Multi-dimensional visualization of ultra-fast optical emission based on streak camera and sparse image processing

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K13715
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: General applied physics
• Research Institution: Nagaoka University of Technology
• Principal Investigator: Masahiro Iwahashi 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (30251854)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐々木 徹 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (90514018) ; 吉田 太一 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (60737914)
• Research Collaborator: YOSHIDA TAICHI
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 画像処理 / 短時間現象 / 圧縮

Outline of Final Research Achievements

Recently, it became possible to observe the ultra-fast optical emission phenomenon. It has been difficult to observe spatial observation of the phenomenon with conventional approaches. This project makes it possible to observe the phenomenon as a multi-dimensional information with a compact equipment based on a streak camera. We developed 1) an observation equipment with the polarization optical devices, 2) sparse coding algorithm to reconstruct the multi-dimensional information, and 3) a compact system based on a parallel computing system.

Free Research Field

ディジタル信号処理

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

学術的な特色は、ストリークカメラ1台で、極短時間スケールの発光現象を空間＋時間の多次元情報として超高速度に撮影できる点である．これまでに開発された高速度カメラには、空間次元や時間軸の制約があるため，空間情報を取得することが困難であった．本研究では，発光体の光特性を効果的に活用し，空間情報をストリークカメラのイメージ内に圧縮し，スパース画像処理を用いた解析により，極短時間の発光現象を多次元情報として可視化できる．これにより，極短時間の発光現象を1台のストリークカメラのシングルショットで観測できるようになった。