基于編碼投影的單像素攝像機實時重構(gòu)成像方法.pdf

1、壓縮傳感理論是近些年來新提出的采樣理論，一經(jīng)提出，就由于其突破了傳統(tǒng)Nyquist采樣定律，而引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注，并且被成功應(yīng)用到無線通訊、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域成像、地球科學(xué)等諸多領(lǐng)域。
　　單像素成像技術(shù)最早是為了證明壓縮傳感理論而發(fā)展起來的成像技術(shù)，由于其具有壓縮傳感理論的優(yōu)勢，可以實現(xiàn)以更少的采樣量復(fù)原出相同精度的圖像，除此之外，還可以輕松的擴展到其他波長，因此在民間和軍方都有廣泛的發(fā)展前景。然而現(xiàn)實的單像素平臺大多處于實驗

2、室搭建階段，離工業(yè)化仍有很大距離，究其原因是平臺搭建太過復(fù)雜且現(xiàn)在的圖像重構(gòu)精度和速度方面相比傳統(tǒng)成像方式仍顯不足。針對這些問題，本論文搭建了一個單像素成像平臺，并提出了相關(guān)測量矩陣優(yōu)化和復(fù)原加速優(yōu)化算法，來實現(xiàn)對現(xiàn)有單像素成像技術(shù)的整體改進。本論文主要包含以下幾個方面：
　　1.通過研究和比較近些年來單像素平臺的發(fā)展特點，克服了傳統(tǒng)單像素成像裝置的諸多不足，構(gòu)建了靈活簡易的單像素成像平臺，利用便攜式投影儀和光強探測器，實現(xiàn)了無棱

3、鏡系統(tǒng)和孔徑裝置的單像素成像，這比起其他單像素成像平臺具有更廣闊的適用性。
　　2.在壓縮感知成像過程中，優(yōu)化對圖像進行編碼的測量矩陣，提出了分層模型，通過構(gòu)建不同分辨率的測量矩陣，并且利用低層級獲取的圖像導(dǎo)向先驗信息為高分辨率層級提供先驗，大大提升了圖像的重構(gòu)精度和速度。
　　3.對于單像素成像的圖像復(fù)原階段，為了實現(xiàn)平臺對圖像的實時重構(gòu)，本論文提出了一種復(fù)原加速優(yōu)化算法，將φ1求解算法中耗時占比最多的迭代過程轉(zhuǎn)化成了簡單