壓縮感知水下成像算法研究與系統(tǒng)設計.pdf

1、水下聲學成像是進行水下探測的重要方法之一，相比于光學成像等其他方式的成像，具有成像距離遠、環(huán)境適應性好等優(yōu)點。以往的水下成像中一般使用較為成熟延時疊加等成像算法，并采用大規(guī)模的分立元器件和較多的傳感器陣元，這樣的設計方式系統(tǒng)運算量大，硬件系統(tǒng)復雜不便于移植和修改，傳感器基陣較大。文中探索了應用于稀疏基陣水下正視成像的壓縮感知方法，根據數字化的思想利用FPGA作為硬件系統(tǒng)的主控芯片，設計了水下成像系統(tǒng)。
　　文中選取線性調頻信號作為

2、發(fā)射信號，分析了水下成像場景的稀疏性，根據發(fā)射信號和目標作用產生的回波信號的特點設計了字典對回波信號進行了稀疏表示。利用自適應的塊貝葉斯恢復方法對回波信號中的場景系數進行恢復，相比于傳統(tǒng)的成像算法對回波信號的數據量需求較少，可以在不同的信噪比下得出較好的結果。
　　本文設計并實現了一種基于FPGA和USB的水下成像硬件控制采集系統(tǒng)。利用FPGA作為電路的主控芯片，使用Verilog HDL和原理圖相結合的編程方式，完成了AD采樣控