CN108024037A - Hadamard矩阵感知成像***及其成像方法 - Google Patents

Hadamard矩阵感知成像***及其成像方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108024037A
CN108024037A CN201711232935.2A CN201711232935A CN108024037A CN 108024037 A CN108024037 A CN 108024037A CN 201711232935 A CN201711232935 A CN 201711232935A CN 108024037 A CN108024037 A CN 108024037A
Authority
CN
China
Prior art keywords
conversion
lens
dmd device
digital quantity
processor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711232935.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108024037B (zh
Inventor
叶梅
叶虎年
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huazhong University of Science and Technology
Original Assignee
Huazhong University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huazhong University of Science and Technology filed Critical Huazhong University of Science and Technology
Priority to CN201711232935.2A priority Critical patent/CN108024037B/zh
Publication of CN108024037A publication Critical patent/CN108024037A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108024037B publication Critical patent/CN108024037B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/80—Camera processing pipelines; Components thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

Hadamard矩阵感知成像***，同时提供其成像方法，解决现有DMD器件成像方法存在的重构图像信噪比不够高的问题。本发明提供的Hadamard矩阵感知成像***，包括第一透镜、DMD器件、第二透镜、第一单元探测器、AD转换器和处理器，还可以具有第三透镜和第二单元探测器。本发明利用单元探测器、借助DMD器件进行Hadamard变换、通过反射光路对目标进行采样，所得到的序列光信号数字量便于再借用压缩感知方法进行处理重构图像，最终得到的图像信噪比较高，质量更好。

Description

Hadamard矩阵感知成像***及其成像方法
技术领域
本发明属于光学波段的成像***。
背景技术
数字微镜阵列(DMD，Digtal Micromirror Device)器件，是由一块块独立的微小反射镜片构成，它是在CMOS的标准半导体制程上，加上一个可以调变反射面的旋转机构形成的器件，它能在程序的控制下快速向正负两个方向翻转，一般为正负12°，进而完成光路调制。目前，数字微镜阵列主要用于数字光处理***(DLP，Digtal Light Procession)，作为其中的核心--光学引擎心脏采用的数字微镜晶片，从而实现现代投影仪的功能。2006年美国RICE大学的研究人员依据压缩传感理论，设计了一款单像素相机，利用数字微镜阵列(DMD)模拟生成二进制随机采样矩阵，通过单个探测器元件对光学图像进行线性采样，之后利用压缩感知重构算法重构出目标图像，见TAKHAR D.，LASKA J.N.，WAKIN M.，et al.Anew compressive imaging camera architecture using optical-domain compression[J].in Proc.IS&T/SPIE Symposium on Electronic Imaging：Computational Imaging，2006，6065：43-52。
