Аподизация
 | Эта статья может сбивать с толку или быть непонятной читателям . ( Май 2010 г. ) |
В сигналов обработке аподизация (от греческого «удаление стопы») — это модификация формы математической функции . Функция может представлять электрический сигнал, оптическую передачу или механическую структуру. В оптике он в основном используется для удаления дисков Эйри , вызванных дифракцией вокруг пика интенсивности, и улучшения фокусировки.
Аподизация в электронике
[ редактировать ]Аподизация при обработке сигналов
[ редактировать ]Термин аподизация часто используется в публикациях по обработке инфракрасных сигналов с преобразованием Фурье (FTIR) . Примером аподизации является использование окна Ханна в анализаторе быстрого преобразования Фурье для сглаживания разрывов в начале и конце выборки временной записи.
Аподизация в цифровом аудио
[ редактировать ]Аподизирующий фильтр можно использовать при цифровой обработке звука вместо более распространенных фильтров «кирпичной стены», чтобы уменьшить предварительные и последующие звонки , которые вносят последние. [ 1 ]
Аподизация в масс-спектрометрии
[ редактировать ]Во время колебаний внутри орбитальной ловушки переходный сигнал ионов может быть нестабильным до тех пор, пока ионы не стабилизируются. Ближе к концу добавились тонкие столкновения ионов, которые вызвали заметную дефазировку. Это представляет проблему для преобразования Фурье, поскольку оно усредняет колебательный сигнал по длине измерения во временной области. Программное обеспечение допускает «аподизацию», исключение передней и задней части переходного сигнала из рассмотрения при расчете Фурье. Таким образом, аподизация улучшает разрешение результирующего масс-спектра. Другой способ улучшить качество переходного процесса — дождаться сбора данных до тех пор, пока ионы не перейдут в устойчивое колебательное движение внутри ловушки. [ 2 ]
Аподизация в спектроскопии ядерного магнитного резонанса
[ редактировать ]Аподизация применяется к ЯМР сигналам перед дискретным преобразованием Фурье . Обычно сигналы ЯМР обрезаются из-за ограничений по времени (косвенное измерение) или для получения более высокого отношения сигнал/шум. Чтобы уменьшить артефакты усечения, сигналы подвергаются аподизации с помощью различных типов оконных функций . [ 3 ]
Аподизация в оптике
[ редактировать ]На жаргоне оптического проектирования функция аподизации используется для целенаправленного изменения профиля входной интенсивности оптической системы , и это может быть сложная функция для адаптации системы к определенным свойствам. Обычно это относится к неоднородному профилю освещения или пропускания, приближающемуся к нулю по краям.
Аподизация в визуализации
[ редактировать ]Поскольку за ухудшение изображения ответственны боковые лепестки диска Эйри, используются методы их подавления. Если визуализирующий луч имеет гауссово распределение, когда коэффициент усечения (отношение диаметра гауссова луча к диаметру усеченной апертуры) установлен равным 1, боковые лепестки становятся незначительными и профиль луча становится чисто гауссовым. [ 4 ] [ нужна страница ]
В медицинской ультрасонографии эффект лепестков решетки можно уменьшить путем активации элементов ультразвукового преобразователя с использованием переменного напряжения в процессе аподизации. [ 5 ]
Аподизация в фотографии
[ редактировать ]Большинство объективов фотоаппаратов содержат диафрагмы , которые уменьшают количество света, попадающего в камеру. Строго говоря, это не является примером аподизации, поскольку диафрагма не обеспечивает плавного перехода к нулевой интенсивности и не обеспечивает формирование профиля интенсивности (кроме очевидной передачи ее апертуры по принципу «все или ничего», «цилиндрическая» передача) .
