本文主要研究内容
作者刘铭鑫（2019）在《基于压缩感知的编码孔径光谱成像技术研究》一文中研究指出：光谱成像技术将成像技术与光谱技术相结合,能够在获得目标场景的空间信息的同时获得目标场景的光谱信息。因此,光谱成像技术在各个领域上有着广泛的应用。随着科学的发展,技术的进步,各领域对光谱成像技术的指标要求越来越高,高空间、光谱分辨率、高光学利用率、高信噪比以及高效率的存储和传输等要求为光谱成像技术提出了新挑战与发展方向。在目前的光谱成像技术应用中,获取目标信息主要采用推扫、摆扫或者干涉方式。但由于其自身原理性限制,某一项性能指标的提升必然会带来另一项指标的下降。传统的光谱成像技术基于香农采样理论的采样方法对采样频率有着较高的要求,为获取更高的成像质量,势必提高采样频率,从而导致系统更加复杂,技术要求更高;另外,提升分辨率对光电探测器件有着更高的要求。因此,研究新的光谱成像机理和新的采样理论对光谱成像技术的进一步应用具有重要意义。近年来,计算成像作为现代光学的一个分支,由于其光机电一体化的设计优势,受到人们广泛的关注。计算光谱成像技术作为计算成像的一个范畴,采用不同于奈奎斯特采样理论的压缩感知采样理论,通过较少的测量结果就能复原出完整的空间信息和光谱信息,成为光谱成像技术的重要发展方向之一。其中,最具发展潜力的编码孔径光谱成像技术,受到光谱成像技术研究人员的重点关注。编码孔径光谱成像技术具备快照成像、高光通量、高信噪比以及低采样频率的优点。编码孔径作为该技术的关键元件之一,若想实现应用,需要更多的优化和改进。本文针对编码孔径,首先分析了编码孔径的分辨率问题;随后优化编码孔径,配合新的算法完成直接对压缩测量结果进行光谱解混;最后构建新的编码孔径模式,完成系统分析和实验。本文主要研究内容包括以下几个方面:1.深入研究光谱成像技术,对光谱成像的基本理论进行研究。针对计算光谱成像技术进行研究和讨论。完成压缩感知采样理论的系统研究。对编码孔径光谱成像技术进行研究,完成数学模型推导和关键元件分析。2.详细分析编码孔径光谱成像仪在实际应用中遇到的问题,通过建立编码孔径快照光谱成像系统(CASSI)的数学模型,分析了编码模板与探测器分辨率不匹配等因素会对系统分辨率的影响。针对编码模板分辨率高于探测器分辨率这一情况,提出将超分辨技术引入CASSI系统,实现了基于压缩感知的超分辨光谱成像;针对编码模板分辨率低于探测器分辨率这一情况,提出具有灰度分级的编码孔径,实现高分辨率的编码模式,从而保证了编码孔径光谱成像仪的分辨率。随后通过搭建实验,验证了所提方法的可行性。3.针对编码孔径快照光谱成像仪的光谱解混复杂、速度慢等问题,通过稀疏表示和对端元丰度的稀疏估计,打破传统先重建数据立方体再进行光谱解混的流程,提出直接在获得的测量结果上进行光谱解混的算法。利用设计的优化编码孔径的开展实验。结果表明采用优化后的编码孔径及新的解混算法,光谱解混速度快,精度高。4.对编码孔径快照光谱成像仪结构进行优化,利用彩色光学滤波器阵列代替编码孔径,并将其与探测器组合,基于此提出了一种快照式彩色压缩光谱成像系统。对该系统进行了数学建模和重构算法设计。计算机模拟实验表明该技术相比传统编码孔径光谱成像系统具有更高的复原精度。
Abstract
guang pu cheng xiang ji shu jiang cheng xiang ji shu yu guang pu ji shu xiang jie ge ,neng gou zai huo de mu biao chang jing de kong jian xin xi de tong shi huo de mu biao chang jing de guang pu xin xi 。yin ci ,guang pu cheng xiang ji shu zai ge ge ling yu shang you zhao an fan de ying yong 。sui zhao ke xue de fa zhan ,ji shu de jin bu ,ge ling yu dui guang pu cheng xiang ji shu de zhi biao yao qiu yue lai yue gao ,gao kong jian 、guang pu fen bian lv 、gao guang xue li yong lv 、gao xin zao bi yi ji gao xiao lv de cun chu he chuan shu deng yao qiu wei guang pu cheng xiang ji shu di chu le xin tiao zhan yu fa zhan fang xiang 。zai mu qian de guang pu cheng xiang ji shu ying yong zhong ,huo qu mu biao xin xi zhu yao cai yong tui sao 、bai sao huo zhe gan she fang shi 。dan you yu ji zi shen yuan li xing xian zhi ,mou yi xiang xing neng zhi biao de di sheng bi ran hui dai lai ling yi xiang zhi biao de xia jiang 。chuan tong de guang pu cheng xiang ji shu ji yu xiang nong cai yang li lun de cai yang fang fa dui cai yang pin lv you zhao jiao gao de yao qiu ,wei huo qu geng gao de cheng xiang zhi liang ,shi bi di gao cai yang pin lv ,cong er dao zhi ji tong geng jia fu za ,ji shu yao qiu geng gao ;ling wai ,di sheng fen bian lv dui guang dian tan ce qi jian you zhao geng gao de yao qiu 。yin ci ,yan jiu xin de guang pu cheng xiang ji li he xin de cai yang li lun dui guang pu cheng xiang ji shu de jin yi bu ying yong ju you chong yao yi yi 。jin nian lai ,ji suan cheng xiang zuo wei xian dai guang xue de yi ge fen zhi ,you yu ji guang ji dian yi ti hua de she ji you shi ,shou dao ren men an fan de guan zhu 。ji suan guang pu cheng xiang ji shu zuo wei ji suan cheng xiang de yi ge fan chou ,cai yong bu tong yu nai kui si te cai yang li lun de ya su gan zhi cai yang li lun ,tong guo jiao shao de ce liang jie guo jiu neng fu yuan chu wan zheng de kong jian xin xi he guang pu xin xi ,cheng wei guang pu cheng xiang ji shu de chong yao fa zhan fang xiang zhi yi 。ji zhong ,zui ju fa zhan qian li de bian ma kong jing guang pu cheng xiang ji shu ,shou dao guang pu cheng xiang ji shu yan jiu ren yuan de chong dian guan zhu 。