现有DMD器件的压缩感知成像方法是由高斯随机矩阵作为采样矩阵，由于随机性导致采样矩阵不可能都是最佳的，所以重构图像的峰值信噪比不够高。
阿达玛矩阵(H矩阵)是由-1、+1元素构成的正交方阵，在H矩阵的多种构造方法中以Sylvester型H矩阵应用最广泛，其阶数为2n，可应用矩阵的直积，由低阶到高阶递归构造：
式中：是2阶H矩阵，它的其它模式为：
都满足用它们可以得到各阶H矩阵的其它模式，其最大模式数为n2。
同阶数H矩阵的不同模式均由2阶H矩阵的不同模式构成：以下H4、H8为4阶、8阶的标准H矩阵：
不同模式2阶H矩阵对应标准H4矩阵可以转换为另外三种其它形式，亦满足共计得到42个H4矩阵，n阶H矩阵的最大模式数为n2。
阿达玛矩阵用于成像的方法是利用这种矩阵作为采样模板的构成模式，对目标作n2次采样，n为所用阿达玛矩阵的阶数，n2是所成图像的总像元数。最多完成全部n2次采样以后就可以解出每一个像元的值。这种成像方法的优点是解出的像元的值与用同一个探测器一个一个像元去测量得到的值的测量精度要高。
DMD器件负方向反射面为反射面逆时针旋转构成的反射面，正方向反射面为反射面顺时针旋转构成的反射面。
发明内容
本发明提供Hadamard矩阵感知成像***，同时提供其成像方法，解决现有DMD器件成像方法存在的重构图像信噪比不够高的问题。
本发明所提供的一种Hadamard矩阵感知成像***，包括第一透镜、DMD器件、第二透镜、第一单元探测器、AD转换器和处理器，其特征在于：
所述DMD器件的微镜阵列按照Hadamard矩阵排列，受处理器驱动逐步进行H变换；
所述DMD器件位于第一透镜的焦平面上，所述第二透镜位于DMD器件反射面的物距范围内，所述第一单元探测器位于第二透镜的焦点上，测量DMD器件每步H变换反射的第一总能量并将其经过AD转换器转换为第一数字量后送往处理器；
所述第一总能量为DMD器件各反射镜片负方向翻转反射的光信号值的总合；
各步H变换中所形成的第一数字量，在处理器中构成序列光信号数字量，提供给处理器采用压缩感知方法中的正交匹配追踪方法，计算出目标图像的高峰值信噪比重构图像。
所述的Hadamard矩阵感知成像***，其特征在于：
所述Hadamard矩阵为128阶、256阶、512阶、1024阶、2048阶或4096阶的H矩阵。
所述的Hadamard矩阵感知成像***，还可以具有第三透镜和第二单元探测器，第三透镜位于DMD器件的正方向反射面的物距范围内，第二单元探测器位于第三透镜的焦点上；第二单元探测器测量DMD器件每步H变换反射的第二总能量并将其经过AD转换器转换为第二数字量后送往处理器；
所述第二总能量为DMD器件各反射镜片正方向翻转反射的光信号值的总合；
各步H变换中所形成的第二数字量，在处理器中构成序列光信号数字量，提供给处理器采用压缩感知方法中的正交匹配追踪方法，计算出目标图像的高峰值信噪比重构图像；
或者各步H变换中所形成的第一数字量和第二数字量，合并为叠加数字量，在处理器中构成序列光信号数字量，提供给处理器采用压缩感知方法中的正交匹配追踪方法，计算出目标图像的高峰值信噪比重构图像。
基于所述Hadamard矩阵感知成像***的压缩感知成像方法，包括下述步骤：
步骤一、将目标图像放置在第一透镜的物距范围内，DMD器件位于第一透镜的焦平面上，第二透镜位于DMD器件的负方向反射面的物距范围内，第一单元探测器位于第二透镜的焦点上；
步骤二、处理器控制驱动器将DMD器件相应目标图像尺寸大小区域的反射镜片逐步进行H变换，每步H变换均将DMD器件相应反射镜片翻转到负方向，其余反射镜片翻转到正方向：
每步H变换中，DMD器件各负方向反射镜片反射的光信号值的总合通过第二透镜被第一单元探测器接收，构成该步H变换DMD器件反射的第一总能量，其经过AD转换器转换为第一数字量后送往处理器存放；
