基于壓縮感知的遠(yuǎn)距離主動(dòng)三維成像研究.pdf

1、遠(yuǎn)距離主動(dòng)三維成像技術(shù)是一種可以獲得遠(yuǎn)距離目標(biāo)物體三維信息的信息獲取技術(shù)。相對(duì)于其他三維信息獲取技術(shù)，其具有非接觸、速度快、分辨率高等特點(diǎn)，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于遙感成像、地形勘測(cè)、醫(yī)學(xué)成像、雷達(dá)成像等領(lǐng)域中。因此其在民用和軍用上都有極大的應(yīng)用前景和研究?jī)r(jià)值。
　　壓縮感知理論是一門(mén)新興的信號(hào)處理理論，它指出在一定條件下，在遠(yuǎn)低于Nyquist采樣定理所要求的采樣次數(shù)下，也能夠精確地重構(gòu)出原始信號(hào)。本文提出將壓縮感知應(yīng)用于遠(yuǎn)距離主動(dòng)三

2、維成像，利用壓縮感知理論將信號(hào)采樣和壓縮合而為一的特點(diǎn)，解決了傳統(tǒng)三維信息獲取中數(shù)據(jù)量太大的問(wèn)題。
　　本文首先介紹了三維成像的現(xiàn)狀和壓縮感知理論的基本原理，重點(diǎn)利用壓縮感知原理通過(guò)使用高功率脈沖激光器、大口徑望遠(yuǎn)系統(tǒng)、數(shù)字微鏡陣列(DMD)、光電倍增管(PMT)和高速數(shù)據(jù)采集卡搭建遠(yuǎn)距離二維和主動(dòng)三維成像系統(tǒng)。分別對(duì)距離230m和4.5km左右的目標(biāo)物體完成了絕對(duì)距離的測(cè)量，實(shí)現(xiàn)了64×64像素的三維成像。并對(duì)目標(biāo)物體稀疏性和采

3、樣率對(duì)圖像恢復(fù)質(zhì)量的影響進(jìn)行了分析。證實(shí)在遠(yuǎn)距離圖像恢復(fù)上，隨著采樣率的提高，圖像恢復(fù)的質(zhì)量和對(duì)比度都有一定程度的提高;目標(biāo)物體的稀疏性越好，重構(gòu)圖像所需的采樣次數(shù)越少。由于工作于大氣環(huán)境中的遠(yuǎn)距離成像系統(tǒng)不可避免的會(huì)受到大氣湍流的影響，本文通過(guò)模擬仿真大氣湍流對(duì)圖像的影響，并利用壓縮感知重構(gòu)了經(jīng)大氣湍流影響的原始圖像，分析了重構(gòu)圖像質(zhì)量。然后本文提出了一種基于距離維度編碼調(diào)制的三維編碼調(diào)制圖像重構(gòu)方法，將距離維度信息加入壓縮感知算法，