發(fā)布時間：2021-07-21 12:43

　　早期壓縮感知在光學成像領域的應用主要集中在空域壓縮成像。近年來,更多的空域壓縮成像采用陣列式探測器取代單元探測器采集測量值。同時,壓縮成像的研究也從二維空間拓展到三維測距、高速成像、多光譜成像、關聯(lián)成像和全息成像等方向。本文針對空域高分辨率壓縮成像、壓縮感知測距和時域高速壓縮成像進行詳細分析,結合空域壓縮成像總結了測量矩陣設計的研究進展,討論研究中遇到的困難以及未來可能發(fā)展的機遇,并對壓縮感知在多光譜、關聯(lián)成像、和全息成像中的應用研究進行了討論。此外,本文也總結了近幾年深度學習技術在各應用方向上對系統(tǒng)目標恢復性能的改善。 

【文章來源】：光學學報. 2020,40(01)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：26 頁

【部分圖文】：

圖1 分塊式/并行壓縮成像系統(tǒng)框圖[19]

在中波波段,由于國防安全應用的需要,高分辨率紅外探測器一直受到限制。在技術方面,中波波段探測器均為制冷型探測器,光學部分的設計需要考慮F數(shù)匹配,因而較其他波段更難。DMD器件窗口對中波波段不透光,因而DMD器件需經(jīng)改造才能用于該波段。盡管有更多的限制,由于中波波段應用的特點,采用壓縮成像提高中波系統(tǒng)分辨率仍然是研究領域關注的一個問題。2014年Lockheed Martin公司的Mahalanobis等[43]研發(fā)了中波波段的分塊式成像系統(tǒng),如圖2所示。該研究中最為特別的是其光學系統(tǒng)的設計。雖然系統(tǒng)的工作原理仍然是將目標成像到DMD上,通過DMD調(diào)制后的圖像再次聚焦到低分辨率探測器上,以實現(xiàn)測量值的采集。但是,不同于其他系統(tǒng),該系統(tǒng)DMD前后的兩部分光機并未完全獨立分開,而是共用了一個鏡頭,這主要是利用了DMD可將光束反射入不同方向的原理。如圖3所示,來自目標的光通過鏡頭的下半部分聚焦到DMD上,而經(jīng)過DMD反射的光線經(jīng)過同一鏡頭的上半部分,再通過一個反射鏡和另一個鏡頭聚焦到探測器上。采用這種設計,可以減小系統(tǒng)尺寸,提高系統(tǒng)的實用性。2014年該課題組發(fā)表其研究成果時,這一成像系統(tǒng)的分辨率為270×480,僅為原理演示。而在2018年,該系統(tǒng)已可以實現(xiàn)1284×1024的分辨率[44]。圖3 用于DMD入射、反射的一體式光機部分[43]

用于DMD入射、反射的一體式光機部分[43]

【參考文獻】：
期刊論文
[1]壓縮感知中測量矩陣構造綜述[J]. 王強,張培林,王懷光,楊望燦,陳彥龍.  計算機應用. 2017(01)
[2]壓縮感知中確定性測量矩陣構造算法綜述[J]. 王強,李佳,沈毅.  電子學報. 2013(10)



本文編號：3295043