步骤三、DMD器件相应目标图像尺寸大小区域的反射镜片受驱动完成整个H变换后，各步H变换中所形成的第一数字量，在处理器中构成序列光信号数字量，提供给处理器采用压缩感知方法中的正交匹配追踪方法，计算出目标图像的高峰值信噪比重构图像。
基于所述Hadamard矩阵感知成像***的压缩感知成像方法，也可以包括下述步骤：
步骤一、将目标图像放置在第一透镜的物距范围内，DMD器件位于第一透镜的焦平面上，第三透镜位于DMD器件3的正方向反射面的物距范围内，第二单元探测器位于第三透镜的焦点上；
步骤二、处理器控制驱动器将DMD器件相应目标图像尺寸大小区域的反射镜片逐步进行H变换，每步H变换均将DMD器件相应反射镜片翻转到负方向，其余反射镜片翻转到正方向：
每步H变换中，DMD器件各正方向反射镜片反射的光信号值的总合通过第三透镜被第二单元探测器接收，构成该步H变换DMD器件反射的第二总能量，其经过AD转换器转换为第二数字量后送往处理器存放；
步骤三、DMD器件相应目标图像尺寸大小区域的反射镜片受驱动完成整个H变换后，各步H变换中所形成的第二数字量，在处理器中构成序列光信号数字量，提供给处理器采用压缩感知方法中的正交匹配追踪方法，计算出目标图像的高峰值信噪比重构图像。
基于所述Hadamard矩阵感知成像***的压缩感知成像方法，还可以包括下述步骤：
步骤一、将目标图像放置在第一透镜的物距范围内，DMD器件位于第一透镜的焦平面上，第二透镜位于DMD器件的负方向反射面的物距范围内，第一单元探测器位于第二透镜的焦点上；第三透镜位于DMD器件的正方向反射面的物距范围内，第二单元探测器位于第三透镜的焦点上；
步骤二、处理器控制驱动器将DMD器件相应目标图像尺寸大小区域的反射镜片逐步进行H变换，每步H变换均将DMD器件相应反射镜片翻转到负方向，其余反射镜片翻转到正方向：
每步H变换中，DMD器件各负方向反射镜片反射的光信号值的总合通过第二透镜被第一单元探测器接收，构成该步H变换DMD器件反射的第一总能量，其经过AD转换器转换为第一数字量后送往处理器存放；
DMD器件各正方向反射镜片反射的光信号值的总合通过第三透镜被第二单元探测器接收，构成该步H变换DMD器件反射的第二总能量，其经过AD转换器转换为第二数字量后送往处理器存放；
步骤三、DMD器件相应目标图像尺寸大小区域的反射镜片受驱动完成整个H变换后，各步H变换中所形成的第一数字量和第二数字量，合并为叠加数字量，在处理器中构成序列光信号数字量，提供给处理器采用压缩感知方法中的正交匹配追踪方法，计算出目标图像的高峰值信噪比重构图像。
所述步骤二中，逐步进行H变换时，由低阶到高阶的递归方式构造H矩阵：
且
其中，1n为n阶单位矩阵，是2阶H矩阵；
H变换中，二阶H矩阵各元素对应的反射镜片共计进行22次翻转，它的其它模式为：对应的n阶H矩阵进行22步变换，用它们可以得到各阶H矩阵的其它模式，其最大模式数为n2。
本发明将DMD器件、Hadamard矩阵结合起来，和压缩感知方法结合起来，形成一种能得到高峰值信噪比图像的成像方法。
压缩感知，又称压缩采样，压缩传感，作为一个新的采样理论，它通过开发信号的稀疏特性，可以在远小于Nyquist采样率的条件下，用随机采样获取信号的离散样本，然后通过非线性重建算法去完美重建信号。
本发明所提供的序列光信号数字量，便于应用于压缩感知重构方法中的正交匹配追踪算法(OMP)，其核心思想是通过多次迭代、逐步选取的方式从观测矩阵中获取用来表示列原子的列向量。每次迭代中都要保证选择的原子与当前残余(冗余)向量有最大的相关性，都能满足最佳原子匹配的准则，再完成从观测向量中减去相关部分的步骤来更新残差向量，直到迭代次数达到稀疏度K，然后停止迭代。
经过OMP方法重构以后就得到完整的一行目标图像，再经过逐行采样、重构进而得到整幅目标图像，其与DMD阵列大小一致。
本发明利用单元探测器、借助DMD器件进行Hadamard变换、通过反射光路对目标进行采样，所得到的序列光信号数字量便于再借用压缩感知方法进行处理重构图像，最终得到的图像信噪比较高，质量更好。
说明书附图
图1为本发明的成像***示意图；
图2的3张图依次为对应重构图像。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进一步说明。
如图1所示，本发明的Hadamard矩阵感知成像***，包括第一透镜2、DMD器件3、第二透镜4、第一单元探测器5、AD转换器6和处理器10；还可以具有第三透镜7和第二单元探测器8。
