Multicriteria Optimization of Shift-Variant Imaging System Models
Project goals
The proposed project builds on the latest trends in modeling of shift-variant Ultra-Wide Field (UWF) systems for incoherent imaging including all-sky cameras in astronomy, microscopy, and special wide-field cameras in security. The wide-angle optical elements used in UWF systems introduce a significant shift variance into the imaging process affecting data accuracy. The novel approach proposed in this project is based on estimating the imaging parameters (Zernike coefficients) using images captured by real shift-variant systems. More specifically, this approach exploits shift-variant modeling using the Zernike wavefront deformation. The relation between the PSF and the wavefront deformation will be found. The optimization of the Point Spread Function (PSF) model will be based on the assessment a set of criteria (wavefront fit, the sensor parameters and the noise model). The proposed mathematical models will be tested on image data from real imaging systems. For this purpose, a bread-board imaging system will be designed and constructed.
Keywords
UWF systemscalomelshift-variant PSFdiscrete noise distributionZernike polynomials
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 21 (SGA0201700001)
Main participants
České vysoké učení technické v Praze / Fakulta elektrotechnická
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze / Fakulta chemicko-inženýrskáContest type
VS - Public tender
Contract ID
17-05840S
Alternative language
Project name in Czech
Multikriteriální optimalizace modelů prostorově variantních zobrazovacích systémů
Annotation in Czech
Navrhovaný projekt se zabývá nejmodernějšími trendy v oblasti modelování prostorově variantních širokoúhlých optických systémů pro nekohorentní zobrazování. Tyto systémy zahrnují celooblohové kamery v astronomii, mikroskopii a speciální širokoúhé kamery pro bezpečnostní aplikace. Širokohoúhlé optické elementy v takových systémech přinášejí významnou prostorovou závislost, která má přímý vliv na přesnost obrazových dat. Nový přístup navržený v tomto projektu je založený na odhadování parametrů zobrazovací soustavy (Zernikovy koeficienty) s použitím snímků pořízených tímto systémem. Tento přístup využívá modelování prostorově variantních systémů pomocí deformace vlnoplochy. Bude formulován vztah mezi PSF (funkce rozptylu bodu) a deformací vlnoplochy. Optimalizace modelu PSF bude založen na množině kritérií (parametrů vlnoplochy, vlastností sensoru a modelu šumu). Navržené matematické modely budou testovány na snímcích z reálných snímacích soustav. Pro tento účel bude navržen a realizován testovací zobrazovací systém.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The project goals were fullfilled. The researchers dealt with a wide range of topics, from parking spaces monitoring to refining of microskopic imaging. A large number of publications with expected impact on the broad scientific community has been created.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2017
Realization period - end
Dec 31, 2019
Project status
U - Finished project
Latest support payment
May 30, 2019
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP20-GA0-GA-U/02:1
Data delivery date
Jul 23, 2020
Finance
Total approved costs
5,324 thou. CZK
Public financial support
4,923 thou. CZK
Other public sources
329 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
5 324 CZK thou.
Public support
4 923 CZK thou.
92%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
JA - Electronics and optoelectronics
Solution period
01. 01. 2017 - 31. 12. 2019