В некоторых объективах используются другие методы уменьшения количества пропускаемого света. Однако, например, объектив Minolta/Sony STF 135mm f/2.8 T4.5 имеет специальную конструкцию, представленную в 1999 году, в которой это достигается за счет использования вогнутого нейтрально-серого цвета. тонированный элемент линзы в качестве фильтра аподизации, обеспечивающий приятное боке . Того же оптического эффекта можно добиться, сочетая брекетинг глубины резкости с мультиэкспозицией , как это реализовано в Minolta Maxxum 7 функции STF . В 2014 году Fujifilm анонсировала объектив, использующий аналогичный фильтр аподизации, в объективе Fujinon XF 56mm F1.2 R APD . [ 6 ] В 2017 году компания Sony представила с байонетом E полнокадровый объектив Sony FE 100mm F2.8 STF GM OSS ( SEL-100F28GM ), основанный на том же оптическом принципе Smooth Trans Focus . [ 7 ]
Моделирование входного профиля гауссовского лазерного луча также является примером аподизации. [ нужна ссылка ]
Фотонные сита обеспечивают относительно простой способ достижения индивидуальной оптической аподизации. [ 8 ]
Аподизация в астрономии
[ редактировать ]Аподизация используется в оптике телескопов с целью улучшения динамического диапазона изображения. Например, с помощью этого метода можно сделать видимыми звезды с низкой интенсивностью в непосредственной близости от очень ярких звезд и даже получить изображения планет, которые в противном случае скрыты яркой атмосферой звезды, вокруг которой они вращаются. [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] Как правило, аподизация снижает разрешение оптического изображения; однако, поскольку он уменьшает краевые дифракционные эффекты, он может фактически улучшить некоторые мелкие детали. Фактически, понятие разрешения, как оно обычно определяется с помощью критерия Рэлея , в этом случае частично неуместно. Необходимо понимать, что изображение, формируемое в фокальной плоскости линзы (или зеркала), моделируется с помощью дифракционного формализма Френеля. Классическая дифракционная картина, диск Эйри , соединена с круглым зрачком без каких-либо препятствий и с равномерным пропусканием. Любое изменение формы зрачка (например, квадрат вместо круга) или его пропускания приводит к изменению соответствующей дифракционной картины.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Робджонс, Хью (август 2016 г.). «Точность MQA во временной области и качество цифрового звука» . soundonsound.com . Звук на звуке. Архивировано из оригинала 10 марта 2023 года.
- ^ Саварин, Джон П.; Тоби, Тимоти К.; Келлехер, Нил Л. (сентябрь 2016 г.). «Руководство исследователя по протеомике, основанной на масс-спектрометрии» . Протеомика . 16 (18): 2435–2443. дои : 10.1002/pmic.201600113 . ПМК 5198776 . ПМИД 27553853 .
- ^ Обработка данных ЯМР: фазовая коррекция, масштабирование первой точки , 9 июля 2021 г. , получено 17 января 2022 г.
- ^ Справочник по оптическому и лазерному сканированию . Маршалл, Джеральд Ф., Штутц, Гленн Э. (2-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. 2012. ISBN 9781439808795 . OCLC 756724023 .
{{cite book}}: CS1 maint: другие ( ссылка ) - ^ Нг, Александр; Сваневелдер, Юстиан (октябрь 2011 г.). «Разрешение в ультразвуковой визуализации» . Непрерывное образование в области анестезии, интенсивной терапии и боли . 11 (5): 186–192. doi : 10.1093/bjaceaccp/mkr030 .
- ^ « Гигант боке»: Fujinon XF 1.2/56mm R APD (обновлено)» . 2001-11-30.
- ^ «Neu von Sony: E-Mount-Objective 100 mm F2.8 STF GM, FE 85 mm F1.8; Blitz HVL-F45RM» . Photoscala (на немецком языке). 07.02.2017. Архивировано из оригинала 11 февраля 2017 г. Проверено 10 февраля 2017 г.
- ^ Хьюитт, Жаклин (1 июня 2007 г.). «Фотонные сита приносят пользу космическим телескопам» . Оптика.org . Проверено 5 июня 2007 г.
- ^ Э. Хехт (1987). Оптика (2-е изд.). Эддисон Уэсли. ISBN 978-0-201-11609-0 . Раздел 11.3.3.
- ^ ПЕРВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗ ОЧЕНЬ БОЛЬШОГО ТЕЛЕСКОПА НАКО, АПОДИРУЮЩЕГО ФАЗОВУЮ ФАЗОВУЮ ПЛИТУ: 4 мкм ИЗОБРАЖЕНИЯ ЭКЗОПЛАНЕТЫ β PICTORIS b * Астрофизический журнал (Письмо)
- ↑ Охотники за планетами больше не ослеплены светом. spacefellowship.com Примечание: в эту статью включено несколько изображений такой фазовой пластины.