本发明的压缩感知成像方法A，包括下述步骤：
步骤一、将目标图像1放置在第一透镜2的物距范围内，DMD器件3位于第一透镜2的焦平面上，第二透镜4位于DMD器件3的负方向反射面的物距范围内，第一单元探测器5位于第二透镜4的焦点上；
步骤二、处理器10控制驱动器9将DMD器件相应目标图像尺寸大小区域的反射镜片逐步进行H变换，每步H变换均将DMD器件相应反射镜片翻转到负方向，其余反射镜片翻转到正方向：
每步H变换中，DMD器件各负方向反射镜片反射的光信号值的总合通过第二透镜4被第一单元探测器5接收，构成该步H变换DMD器件反射的第一总能量，其经过AD转换器转换为第一数字量后送往处理器存放；
步骤三、DMD器件相应目标图像尺寸大小区域的反射镜片受驱动完成整个H变换后，各步H变换中所形成的第一数字量，在处理器中构成序列光信号数字量，提供给处理器采用压缩感知方法中的正交匹配追踪方法，计算出目标图像的高峰值信噪比重构图像。
本发明的压缩感知成像方法B，也可以包括下述步骤：
步骤一、将目标图像1放置在第一透镜2的物距范围内，DMD器件3位于第一透镜2的焦平面上，第三透镜7位于DMD器件3的正方向反射面的物距范围内，第二单元探测器8位于第三透镜7的焦点上；
步骤二、处理器10控制驱动器9将DMD器件相应目标图像尺寸大小区域的反射镜片逐步进行H变换，每步H变换均将DMD器件相应反射镜片翻转到负方向，其余反射镜片翻转到正方向：
每步H变换中，DMD器件各正方向反射镜片反射的光信号值的总合通过第三透镜7被第二单元探测器8接收，构成该步H变换DMD器件反射的第二总能量，其经过AD转换器转换为第二数字量后送往处理器存放；
步骤三、DMD器件相应目标图像尺寸大小区域的反射镜片受驱动完成整个H变换后，各步H变换中所形成的第二数字量，在处理器中构成序列光信号数字量，提供给处理器采用压缩感知方法中的正交匹配追踪方法，计算出目标图像的高峰值信噪比重构图像。
本发明的压缩感知成像方法C，还可以包括下述步骤：
步骤一、将目标图像1放置在第一透镜2的物距范围内，DMD器件3位于第一透镜2的焦平面上，第二透镜4位于DMD器件3的负方向反射面的物距范围内，第一单元探测器5位于第二透镜4的焦点上；第三透镜7位于DMD器件3的正方向反射面的物距范围内，第二单元探测器8位于第三透镜7的焦点上；
步骤二、处理器10控制驱动器9将DMD器件相应目标图像尺寸大小区域的反射镜片逐步进行H变换，每步H变换均将DMD器件相应反射镜片翻转到负方向，其余反射镜片翻转到正方向：
每步H变换中，DMD器件各负方向反射镜片反射的光信号值的总合通过第二透镜4被第一单元探测器5接收，构成该步H变换DMD器件反射的第一总能量，其经过AD转换器转换为第一数字量后送往处理器存放；
DMD器件各正方向反射镜片反射的光信号值的总合通过第三透镜7被第二单元探测器8接收，构成该步H变换DMD器件反射的第二总能量，其经过AD转换器转换为第二数字量后送往处理器存放；
步骤三、DMD器件相应目标图像尺寸大小区域的反射镜片受驱动完成整个H变换后，各步H变换中所形成的第一数字量和第二数字量，合并为叠加数字量，在处理器中构成序列光信号数字量，提供给处理器采用压缩感知方法中的正交匹配追踪方法，计算出目标图像的高峰值信噪比重构图像。
实施例：借助DMD器件实现1024阶hadamard矩阵变换对于目标采样并且用OMP算法重构目标图像
表1.利用DMD，在OMP下的单个H矩阵的重构特性
表中，1024阶H矩阵为1024阶阿达玛矩阵，对应压缩感知成像方法C；
1024阶H矩阵(+)表示保留阿达玛矩阵中+1的部分，-1用0代替；对应压缩感知成像方法B；
1024阶H矩阵(-)表示保留阿达玛矩阵中-1的部分，+1用0代替，对应压缩感知成像方法A。
MSE为均方误差，RE为相对误差，PSNR为峰值信噪比，MdB为信噪比改善量。对比经典的阿达玛变换光学方法的信噪比改善量32，现在的本方法提高了三倍，重构图像的质量大为提高。
表1中，按照上述三种分类，分别计算了1024阶阿达玛矩阵的压缩感知结果，结合图2，我们可以看出，其重构的图像颇为逼真。
综上所述，采用本发明的三种方法均可通过DMD器件来完成对图像的采集，再提供给重构算法计算恢复得到最终的目标图像。

Claims (8)

