Imagerie à Haute Résolution Angulaire et Applications : problèmes

Imagerie à Haute Résolution Angulaire HRA
Imagerie à Haute Résolution Angulaire
et Applications : problèmes inverses
ONERA / DéptOptique Théorique & Appliquée, équipe HRA
http://www.onera.fr/dota
[email protected]
THE FRENCH AEROSPACE LAB
L. Mugnier – 2016
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Imagerie à Haute Résolution Angulaire HRA
Plan
Aperçu d’ensemble des notions fondamentales et des techniques d’imagerie optique
Haute Résolution : physique de l’imagerie, instruments, traitements associés.
Applications : imagerie astronomique, imagerie rétinienne.
❏Organisation du cours :
☞Formation d’images, turbulence atmosphérique ;
☞Analyse de front d’onde, optique adaptative (OA) ;
☞Problèmes inverses en Haute Résolution Angulaire (HRA) ;
☞TD : simulation et restauration d’images corrigées par OA.
❏Plan de la partie Problèmes Inverses :
☞Rappels sur formation d’images, turbulence atmosphérique, ASO ;
☞l’ASO, un problème inverse : MC, MV, MAP et liens entre ces estimateurs ;
☞Restauration d’image MV / MAP sous hyp. gaussiennes
☞Extensions : a priori non quadratiques, déconvolution myope
☞Quelques autres problèmes inverses en HRA : déconvolution par ASO, recalage,
imagerie rétinienne, interférométrie.
Ingrédients des traitements : modèle de formation des données, modèle de bruit,
informations a priori sur solution.
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Résolution
❏Résolution :
☞«taille des plus petits détails visibles»
= inverse de la fréquence de coupure du système optique (turbulence +
télescope + OA éventuelle + caméra)
☞limite ultime = diffraction
☞aberrations du télescope et de la turbulence atmosphérique (obs. Espace).
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Diffraction (1)
φP
❏Aberrations ⇔phase ϕde la surface d’onde ou du front d’onde.
❏Réponse impulsionnelle (ou FEP) :
h(θx, θy) = TF P(λu, λv)eıϕ(λu,λv)
2(θx, θy)
P: indicatrice de la pupille du télescope (diamètre D) ;
λ: longueur d’onde d’observation ;
(θx, θy): position de la source observée (angles sur le ciel, en radians).
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Diffraction (2)
FEP Fonction de transfert
❏Fonction de transfert ˜ h(u, v) = (P.eıϕ ⊗P.eıϕ) (λu, λv)
Fréquence de coupure :
fc=D/λ en l’absence d’aberrations
Résolution ultime d’un télescope : λ/D
(≃largeur à mi-hauteur de la FEP).
❏But : voir plus net, voir plus loin (= plus tôt)
⇒ ր Det atteindre la limite de diffraction (puis interférométrie)
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