Apodyzacja

Przewiewny dysk

W przetwarzaniu sygnałów apodyzacja ( z greckiego „usunięcie stopy”) to modyfikacja kształtu funkcji matematycznej . Funkcja może reprezentować sygnał elektryczny, transmisję optyczną lub strukturę mechaniczną. W optyce służy przede wszystkim do usuwania dysków Airy'ego spowodowanych dyfrakcją wokół piku intensywności, poprawiając ostrość.

Apodyzacja w elektronice

Dalsze informacje: Funkcja okna

Apodyzacja w przetwarzaniu sygnałów

Termin apodyzacja jest często używany w publikacjach dotyczących przetwarzania sygnału w podczerwieni z transformacją Fouriera (FTIR) . Przykładem apodyzacji jest użycie okna Hanna w analizatorze szybkiej transformaty Fouriera do wygładzenia nieciągłości na początku i na końcu próbkowanego zapisu czasu.

Apodyzacja w dźwięku cyfrowym

Filtr apodyzujący może być używany w cyfrowym przetwarzaniu dźwięku zamiast bardziej powszechnych filtrów ściennych, aby uniknąć wstępnego dzwonienia , które wprowadza ten ostatni.

Apodyzacja w spektrometrii mas

Podczas oscylacji w pułapce Orbitrap , przejściowy sygnał jonów może nie być stabilny, dopóki jony nie ustabilizują się w swoich oscylacjach. Pod koniec subtelne zderzenia jonów sumują się, powodując zauważalne odfazowanie. Stanowi to problem dla transformacji Fouriera, ponieważ uśrednia sygnał oscylacyjny na całej długości pomiaru w dziedzinie czasu. Oprogramowanie umożliwia „apodyzację”, czyli usunięcie przedniej i tylnej części sygnału przejściowego z uwzględniania w obliczeniach FT. Zatem apodyzacja poprawia rozdzielczość otrzymanego widma masowego. Innym sposobem na poprawę jakości stanu przejściowego jest czekanie na zebranie danych, aż jony ustabilizują ruch oscylacyjny w pułapce.

Apodyzacja w spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego

Apodyzacja jest stosowana do sygnałów NMR przed dyskretną transformacją Fouriera . Zazwyczaj sygnały NMR są obcinane ze względu na ograniczenia czasowe (wymiar pośredni) lub w celu uzyskania wyższego stosunku sygnału do szumu. Aby zredukować artefakty obcięcia, sygnały poddawane są apodyzacji za pomocą różnego typu funkcji okienkowych .

Apodyzacja w optyce

Modyfikowanie przepuszczalności obiektywu w zależności od położenia bocznego prowadzi do nieco szerszego i słabszego ogniskowania, ale jednocześnie usuwa pierścienie wokół niego, ograniczając w ten sposób artefakty obrazowania.

W żargonie projektowania optycznego funkcja apodyzacji służy do celowej zmiany profilu natężenia wejściowego układu optycznego i może być skomplikowaną funkcją dostosowaną do określonych właściwości systemu. Zwykle odnosi się do nierównomiernego profilu oświetlenia lub transmisji, który zbliża się do zera na krawędziach.

Apodyzacja w obrazowaniu

Ponieważ boczne płaty dysku Airy'ego są odpowiedzialne za degradację obrazu, stosuje się techniki ich tłumienia. W przypadku, gdy wiązka obrazowania ma rozkład Gaussa, gdy współczynnik obcięcia (stosunek średnicy wiązki Gaussa do średnicy otworu ścinającego) jest ustawiony na 1, listki boczne stają się pomijalne, a profil wiązki staje się czysto gaussowski. [ potrzebna strona ]

W ultrasonografii medycznej efekt płatków siatkowych można zredukować poprzez aktywację elementów przetwornika ultradźwiękowego za pomocą zmiennych napięć w procesie apodyzacji.

Apodyzacja w fotografii

Większość obiektywów do aparatów fotograficznych zawiera przysłony , które zmniejszają ilość światła wpadającego do aparatu. Nie są to do końca przykłady apodyzacji, ponieważ przysłona nie zapewnia płynnego przejścia do zerowej intensywności, ani nie zapewnia kształtowania profilu intensywności (poza oczywistą transmisją apertury „wszystko albo nic”, „cylinder”) .

