抖阴旅行射

【本学研究者情报】

〇大学院工学研究科　准教授　野々村拓

【発表のポイント】

• 撮影速度の向上と撮影范囲の拡张を実现できる时空间超解像计测技术を开発
• 圧缩センシング^注1と呼ばれる少ない観测データから元の情报を復元する信号処理を适用
• 超音速ジェット喷流の速度场计测と音响计测に适用し、速度场^注2の変动を连続的な画像として再构成することに成功
• 流体力学に限らず様々な分野の超高速?复雑现象の理解を飞跃的に発展させることが期待される

【概要】

超高速な物理现象を、高精细かつ连続的に撮影できる高速度カメラは、物理を解き明かすための强力なデバイスの1つです。しかし、最新鋭の高速度カメラをもってしても撮影速度が十分とは言い难く、さらなる高速化が望まれます。

この度、东北大学大学院工学研究科の野々村拓准教授らの研究グループは、画像計測と音響計測の2つの異なる同時計測データに対して、圧缩センシングと呼ばれる少ない観测データから元の情报を復元する信号処理を适用することで、撮影速度の向上と計測空間の大幅な拡張を実現できる時空間超解像計測技術を開発しました。

当技术は、时间解像度は高いが空间解像度が低いマイクロフォン（点センサ）と、空间解像度は高いが时间解像度が低い高速度カメラの撮影画像を、低次元モデルで融合し、时间と空间の解像度を両立した画像を再构成するものです（図1）。これを超音速ジェット喷流の速度场计测と音响计测に适用し、これまで计测が难しかった速度场の変动を连続的な画像として50倍の撮影速度で再构成することに成功しました（参考动画）。

この技術には汎用性があり、種々の可視化手法と点センサを組み合わせることで、流体力学に限らず様々な分野の超高速?複雑現象の理解を飛躍的に発展させることが期待できます。本研究成果は、2022年6月28日に科学誌「Journal of Visualization」のオンライン版で公開されました。

図1　时空间超解像计测手法の概要

【用语解説】

注1　圧缩センシング
少ない観测データから欠损した情报を补い、元の信号を復元する技术。医疗分野のMRI画像が最たる例であり、画像データが持つ"画像らしさ"を数理的に表现することで欠损した情报を补い、撮影の高速化と高解像度化を実现している。本研究では流体（空気や水）のもつ"流体らしさ"を利用して、速度场の欠损した情报を再构成している。

注2　速度场
空间上の各点における流体（空気や水）の速度を表现したもの。ジェット喷流や涡などは局所的に异なる速度と方向を持ち、これを観测することで流れの运动を示すことができる。本来、速度场は3次元空间上の3方向成分として表现されるが、今回は観测上の都合から、2次元平面上の2成分のみの分布を速度场と呼ぶ。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

东北大学大学院工学研究科
准教授　野々村拓
电话　022-795-7897
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（*を蔼に置き换えてください）

< 報道に関して >
东北大学大学院工学研究科情報広報室
担当　沼澤 みどり
电话　022-795-5898
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（*を蔼に置き换えてください）