1.一种Hadamard矩阵感知成像***，包括第一透镜(2)、DMD器件(3)、第二透镜(4)、第一单元探测器(5)、AD转换器(6)和处理器(10)，其特征在于：
所述DMD器件(3)的微镜阵列按照Hadamard矩阵排列，受处理器(10)驱动逐步进行H变换；
所述DMD器件(3)位于第一透镜(2)的焦平面上，所述第二透镜(4)位于DMD器件(3)反射面的物距范围内，所述第一单元探测器(5)位于第二透镜(4)的焦点上，测量DMD器件每步H变换反射的第一总能量并将其经过AD转换器(6)转换为第一数字量后送往处理器(10)；
所述第一总能量为DMD器件各反射镜片负方向翻转反射的光信号值的总合；
各步H变换中所形成的第一数字量，在处理器(10)中构成序列光信号数字量，提供给处理器采用压缩感知方法中的正交匹配追踪方法，计算出目标图像的高峰值信噪比重构图像。
2.如权利要求1所述的Hadamard矩阵感知成像***，其特征在于：
所述Hadamard矩阵为128阶、256阶、512阶、1024阶、2048阶或4096阶的H矩阵。
3.如权利要求1或2所述的Hadamard矩阵感知成像***，其特征在于：
还具有第三透镜(7)和第二单元探测器(8)，第三透镜(7)位于DMD器件3的正方向反射面的物距范围内，第二单元探测器(8)位于第三透镜(7)的焦点上；第二单元探测器(8)测量DMD器件每步H变换反射的第二总能量并将其经过AD转换器转换为第二数字量后送往处理器(10)；
所述第二总能量为DMD器件(3)各反射镜片正方向翻转反射的光信号值的总合；
各步H变换中所形成的第二数字量，在处理器(10)中构成序列光信号数字量，提供给处理器采用压缩感知方法中的正交匹配追踪方法，计算出目标图像的高峰值信噪比重构图像；
或者各步H变换中所形成的第一数字量和第二数字量，合并为叠加数字量，在处理器(10)中构成序列光信号数字量，提供给处理器采用压缩感知方法中的正交匹配追踪方法，计算出目标图像的高峰值信噪比重构图像。
4.基于权利要求1或2所述Hadamard矩阵感知成像***的压缩感知成像方法，其特征在于，包括下述步骤：
步骤一、将目标图像(1)放置在第一透镜(2)的物距范围内，DMD器件(3)位于第一透镜(2)的焦平面上，第二透镜(4)位于DMD器件(3)的负方向反射面的物距范围内，第一单元探测器(5)位于第二透镜(4)的焦点上；
步骤二、处理器(10)控制驱动器(9)将DMD器件相应目标图像尺寸大小区域的反射镜片逐步进行H变换，每步H变换均将DMD器件相应反射镜片翻转到负方向，其余反射镜片翻转到正方向：
每步H变换中，DMD器件各负方向反射镜片反射的光信号值的总合通过第二透镜(4)被第一单元探测器(5)接收，构成该步H变换DMD器件反射的第一总能量，其经过AD转换器转换为第一数字量后送往处理器存放；
步骤三、DMD器件相应目标图像尺寸大小区域的反射镜片受驱动完成整个H变换后，各步H变换中所形成的第一数字量，在处理器中构成序列光信号数字量，提供给处理器采用压缩感知方法中的正交匹配追踪方法，计算出目标图像的高峰值信噪比重构图像。
5.如权利要求4所述的压缩感知成像方法，其特征在于：
所述步骤二中，逐步进行H变换时，由低阶到高阶的递归方式构造H矩阵：
且n＝2m，m＝1，2，3，...；
其中，1n为n阶单位矩阵，是2阶H矩阵；
H变换中，二阶H矩阵各元素对应的反射镜片共计进行22次翻转，它的其它模式为：对应的n阶H矩阵进行22步变换，用它们可以得到各阶H矩阵的其它模式，其最大模式数为n2。
6.基于权利要求3所述Hadamard矩阵感知成像***的压缩感知成像方法，其特征在于，包括下述步骤：
步骤一、将目标图像(1)放置在第一透镜(2)的物距范围内，DMD器件(3)位于第一透镜(2)的焦平面上，第三透镜(7)位于DMD器件(3)的正方向反射面的物距范围内，第二单元探测器(8)位于第三透镜(7)的焦点上；
步骤二、处理器(10)控制驱动器(9)将DMD器件相应目标图像尺寸大小区域的反射镜片逐步进行H变换，每步H变换均将DMD器件相应反射镜片翻转到负方向，其余反射镜片翻转到正方向：
每步H变换中，DMD器件各正方向反射镜片反射的光信号值的总合通过第三透镜(7)被第二单元探测器(8)接收，构成该步H变换DMD器件反射的第二总能量，其经过AD转换器转换为第二数字量后送往处理器存放；
