一種基於壓縮感知的條件部分測量關聯成像方法
2023-06-28 07:37:01 1
一種基於壓縮感知的條件部分測量關聯成像方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於壓縮感知的條件部分測量關聯成像的實現方法，該方法將壓縮感知理論（Compressive?Sensing，CS）與基於條件部分測量關聯成像方法相結合，提出一種基於壓縮感知的條件部分測量關聯成像方法；一方面，該方法中採用了部分條件測量，將恢復成像數據降低為傳統關聯成像重建數據的一半，並可同時給出正圖像和負圖像；另一方面，該方法採用先進的信號處理方法（壓縮感知方法）來重建物體的像信息，可用更少的測量數據利用凸優解方法獲得物體的像信息；因此，本方法降低了成像恢復時間，提高成像質量；本發明為關聯成像的實用化提供了參考。
【專利說明】一種基於壓縮感知的條件部分測量關聯成像方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基於壓縮感知的關聯成像方法的實現方法，研究內容屬於通信信號處理及量子光學交叉【技術領域】。
【背景技術】 [0002]關聯成像，又稱為「鬼」成像(Ghost imaging, GI )，是二十世紀九十年代逐漸發展起來的一種新型成像方式，可提供一種運用常規手段難以獲得清晰圖像的方法，能夠解決一些常規成像技術不易解決的問題，可應用於衛星遙感，雷射雷達，醫學成像，軍事，工業成像以及深空探測等多種領域，具有廣泛的應用前景。傳統關聯成像在實現時，存在採樣次數較多、成像時間長、成像質量有待提高等問題。獲得既可減少關聯成像的成像時間，又可提升關聯成像的質量的新型關聯成像方法，是關聯成像可實用化的前提。
[0003]2012年，羅等人在贗熱光關聯成像基礎上，提出一種基於條件部分測量的關聯成像方法(Ghost imaging using conditioned partial measurements,簡稱 CPMGI)。這種方法以物臂測量值為判決條件，僅利用參考臂的部分測量數據，完整地恢復出目標物體的像。它給出了一種關聯成像的像信息可通過參考臂的測量值的線性疊加獲得的新型思路。然而，儘管條件部分測量方法中像信息的恢復相對於常見關聯成像方法有了測量次數的減少，但是仍面臨數據量大、重建時間長、所需物理存儲較多等問題。另一方面，基於壓縮感知的關聯成像可大大減小採樣次數，縮短成像時間，且提高成像質量。因此，本發明將壓縮感知理論(Compressive Sensing, CS)與基於條件部分測量關聯成像方法相結合,提出一種基於壓縮感知的條件部分測量關聯成像方法(Compressive Conditioned partialmeasurements Ghost Imaging, CCPMGI),以進一步減少成像恢復方法的測量次數，降低了成像恢復時間，提高成像質量，因而具有重要的理論意義和應用價值。
【發明內容】
[0004]本發明目的在於提供一種基於壓縮感知的條件部分測量關聯成像的實現方法，該方法採用了部分條件測量方法，它的採樣數據約等於傳統關聯成像方法的採樣數據的一半，且該方法可同時給出正圖像和負圖像；同時，該方法進一步採用先進的信號處理方法(壓縮感知方法)來重建物體的像信息，可用更少的測量數據利用凸優解方法獲得物體的像信息。因此，本發明為關聯成像的實用化了提供參考方法。
[0005]技術方案:
[0006]本發明解決其技術問題所採取的技術方案是:本發明基於壓縮感知的條件部分測量贗熱光源關聯成像方法的示意圖如圖1所示，假設桶探測器D與贗熱光源之間的光學距離為Z1, CXD探測器距光源的光學距離為Z2，且假SZ1 = Z2。贗熱光源的出射光經過50:50分束器後，分成兩支獨立的光路。一支光路定義為參考臂，其光束在自由空間中傳播至CCD探測器。每次CXD的探測值記為I」(x，y)，其中j = 1，2，...，1^為測量次數，且〈1(\7)>定義為+Σ二7Z(U)，為參考臂C⑶探測器M次測量後的均值；另一支光路定義為物臂，其光束透過空間分布為T(x，y)的物體後，由置於其後的桶探測器D接收，每次桶探測器D的探測值記為Dj，其中j = 1，2，...，M，共進行M次測量，其平均值定義為。
[0007]桶探測器D的每一個探測值h均與物體透射函數T (X，y)有關，即:
[0008]
【權利要求】
1.一種基於壓縮感知的條件部分測量贗熱光源關聯成像方法，其特徵在於，所述方法包括如下步驟: 步驟一:物臂測量值被分成兩部分，其中高於的部分
2.根據權利要求1所述的一種基於壓縮感知的條件部分測量贗熱光源關聯成像方法，其特徵在於:所述方法是以贗熱光源關聯成像為基礎；是以參考臂成像的恢復僅與參考臂多次測量隨機光場分布為前提。
3.根據權利要求1所述的一種 基於壓縮感知的條件部分測量贗熱光源關聯成像方法，其特徵在於:所述方法是採用壓縮感知的方法。
【文檔編號】G01S17/89GK103558606SQ201310521865
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月29日 優先權日:2013年10月29日
【發明者】趙生妹, 陳超, 莊鵬, 鞏龍延, 白旭 申請人:南京郵電大學