高ピクセル解像度でのシングルピクセルイメージング

単一ピクセルイメージング（SPI）の通常報告されているピクセル解像度は、32×32と256×256ピクセルの間で、古典的な方法でイメージング基準をはるかに下回っています。許容可能な圧縮率、限られたDMD変調頻度、および合理的な再構築時間との間のトレードオフによる低解像度の結果。SPIに関する集中的な研究の10年間で大幅に改善されていません。この論文では、DMDの完全な解像度での画像測定は、わずか数秒しか持続しないことが、まばらな画像や、視野が制限されているが先験的な不明である状況で可能であることを示しています。0.3秒以内に1024×768の解像度でスパース画像を再構築できるようにするサンプリングと再構成戦略を提案します。非スパース画像は、詳細が少なく再構築されます。圧縮率は0.4％のオーダーで、7Hzの取得周波数に対応します。サンプリングは微分、バイナリ、および非適応性であり、後で実際の視野を決定できる画像の複数の分割に関する情報が含まれています。再構築は、微分フーリエドメインの正規化された反転（D-FDRI）に基づいています。提案されたSPIフレームワークは、リアルタイムで実装するのが難しい適応SPIの両方に代わるものであり、高解像度では非常に遅い古典的な圧縮センシング画像回復方法に代わるものです。

The usually reported pixel resolution of single pixel imaging (SPI) varies between 32 × 32 and 256 × 256 pixels falling far below imaging standards with classical methods. Low resolution results from the trade-off between the acceptable compression ratio, the limited DMD modulation frequency, and reasonable reconstruction time, and has not improved significantly during the decade of intensive research on SPI. In this paper we show that image measurement at the full resolution of the DMD, which lasts only a fraction of a second, is possible for sparse images or in a situation when the field of view is limited but is a priori unknown. We propose the sampling and reconstruction strategies that enable us to reconstruct sparse images at the resolution of 1024 × 768 within the time of 0.3s. Non-sparse images are reconstructed with less details. The compression ratio is on the order of 0.4% which corresponds to an acquisition frequency of 7Hz. Sampling is differential, binary, and non-adaptive, and includes information on multiple partitioning of the image which later allows us to determine the actual field of view. Reconstruction is based on the differential Fourier domain regularized inversion (D-FDRI). The proposed SPI framework is an alternative to both adaptive SPI, which is challenging to implement in real time, and to classical compressive sensing image recovery methods, which are very slow at high resolutions.