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基于压缩感知的鬼成像研究

作　者: 华翌辰
导　师: 辛煜
学　校: 南京理工大学
专　业: 光学工程
关键词: 鬼成像压缩感知迭代加权最小二乘算法自适应逆尺度空间算法改进方案
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

鬼成像技术是近十几年来发展迅速的一种新型成像技术,它具有的系统结构简单、抗干扰性强、分辨率高等优点,使其受到了广泛的关注,显示出巨大的应用前景。然而由于鬼成像技术利用光场的相关性成像,为了获得足够清晰的图像,必须进行多次采样,导致采样时间过长。将压缩感知理论应用于鬼成像技术,可以有效地减少采样时间,同时也可以保证图像的质量。在研究了现有压缩感知算法原理的基础上,首先采用了迭代加权最小二乘算法进行压缩鬼成像实验。但是由于该算法的算法复杂度高,重构图像时间较长,本文又采用了具有快速收敛特性的自适应逆尺度空间算法。自适应逆尺度空间算法缩短了图像重构时间,但是重构图像质量与迭代加权最小二乘算法重构图像相比较差。论文然后分析了使用斜投影匹配方法提高算法重构精确度的可行性,并将差分方法应用到压缩鬼成像中,通过抑制背景噪声,提高鬼成像技术的成像质量。仿真实验的结果表明这一改进方案是有效的。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-11
  1.1 鬼成像的国内外研究现状  7-8
  1.2 压缩感知理论的研究现状与成像应用  8-10
  1.3 本文的主要工作和结构安排  10-11
2 鬼成像技术和压缩感知理论  11-22
  2.1 鬼成像技术  11-15
    2.1.1 纠缠光鬼成像  11
    2.1.2 热光鬼成像  11-15
  2.2 压缩感知基本原理  15-21
    2.2.1 问题描述  16-17
    2.2.2 信号的稀疏表示  17-18
    2.2.3 观测矩阵设计  18-20
    2.2.4 稀疏信号重构  20-21
  2.3 本章小结  21-22
3 压缩感知算法重构算法  22-37
  3.1 匹配追踪算法和正交匹配追踪算法  22-23
  3.2 压缩采样匹配追踪算法  23-24
  3.3 子空间匹配追踪算法  24-26
  3.4 迭代硬阈值算法  26-28
  3.5 贪婪基追踪算法  28-31
  3.6 迭代加权最小二乘算法  31-33
  3.7 重构算法仿真与比较  33-36
  3.8 本章小结  36-37
4 压缩感知框架下的鬼成像  37-49
  4.1 压缩鬼成像  37-39
  4.2 IRLS算法实现压缩鬼成像  39-41
  4.3 自适应逆尺度空间算法(aISS)实现压缩鬼成像  41-48
    4.3.1 Bregman迭代与自适应逆尺度空间算法  41-45
    4.3.2 自适应逆尺度空间算法(aISS)实现压缩鬼成像  45-48
  4.4 本章小结  48-49
5 改进的压缩鬼成像方案  49-57
  5.1 斜投影理论逆尺度空间算法改进  49-53
    5.1.1 斜投影空间理论  49-51
    5.1.2 算法分析  51-53
  5.2 基于逆尺度空间算法的差分压缩鬼成像  53-56
    5.2.1 差分鬼成像技术  53-54
    5.2.2 基于aISS算法的压缩差分鬼成像实验与仿真  54-56
  5.3 本章小结  56-57
6 总结与展望  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-64
附录  64

基于压缩感知的鬼成像研究

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