Compressive spectral imaging using diffractive lenses and multi-spectral sensors with learned reconstruction and joint optimization

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: UTKU GÜNDOĞAN

Danışman: Sevinç Figen Öktem

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Sıkıştırılmış spektral görüntüleme, bütün üç boyutlu spektral kübü birkaç ölçümden, tercihen tek ölçümden, geriçatmayı hedeflemektedir. Yakın zamanda, kırınımlı lensler ile çeşitli spektral görüntüleme teknikleri geliştirilmiştir. Bu alandaki bir diğer gelişme, spektral süzgeç dizilimi kullanarak elde edilen çoklu-spektral duyuculardır. Bu tezde ilk olarak mevcut bulunan ve kırınımlı lens kullanan bir sıkıştırılmış spektral görüntüleme tekniği incelenmekte ve nicel metriklerle performansı değerlendirilmektedir. Sonra bu sistem üzerinde özyineli yöntemin iterasyonlar boyunca açıldığı model bazlı öğrenimli bir derin sinir ağı (DNN) ile ortak geriçatım ve sistem eniyileme çalışması yapılmaktadır. İkinci olarak, çoklu-spektral duyuculardan yararlanarak görüntüleme performansı daha güçlü olan yeni bir spektral görüntüleme sistemi geliştirilmektedir. Spektral kübü sıkıştırılmış ölçümlerden geriçatabilmek için benzer bir açılımlı ağ tasarlanmaktadır. Ayrıca hızlı bir seyrek geriçatım algoritması geliştirilmekte ve öğrenimli geriçatım tekniği ile karşılaştırılmaktadır. Geliştirilen görüntüleme tekniğinin başarımı, görünür ışınım bölgesinde farklı tasarım düzenleşimleri, ölçüm sayıları ve sinyal-gürültü oranlarıyla gösterilmektedir. Sonuçlar, geliştirilen sistemin daha basit bir optik sistem ile mevcut bulunan kırınımlı lensli sıkıştırılmış görüntüleme tekniklerine göre önemli derecede daha iyi görüntüleme başarımı gösterdiğini ve aynı zamanda tek ölçümle de kullanılabildiğini göstermektedir