步骤三、DMD器件相应目标图像尺寸大小区域的反射镜片受驱动完成整个H变换后，各步H变换中所形成的第二数字量，在处理器中构成序列光信号数字量，提供给处理器采用压缩感知方法中的正交匹配追踪方法，计算出目标图像的高峰值信噪比重构图像。
7.基于权利要求3所述Hadamard矩阵感知成像***的压缩感知成像方法，其特征在于，包括下述步骤：
步骤一、将目标图像(1)放置在第一透镜(2)的物距范围内，DMD器件(3)位于第一透镜(2)的焦平面上，第二透镜(4)位于DMD器件(3)的负方向反射面的物距范围内，第一单元探测器(5)位于第二透镜(4)的焦点上；第三透镜(7)位于DMD器件(3)的正方向反射面的物距范围内，第二单元探测器(8)位于第三透镜7的焦点上；
步骤二、处理器(10)控制驱动器(9)将DMD器件相应目标图像尺寸大小区域的反射镜片逐步进行H变换，每步H变换均将DMD器件相应反射镜片翻转到负方向，其余反射镜片翻转到正方向：
每步H变换中，DMD器件各负方向反射镜片反射的光信号值的总合通过第二透镜(4)被第一单元探测器(5)接收，构成该步H变换DMD器件反射的第一总能量，其经过AD转换器转换为第一数字量后送往处理器存放；
DMD器件各正方向反射镜片反射的光信号值的总合通过第三透镜(7)被第二单元探测器(8)接收，构成该步H变换DMD器件反射的第二总能量，其经过AD转换器转换为第二数字量后送往处理器存放；
步骤三、DMD器件相应目标图像尺寸大小区域的反射镜片受驱动完成整个H变换后，各步H变换中所形成的第一数字量和第二数字量，合并为叠加数字量，在处理器中构成序列光信号数字量，提供给处理器采用压缩感知方法中的正交匹配追踪方法，计算出目标图像的高峰值信噪比重构图像。
8.如权利要求6或7所述的压缩感知成像方法，其特征在于：
所述步骤二中，逐步进行H变换时，由低阶到高阶的递归方式构造H矩阵：
且n＝2m，m＝1，2，3，...；
其中，1n为n阶单位矩阵，是2阶H矩阵；
H变换中，二阶H矩阵各元素对应的反射镜片共计进行22次翻转，它的其它模式为：对应的n阶H矩阵进行22步变换，用它们可以得到各阶H矩阵的其它模式，其最大模式数为n2。
CN201711232935.2A 2017-11-28 2017-11-28 Hadamard矩阵感知成像***及其成像方法 Expired - Fee Related CN108024037B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711232935.2A CN108024037B (zh) 2017-11-28 2017-11-28 Hadamard矩阵感知成像***及其成像方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711232935.2A CN108024037B (zh) 2017-11-28 2017-11-28 Hadamard矩阵感知成像***及其成像方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108024037A true CN108024037A (zh) 2018-05-11
CN108024037B CN108024037B (zh) 2020-12-18

Family

ID=62077792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711232935.2A Expired - Fee Related CN108024037B (zh) 2017-11-28 2017-11-28 Hadamard矩阵感知成像***及其成像方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108024037B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109828430A (zh) * 2018-11-21 2019-05-31 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 一种基于压缩感知理论的立体成像装置及***
