基于Gold序列编码技术的计算鬼成像研究

来源 :长春大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:OMG168
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
鬼成像是一种新颖的光学成像技术,与传统光学成像技术相比,具有抗干扰、弱光成像灵敏度高、非视域等优点,在生物、安全、军事等成像领域具有许多潜在应用。鬼成像概念提出以来已经有近30年的历史,国内外研究人员在该领域开展了大量卓有成效的研究工作。目前,鬼成像技术的实用化进展还处于原理性验证阶段,虽然实验室环境可以实现实时的高质量鬼成像,但实际环境成像质量仍存在一定局限性。实际复杂成像环境条件下成像质量不仅受噪声影响较大,同时还与成像系统所采用的测量矩阵具有直接关系。鬼成像系统中一般使用的测量矩阵包括随机矩阵和正交矩阵两类。随机矩阵由于具有良好的伪随机性,受噪声影响更均匀,其成像质量对噪声的鲁棒性强于正交矩阵,例如Hadamard矩阵;而作为正交矩阵的Hadamard矩阵具有良好的正交性,仅需要等于待测物体像素数的测量次数(满采样)即可获得高质量的重构图像,两类测量矩阵在提高鬼成像性能方面分别具有不同的优势。本文综合上述两类测量矩阵的各自特性重新设计一种新的测量矩阵,以提高实际环境条件下鬼成像的成像效率和成像质量。本文主要研究内容如下:(1)以广泛使用的伪随机序列Gold序列为基础,设计构造了一种适用于计算鬼成像的Gold矩阵,该矩阵兼具随机测量矩阵和正交测量矩阵的优点。(2)在理论分析实现满采样完美重构计算鬼成像对测量矩阵数学性质要求的基础上,利用特征矩阵对比分析了Gold矩阵与Random矩阵、Hadamard矩阵、Toeplitz矩阵成像性能。(3)开展基于Gold矩阵的计算鬼成像数值模拟仿真研究。结果表明,理想条件下Gold矩阵可以实现满采样时完美重构,并且Gold矩阵在噪声影响下仍可以实现较好的成像质量。(4)开展基于Gold矩阵结合压缩感知鬼成像数值模拟仿真研究。结果表明,采用TVAL3算法实现图像重构,低压缩比条件下Gold矩阵的成像质量优于Random矩阵和Hadamard矩阵,从而有效降低采样率,实现了低采样数下的高质量图像重构。(5)完成了实验室环境下基于Gold矩阵的计算鬼成像实验研究。结果表明,与Random矩阵、Hadamard矩阵和Toeplitz矩阵相比,Gold矩阵重构图像质量具有明显优势。
其他文献
电化学生物传感器以仪器简单、便于携带、响应快、灵敏度高等优点,备受分析化学家们的关注。经典的电化学生物传感器主要是以抗原/抗体、DNA或酶等作为生物识别分子,抗原/抗
可见光通信即发光就可进行上网,具有频谱资源丰富、覆盖范围广等优势。针对多用户多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)可见光通信系统中存在的多用户干扰及块
双芯GCT(Dual-GCT)是一种新型的电力半导体器件,将两个结构相同、少子寿命不同的非对称型GCT集成在一个芯片上,采用两个门极分别来控制,具有极低的损耗。双芯GCT正常可靠的工
随着中国经济发展进入“新时代”,中央多次强调新旧动能转换在我国经济发展中的特殊地位。“中国制造2025”的提出也为制造业的发展提供了大好契机,因此探索和优化以新技术、
随着经济的高速发展,大气污染与能源短缺成为我们目前所面临的两大问题。十九世纪八十年代,Fujishima和Honda两位科学家首次报道了利用TiO2电极可以将水光解为H2和O2[1],自此
近年来,我国多个城市雾霾天气频繁出现,空气质量大幅下降,同时也给日常出行造成了很多不便,世界卫生组织于2019年将空气污染列为威胁全球健康的十大问题之一。目前我国政府持
视网膜结构的变化可以反映出视网膜组织的各种病理变化、生理变化,以及视网膜末端器官的损伤程度。研究视网膜层的分割算法,并对特定的层组织结构进行分析,这对临床医学上糖
AlN粉末和陶瓷以其高热导率、低介电常数以及与硅相近的热膨胀系数等优异的物化性能成为电子封装和高功率器件行业最具潜力的材料之一。相较于其他的AlN粉末合成技术,原位合
适宜的温度是人类生存重要环境条件之一,同时,温度对农业、医学、公共卫生和人类的生产影响十分巨大.特别地,对于一些温差大的地区,如果温度预测的准确度不高,就不能给人们的
探究中国经济增长推动力的研究是近年来经济学界的热点研究课题。自改革开放四十年来,我国经济发展取得的成就前所未有,但学界对于中国经济增长的源泉却存在着很大的争议。要