approximately limited property. This properties are obtained through transmitting plane waves of which the traveling angle varies with the receive subaperture position, as opposed to stepping the spherical wave source across an array in other synthetic aperture focusing schemes, and employing dynamic focusing in receive. In this paper, the properties of the proposed scheme is analyzed in which a hypothetical infinite line source is used to transmit the plane waves and verified through computer simulation results. Also, we show that the proposed scheme is realizable with an array transducer with a finite aperture size. In summary, it is shown through comparison between the field contours of the proposed scheme and the conventional scheme that the proposed scheme can improve greatly the lateral resolution of ultrasound imaging.

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동시 다중 주사 방식의 초음파 합성구경 빔포머 구조 (Ultrasound Synthetic Aperture Beamformer Architecture Based on the Simultaneous Multi-scanning Approach)

  • 이유화;김승수;안영복;송태경
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제28권6호
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    • pp.803-810
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    • 2007
  • Although synthetic aperture focusing techniques can improve the spatial resolution of ultrasound imaging, they have not been employed in a commercial product because they require a real-time N-channel beamformer with a tremendously increased hardware complexity for simultaneous beamforming along M multiple lines. In this paper, a hardware-efficient beamformer architecture for synthetic aperture focusing is presented. In contrast to the straightforward design using NM delay calculators, the proposed method utilizes only M delay calculators by sharing the same values among the focusing delays which should be calculated at the same time between the N channels for all imaging points along the M scan lines. In general, synthetic aperture beamforming requires M 2-port memories. In the proposed beamformer, the input data for each channel is first upsampled with a 4-fold interpolator and each polyphase component of the interpolator output is stored into a 2-port memory separately, requiring 4M 2-port memories for each channel. By properly limiting the area formed with the synthetic aperture focusing, the input memory buffer can be implemented with only 4 2-port memories and one short multi-port memory.

Spotlight-mode SAR(Synthetic Aperture Radar)에서의 Raw-data Processing 기법 분석 (Raw-data Processing Schemes in the Spotlight-mode SAR(Synthetic Aperture Radar))

  • 박현복;최정희
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2000년도 추계종합학술대회 논문집(1)
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    • pp.501-504
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    • 2000
  • The classical image reconstruction for stripmap SAR is the range-Doppler imaging. However, when the spotlight SAR system was envisioned, range-Bowler imaging fumed out to fail rapidly in this SAR imaging modality. What is referred to as polar format processing, which is based on the plane wave approximation, was introduced for imaging from spotlight SAR data. This paper has been studied for the raw data processing schemes in the spotlight-mode synthetic aperture radar. we apply the wavefront reconstruction scheme that does not utilize the approximation in spotlight-mode SAR imaging modelity, and compare the performance of target imaging with the polar format inversion scheme.

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초음파 선형주사 영상을 위한 합성구경 기법의 해석 (Analysis of Synthetic Aperture Techniques for Ultrasound Linear - scan Imaging)

  • 송태경
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.503-513
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    • 1999
  • 본 논문에서는 일반적인 합성구경기법에 대한 통합 모형을 제시하고 수학적인 해석을 통하여 합성구경 기법들에 대한 초음파 빔패턴의 단일 표현식을 유도하였다. 이 결과를 이용하여 기존의 합성구경 기법들에 대한 성능을 분석하고 비교하였으며, 선형주사 영상에 적합한 새로운 합성구경 기법을 제안하였다. 제안된 방법은 모든 영상점에서 양방향 동적 집속이 가능하며, 이를 실제 영상에 적용하여 의료용 초음파 B-모드 영상의 해상도를 획기적으로 개선할 수 있다. 제안된 방법에 의하여 집속된 초음파 빔패턴은 기존의 방식과 비교하여 주엽의 폭이 절반으로 감소하고 측엽의 크기는 유사하다. 컴퓨터 모사실험을 통하여 본 논문의 해석결과와 제안된 합성구경 기법의 타당성을 검증하였다.

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Spotlight-mode SAR(Synthetic Aperture Radar)에서의 Inversion 기법 성능 분석 (Performance Analysis of the Inversion Schemes in the Spotlight-mode SAR(Synthetic Aperture Radar))

  • 최정희
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제40권1호
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    • pp.130-138
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    • 2003
  • Stripmap-mode 합성개구레이더의 고전적인 영상 복원기술은 Range-Doppler 알고리즘이다. 하지만 고해상도 Spotlight-mode 합성개구레이더 시스템에서는 Range-Doppler 알고리즘을 적용했을 때 성능이 상당히 나빠지므로 Spotlight-mode에 맞는 별도의 Inversion 알고리즘이 연구되어왔다. 본 논문에서는 Spotlight-mode 합성개구레이더에서 Raw-data를 처리하기 위한 알고리즘 연구를 통해 기존의 평면파 근사 방법을 이용하고 있는 Polar format 알고리즘과 근사 방법을 사용하지 않는 Wavefront Reconstruction 기법에 대한 성능분석을 시도하였다. 이 때 Source 신호의 Carrier 주파수, 합성 개구면 Size, 그리고 표적물의 위치에 따라 두 Inversion기법의 결과 영상을 비교함으로써 Wavefront Reconstruction 기법의 우수성을 입증하였다. Spotlight-mode 합성 개구 레이더 시스템을 시뮬레이션하여 Raw-data를 생성시키고 각 알고리즘에 적용하여 역변환을 통해 영상화된 표적물의 형태로 성능을 비교 분석하였다.

Improve object recognition using UWB SAR imaging with compressed sensing

  • Pham, The Hien;Hong, Ic-Pyo
    • 전기전자학회논문지
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    • 제25권1호
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    • pp.76-82
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    • 2021
  • In this paper, the compressed sensing basic pursuit denoise algorithm adopted to synthetic aperture radar imaging is investigated to improve the object recognition. From the incomplete data sets for image processing, the compressed sensing algorithm had been integrated to recover the data before the conventional back- projection algorithm was involved to obtain the synthetic aperture radar images. This method can lead to the reduction of measurement events while scanning the objects. An ultra-wideband radar scheme using a stripmap synthetic aperture radar algorithm was utilized to detect objects hidden behind the box. The Ultra-Wideband radar system with 3.1~4.8 GHz broadband and UWB antenna were implemented to transmit and receive signal data of two conductive cylinders located inside the paper box. The results confirmed that the images can be reconstructed by using a 30% randomly selected dataset without noticeable distortion compared to the images generated by full data using the conventional back-projection algorithm.

GB-SAR의 개발 (I) : 시스템 구성과 간섭기법 (Development a GB-SAR (I) : System Configuration and Interferometry)

  • 이훈열;성낙훈;김정호;조성준
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.237-245
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    • 2007
  • GB-SAR (Ground-Based Synthetic Aperture Radar) 시스템은 지상에서 안테나의 정밀한 일축 제어를 통해 합성 구경(synthetic aperture) 효과를 얻어 높은 해상도의 2차원적 영상을 얻는 영상레이더(imaging radar)이다. GB-SAR 시스템의 높은 유연성과 안정된 반복 측정으로 SAR 간섭기법을 통하여 산란체의 시간에 따른 변위를 mm 정밀도로 모니터링 할 수 있다. 이 논문에서는 GB-SAR 시스템의 개발을 소개하고 여러 가지 영상 획득 모드를 통하여 얻어진 다편파 SAR 영상을 비롯하여 DInSAR, Cross-Track InSAR, Delta-f InSAR, PSInSAR 등 GB-SAR 시스템을 이용한 다양한 간섭기법의 응용 가능성을 보였다.