基于壓縮感知的光譜成像技術(shù)的應(yīng)用研究.pdf

1、光譜成像技術(shù)是光譜技術(shù)和成像技術(shù)的結(jié)合，不僅能獲得目標(biāo)物體的空間位置信息還能獲得光譜信息，進(jìn)而更好地提高對(duì)目標(biāo)物體的探測能力，具有波段范圍廣、光譜分辨能力強(qiáng)、圖像空間分辨率高等優(yōu)勢，然而光譜數(shù)據(jù)量巨大為數(shù)據(jù)的傳輸和存儲(chǔ)帶來了一定的負(fù)擔(dān)。壓縮感知是數(shù)據(jù)采樣的一個(gè)新概念，它在采樣的同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，可以利用遠(yuǎn)少于目標(biāo)信號(hào)數(shù)量的采樣值獲得目標(biāo)信號(hào)的重構(gòu)結(jié)果。本文將壓縮感知與光譜成像技術(shù)相結(jié)合，大大減少了光譜數(shù)據(jù)的采樣率，而且能在一定程度上抑

2、制隨機(jī)噪聲對(duì)光譜成像帶來的影響，同時(shí)還可以應(yīng)用于弱光目標(biāo)的光譜成像，有助于提高光譜信號(hào)檢測的精度和靈敏度，進(jìn)而獲得更好的光譜成像結(jié)果。
　　本文主要工作有:
　　一、基于LabVIEW設(shè)計(jì)了全自動(dòng)光譜采集軟件，該軟件可以實(shí)現(xiàn)光譜的實(shí)時(shí)顯示并且根據(jù)設(shè)定時(shí)間定時(shí)地保存光譜數(shù)據(jù)，用戶交互界面友好，用戶可以根據(jù)實(shí)際需求對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行配置。
　　二、基于壓縮感知理論搭建了光譜成像的實(shí)驗(yàn)裝置，分別對(duì)單色圖片和彩色圖片進(jìn)行光譜成像，

3、均獲得了較清晰的成像結(jié)果以及圖像的光譜信息。進(jìn)一步分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論結(jié)果隨采樣率的變化情況，并對(duì)比了實(shí)驗(yàn)圖片與理論圖片行列像素值的差別，以及理論測量值與實(shí)際測量值的不同。
　　三、分析并驗(yàn)證了壓縮感知對(duì)隨機(jī)噪聲的抑制作用，從壓縮感知基本采樣過程出發(fā)在理論上證明了該方法可以有效地抑制隨機(jī)噪聲，并通過模擬計(jì)算對(duì)比了傳統(tǒng)成像和基于壓縮感知光譜成像這兩種方法獲得的圖片的質(zhì)量，模擬結(jié)果表明:在相同噪聲等級(jí)下，基于壓縮感知的光譜成像的重構(gòu)結(jié)