24524.基于壓縮感知的壓縮全息成像及實(shí)驗(yàn)研究

1、摘要基于壓縮感知的壓縮全息成像及實(shí)驗(yàn)研究專業(yè)名稱：電路與系統(tǒng)申請(qǐng)者姓名：李亞琴導(dǎo)師姓名：李軍數(shù)字全息術(shù)是利用CCD等圖像傳感器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的全息干板記錄全息圖，然后將全息圖傳輸至計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)被記錄物體的全息再現(xiàn)和處理。在計(jì)算機(jī)中采用傳統(tǒng)衍射方法，再現(xiàn)數(shù)字全息圖時(shí)會(huì)存在零級(jí)像和共軛像，對(duì)再現(xiàn)效果產(chǎn)生影響。雖然相移數(shù)字全息圖用傳統(tǒng)數(shù)字再現(xiàn)可以消除零級(jí)像與共軛像，但在傳統(tǒng)數(shù)字重建過程中均是對(duì)所有數(shù)字全息圖數(shù)據(jù)進(jìn)行重建存在較大的計(jì)算冗余，

2、且數(shù)字全息術(shù)記錄的全息圖及數(shù)字再現(xiàn)像的分辨率被CCD的分辨率所限制，全息圖因?yàn)橛涗浳锕獾南辔恍畔⑹沟迷佻F(xiàn)圖像具有三維效果，數(shù)據(jù)量非常龐大，所以在實(shí)際運(yùn)用中必須進(jìn)行壓縮處理。壓縮感知算法是近年來興起的一種突破傳統(tǒng)奈奎斯特采樣定律的新的采樣理論，為傳統(tǒng)的信息采樣傳輸帶來了革命性的突破，為信號(hào)的計(jì)算和傳輸節(jié)省了很大資源。壓縮感知理論這種通過投影獲得少量測(cè)量值對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣的方式無疑給全息圖壓縮提供了很好的思路。該算法可以使稀疏或可壓縮的高維信

3、號(hào)投影成一種低維信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，通過最優(yōu)化問題求解可以實(shí)現(xiàn)對(duì)原始高維信號(hào)的精確重構(gòu)。本文將壓縮感知技術(shù)應(yīng)用到數(shù)字全息數(shù)據(jù)的獲取中，充分利用全息信息的光學(xué)特性及壓縮感知的優(yōu)勢(shì)，提出一種新的基于單像素壓縮成像的全息成像系統(tǒng)，利用數(shù)字相移全息圖的稀疏特性，研究了壓縮感知重建數(shù)字相移全息圖的可行性，壓縮感知算法能夠根據(jù)部分相移全息圖數(shù)據(jù)重建原始圖像，有利于數(shù)字全息THERESEARCHANDEXPERIMENTOFCOMPRESSIVEHOLOG

4、RAPHlCABSTRACTIMAGINGBASEDONCOMPRESSIVESENSINGMajor：CircuitsandsystemsName：YaqingLiSupervisor：JunLiDigitalholographyistechnologythatitmakesuseofCCDimagesensortecordholograminsteadofthetraditionalholographicdryplate，andth

5、entransmitthehologramtothecomputertecordobjectholographicrepresentationandprocessingWhenreproducingdigitalhologramsifweadopttraditionaldiffractionmethodinthecomputer，thereexistthezeroorderdiffractionimageandtheconjugatei

6、mage，affectingtherepresentationresultwhilethezero—orderdiffractionimageandtheconjugateimageareeliminatedindigitalhologramwhenweusethemethodoftraditionaldigitalrepresentation，inprocessoftraditionaldigitalreconstruction，re

7、constructionisdonebyusingalldigitalhologramdataandthereiscomputingredundancyTheresolutionofthehologramandthereconstructedimageislimitedbytheresolutionoftheCCDusedinthedigitalholographyHologrammakerepresentationimage、vimt

8、hreedimensinalresult，thenumberofhologramishuge，SOinthepracticalusewemustcompressdataCompressivesensingisanewtheory，wecanbreakthroughthelimitofthetraditionalShannon—Nyquistsamplingtheorem，producingtraditinalinformationsam

9、plingtransmissionwithhugebreakthrough，savingresourcesforcalculationandtransmissionofsignalCompressivesensing，thisperceptiontheorybyprojectiontogetasmallamountofmeasurementvaluesforsamplingsignal，provideshologramcompressi