Niektóre obiektywy wykorzystują inne metody zmniejszania ilości wpuszczanego światła. Na przykład obiektyw Minolta/Sony STF 135 mm f/2,8 T4,5 ma jednak specjalną konstrukcję wprowadzoną w 1999 r., w której zastosowano wklęsły, neutralny szary przyciemniany element obiektywu jako filtr apodyzacyjny, tworząc w ten sposób przyjemny efekt bokeh . Ten sam efekt optyczny można uzyskać, łącząc bracketing głębi ostrości z wielokrotną ekspozycją , jak w przypadku funkcji STF aparatu Minolta Maxxum 7 . W 2014 roku Fujifilm ogłosił obiektyw wykorzystujący podobny filtr apodyzacyjny w obiektywie Fujinon XF 56mm F1.2 R APD . W 2017 roku firma Sony wprowadziła pełnoklatkowy obiektyw Sony FE 100mm F2.8 STF GM OSS z mocowaniem typu E ( SEL-100F28GM ) oparty na tej samej zasadzie optycznej Smooth Trans Focus .

Symulacja profilu wejściowego gaussowskiej wiązki laserowej jest również przykładem apodyzacji. [ potrzebne źródło ]

Sita fotonowe zapewniają stosunkowo łatwy sposób na uzyskanie dopasowanej apodyzacji optycznej.

Apodyzacja w astronomii

Apodyzację stosuje się w optyce teleskopów w celu poprawy dynamiki obrazu. Na przykład za pomocą tej techniki można uwidocznić gwiazdy o niskiej intensywności w bliskim sąsiedztwie bardzo jasnych gwiazd, a nawet obrazy planet, które w inny sposób są przesłonięte jasną atmosferą gwiazdy, wokół której krążą. Ogólnie apodyzacja zmniejsza rozdzielczość obrazu optycznego; jednak, ponieważ zmniejsza efekty krawędziowe dyfrakcji, może faktycznie poprawić niektóre drobne szczegóły. W rzeczywistości pojęcie rozdzielczości, tak jak jest powszechnie definiowane za pomocą kryterium Rayleigha , jest w tym przypadku częściowo nieistotne. Trzeba zrozumieć, że obraz powstający w płaszczyźnie ogniskowej soczewki (lub zwierciadła) jest modelowany przez dyfrakcyjny Fresnela . Klasyczny obraz dyfrakcyjny, dysk Airy'ego , jest połączony z okrągłą źrenicą, bez żadnych przeszkód iz jednolitą transmisją. Każda zmiana kształtu źrenicy (na przykład kwadrat zamiast koła) lub jej przepuszczalności powoduje zmianę powiązanego obrazu dyfrakcyjnego.

Zobacz też

  1. Bibliografia    _ Toby, Tymoteusz K.; Kelleher, Neil L. (wrzesień 2016). „Przewodnik naukowca po proteomice opartej na spektrometrii mas” . Proteomika . 16 (18): 2435–2443. doi : 10.1002/pmic.201600113 . PMC 5198776 . PMID 27553853 .
  2. ^ Przetwarzanie danych NMR: korekcja fazy, skalowanie pierwszego punktu , pobrane 17.01.2022
  3. ^    Podręcznik skanowania optycznego i laserowego . Marshall, Gerald F., Stutz, Glenn E. (wyd. 2). Boca Raton, Floryda: CRC Press. 2012. ISBN 9781439808795 . OCLC 756724023 . {{ cite book }} : CS1 maint: other ( link )
  4. ^ Ng, Aleksander; Swanevelder, Justiaan (październik 2011). „Rozdzielczość w obrazowaniu ultrasonograficznym” . Kontynuacja edukacji w zakresie anestezjologii, intensywnej terapii i leczenia bólu . 11 (5): 186–192. doi : 10.1093/bjaceaccp/mkr030 .
  5. ^ " "Bokeh-Gigant": Fujinon XF 1,2/56 mm R APD (aktualizacja)" . 2001-11-30.
  6. ^ "Neu von Sony: E-Mount-Objektive 100 mm F2.8 STF GM, FE 85 mm F1.8; Blitz HVL-F45RM" . Photoscala (w języku niemieckim). 2017-02-07. Zarchiwizowane od oryginału w dniu 2017-02-11 . Źródło 2017-02-10 .
  7. ^ Hewett, Jacqueline (2007-06-01). „Sita fotonowe są korzystne dla teleskopów kosmicznych” . Optyka.org . Źródło 2007-06-05 .
  8. ^   E. Hecht (1987). Optyka (wyd. 2). Addisona Wesleya. ISBN 978-0-201-11609-0 . Sekcja 11.3.3.
  9. ^ PIERWSZE WYNIKI Z BARDZO DUŻEGO TELESKOPU PŁYTA FAZY APODYZUJĄCEJ NACO: 4 μm ZDJĘCIA EGZOPLANETY β PICTORIS b * The Astrophysical Journal (list)
  10. ^ Łowcy planet nie są już oślepieni światłem. spacefellowship.com Uwaga: ten artykuł zawiera kilka zdjęć takiej płytki fazowej
Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Apodization&oldid=1137827618 ”