CN113709325A (zh) * 2021-07-20 2021-11-26 辽宁大学 基于Hadamard频域变换矩阵阈值滤波的单像素成像方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1710402A (zh) * 2005-06-27 2005-12-21 华中科技大学 光学波段的近场显微镜
CN101504364A (zh) * 2009-03-13 2009-08-12 重庆大学 基于mems光栅光调制器线阵的红外光谱监测***
CN103575396A (zh) * 2013-11-19 2014-02-12 中国科学院空间科学与应用研究中心 基于压缩感知和Hadamard变换的成像光谱***及方法
CN103592026A (zh) * 2013-11-19 2014-02-19 中国科学院空间科学与应用研究中心 基于压缩感知和编码变换的时间飞行成像光谱***及方法
CN103925997A (zh) * 2014-04-09 2014-07-16 辽宁大学 编码模板多目标超分辨率主动成像***及方法
CN105223582A (zh) * 2015-09-01 2016-01-06 西安交通大学 一种基于压缩感知的激光雷达成像装置及成像方法
CN105761212A (zh) * 2014-12-15 2016-07-13 南京理工大学 基于dmd编码的哈达码变换高灵敏成像的方法
CN205642635U (zh) * 2016-02-04 2016-10-12 北京理工大学 基于压缩感知的双波长三维温度场成像设备及***
CN106019236A (zh) * 2016-05-24 2016-10-12 南京理工大学 一种基于数据重构的稀布阵数字波束形成方法
CN206531576U (zh) * 2016-08-26 2017-09-29 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 光谱成像***及成像设备

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1710402A (zh) * 2005-06-27 2005-12-21 华中科技大学 光学波段的近场显微镜
CN101504364A (zh) * 2009-03-13 2009-08-12 重庆大学 基于mems光栅光调制器线阵的红外光谱监测***
CN103575396A (zh) * 2013-11-19 2014-02-12 中国科学院空间科学与应用研究中心 基于压缩感知和Hadamard变换的成像光谱***及方法
CN103592026A (zh) * 2013-11-19 2014-02-19 中国科学院空间科学与应用研究中心 基于压缩感知和编码变换的时间飞行成像光谱***及方法
CN103925997A (zh) * 2014-04-09 2014-07-16 辽宁大学 编码模板多目标超分辨率主动成像***及方法
CN105761212A (zh) * 2014-12-15 2016-07-13 南京理工大学 基于dmd编码的哈达码变换高灵敏成像的方法
CN105223582A (zh) * 2015-09-01 2016-01-06 西安交通大学 一种基于压缩感知的激光雷达成像装置及成像方法
CN205642635U (zh) * 2016-02-04 2016-10-12 北京理工大学 基于压缩感知的双波长三维温度场成像设备及***
CN106019236A (zh) * 2016-05-24 2016-10-12 南京理工大学 一种基于数据重构的稀布阵数字波束形成方法
CN206531576U (zh) * 2016-08-26 2017-09-29 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 光谱成像***及成像设备

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MEI YE等: "HADAMARD Transform Sample Matrix Used in Compressed Sensing Super-Resolution Imaging", 《SPRINGER INTERNATIONAL PUBLISHING AG 2017》 *
叶梅等: "Hadamard变换光学编码探测中的定位精度研究", 《华中科技大学学报》 *
