2015 Fiscal Year Annual Research Report
バイブロドップラ超解像イメージング技術の創出と原理検証
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26630179
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
三輪 空司 群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (30313414)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 超解像 / イメージング / ドップラ計測 / 加振 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は光学イメージングの回折限界の3倍以上の分解能でライブイメージングが可能なシステムを開発することを最終目標とし、本研究の目的として、その原理となる「バイブロドップラ超解像イメージング法」なる全く新規な超解像イメージング法の原理を確立し、実験的に実証することにある。具体的には超音波を用いた物体のイメージングにおいて、バイブロドップラ計測により、通常の画像の3倍の分解能向上が可能であることを寒天内の孤立反射体のイメージングを通じて研究期間内に明らかにすることにある。
本研究により、ステップ周波数連続波バイブロドップラ計測システムの開発として、初年度はネットワークアナライザをベースとし、イメージキャンセリングミキサと呼ぶ片側のみのスペクトル変調を与える回路を作成し、外部で加振周波数だけ変調後にドップラ信号を計測するシステムを開発した。しかし、送信信号のノイズが大きくドップラ成分のＳＮ比が十分得られなかった。そこで、低ノイズの発振器と直交検波器を用い、送信周波数をＰＣ制御することによりネットワークアナライザ相当のシステムを開発し、信号帯雑音比を３０ｄＢ向上させることに成功した。さらに、寒天内に埋め込まれた線状物体のイメージングを行い、空間分解能が３倍程度向上できることを確認した。さらに、無数の超音波散乱体が存在するときのバイブロドップライメージング応答のシミュレーションにより、超解像イメージングアルゴリズムにおいて、加振ドップラ成分を直流成分と合成する上で超音波トランスデューサの傾きにより指向性分布が傾くことを考慮した重みづけを行う必要があることを明らかにした。また、２次元の数値シミュレーションによりその可能性を評価した。
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