bian ma kong jing guang pu cheng xiang ji shu ju bei kuai zhao cheng xiang 、gao guang tong liang 、gao xin zao bi yi ji di cai yang pin lv de you dian 。bian ma kong jing zuo wei gai ji shu de guan jian yuan jian zhi yi ,re xiang shi xian ying yong ,xu yao geng duo de you hua he gai jin 。ben wen zhen dui bian ma kong jing ,shou xian fen xi le bian ma kong jing de fen bian lv wen ti ;sui hou you hua bian ma kong jing ,pei ge xin de suan fa wan cheng zhi jie dui ya su ce liang jie guo jin hang guang pu jie hun ;zui hou gou jian xin de bian ma kong jing mo shi ,wan cheng ji tong fen xi he shi yan 。ben wen zhu yao yan jiu nei rong bao gua yi xia ji ge fang mian :1.shen ru yan jiu guang pu cheng xiang ji shu ,dui guang pu cheng xiang de ji ben li lun jin hang yan jiu 。zhen dui ji suan guang pu cheng xiang ji shu jin hang yan jiu he tao lun 。wan cheng ya su gan zhi cai yang li lun de ji tong yan jiu 。dui bian ma kong jing guang pu cheng xiang ji shu jin hang yan jiu ,wan cheng shu xue mo xing tui dao he guan jian yuan jian fen xi 。2.xiang xi fen xi bian ma kong jing guang pu cheng xiang yi zai shi ji ying yong zhong yu dao de wen ti ,tong guo jian li bian ma kong jing kuai zhao guang pu cheng xiang ji tong (CASSI)de shu xue mo xing ,fen xi le bian ma mo ban yu tan ce qi fen bian lv bu pi pei deng yin su hui dui ji tong fen bian lv de ying xiang 。zhen dui bian ma mo ban fen bian lv gao yu tan ce qi fen bian lv zhe yi qing kuang ,di chu jiang chao fen bian ji shu yin ru CASSIji tong ,shi xian le ji yu ya su gan zhi de chao fen bian guang pu cheng xiang ;zhen dui bian ma mo ban fen bian lv di yu tan ce qi fen bian lv zhe yi qing kuang ,di chu ju you hui du fen ji de bian ma kong jing ,shi xian gao fen bian lv de bian ma mo shi ,cong er bao zheng le bian ma kong jing guang pu cheng xiang yi de fen bian lv 。sui hou tong guo da jian shi yan ,yan zheng le suo di fang fa de ke hang xing 。3.zhen dui bian ma kong jing kuai zhao guang pu cheng xiang yi de guang pu jie hun fu za 、su du man deng wen ti ,tong guo xi shu biao shi he dui duan yuan feng du de xi shu gu ji ,da po chuan tong xian chong jian shu ju li fang ti zai jin hang guang pu jie hun de liu cheng ,di chu zhi jie zai huo de de ce liang jie guo shang jin hang guang pu jie hun de suan fa 。li yong she ji de you hua bian ma kong jing de kai zhan shi yan 。jie guo biao ming cai yong you hua hou de bian ma kong jing ji xin de jie hun suan fa ,guang pu jie hun su du kuai ,jing du gao 。4.dui bian ma kong jing kuai zhao guang pu cheng xiang yi jie gou jin hang you hua ,li yong cai se guang xue lv bo qi zhen lie dai ti bian ma kong jing ,bing jiang ji yu tan ce qi zu ge ,ji yu ci di chu le yi chong kuai zhao shi cai se ya su guang pu cheng xiang ji tong 。dui gai ji tong jin hang le shu xue jian mo he chong gou suan fa she ji 。ji suan ji mo ni shi yan biao ming gai ji shu xiang bi chuan tong bian ma kong jing guang pu cheng xiang ji tong ju you geng gao de fu yuan jing du 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)的刘铭鑫，发表于刊物中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)2019-07-18论文，是一篇关于光谱成像论文,压缩感知论文,编码孔径论文,复原算法论文,优化设计论文,中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)2019-07-18论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)2019-07-18论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：光谱成像论文; 压缩感知论文; 编码孔径论文; 复原算法论文; 优化设计论文; 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)2019-07-18论文;