张毅等: "基于DMD编码的哈达玛变换高灵敏成像***研究", 《红外与激光工程》 *
杨扬: "双像素压缩成像***研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》 *
白凌云等: "基于压缩感知理论的单像素成像***研究", 《计算机工程与应用》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109828430A (zh) * 2018-11-21 2019-05-31 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 一种基于压缩感知理论的立体成像装置及***
CN113709325A (zh) * 2021-07-20 2021-11-26 辽宁大学 基于Hadamard频域变换矩阵阈值滤波的单像素成像方法
CN113709325B (zh) * 2021-07-20 2023-09-15 辽宁大学 基于Hadamard频域变换矩阵阈值滤波的单像素成像方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108024037B (zh) 2020-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110044498B (zh) 一种基于深度学习的哈特曼波前传感器模式波前复原方法
CA3040002C (en) A device and method for obtaining distance information from views
Fergus et al. Random lens imaging
CN101952855B (zh) 从三维场景实时获取视觉信息的方法和照相机
CN106803892B (zh) 一种基于光场测量的光场高清晰成像方法
CN104268876B (zh) 基于分块的摄像机标定方法
CN105654547B (zh) 三维重建方法
US11512946B2 (en) Method and system for automatic focusing for high-resolution structured light 3D imaging
Chen et al. Light field compressed sensing over a disparity-aware dictionary
CN107395933B (zh) 一种基于lcos空间光调制器的可编程孔径成像***及超分辨方法
WO2009108050A1 (en) Image reconstructor
CN110880162A (zh) 基于深度学习的快照光谱深度联合成像方法及***
Correa et al. Compressive spectral imaging with colored-patterned detectors
CN108024037A (zh) Hadamard矩阵感知成像***及其成像方法
CN104239740A (zh) 一种基于哈特曼波前传感器的模式波前复原方法
CN110248179A (zh) 基于光场编码的相机光瞳像差校正方法
CN107209061A (zh) 用于确定场景相关电磁场的复振幅的方法
CN112950727B (zh) 基于仿生曲面复眼的大视场多目标同时测距方法
CN110794576A (zh) 一种基于相位调制的光学合成孔径成像望远镜阵列偏心误差探测方法
CN109708612A (zh) 一种光场相机的盲标定方法
JP2017138199A (ja) 画像処理装置、撮像装置、および画像処理方法
JP2017059998A (ja) 画像処理装置およびその方法、並びに、撮像装置
JP2016066995A (ja) 像ズレ量算出装置、撮像装置、および像ズレ量算出方法
CN115209000A (zh) 用于遥感成像动态相差估计方法及***
KR101846390B1 (ko) 소형 보정 패턴을 이용한 카메라 네트웍 보정 방법 및 장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20201218

Termination date: 20211128