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文檔簡介
1、2006年,Duarte M F、Davenport M A、Takhar D等人結合壓縮傳感理論與光學成像,成功地設計出了單像素數碼相機。單像素數碼相機嚴格地滿足壓縮傳感理論,驗證了壓縮傳感理論的正確性,也打破了現在現代相機單一性地向高像素發(fā)展的模式,實現了只用一個單光子探測器以及遠小于原圖像信息的數據就可以重構出高像質的圖像的目的,使數碼相機的發(fā)展不再受限于電子傳感器的大小,開辟了數碼相機發(fā)展的新方向。單像素數碼相機因其許多獨特的優(yōu)
2、點而備受關注,成為未來數碼相機發(fā)展的趨勢之一。針對單像素數碼相機的深入研究,本文主要完成了以下幾個方面的工作:
?。?)系統(tǒng)地介紹了單像素數碼相機的理論基礎——壓縮傳感理論,詳細地介紹了壓縮傳感理論的三個主要內容:稀疏表示信號、測量矩陣和重構算法。
?。?)針對壓縮傳感理論的重構算法的不足之處提出了三個方面的改進,包括:1)根據圖像特征判斷進行貪婪算法重構圖像時選擇逐行還是選擇逐列重構;2)提出自適應迭代次數的MP算法和
3、OMP算法;3)結合距離與內積的匹配準則的貪婪追蹤算法。通過用Matlab仿真,比較這三種改進后的重構算法與改進前的重構算法獲得的像質的高低,從而說明三種改進后的重構算法有利于進一步的提高像質。
?。?)詳細的介紹了單像素數碼相機的理論,包括:1)經典的單像素數碼相機的結構圖、實驗原理;2)單像素數碼相機的核心器件——DMD;3)在不改變測量次數的前提下,提出了通過增加DMD的負12度的方向的光線收集,達到充分利用DMD全部像素
4、以及提高重構質量的目的;4)介紹了DMD可以加載的測量矩陣——部分哈達瑪矩陣、置亂二值分塊對角矩陣、稀疏隨機二值矩陣、托普利茲和循環(huán)測量矩陣,同時對具有很大發(fā)展?jié)摿?、很可能實現硬件化的置亂分塊哈達瑪稀疏矩陣進行了介紹;5)闡述了在重構算法中對測量矩陣和目標圖像的重新排列的方法,顯示了仿真的結果;6)列舉了單像素數碼相機的一系列優(yōu)點,說明了研究單像素數碼相機的意義;7)列舉了單像素數碼相機實驗的要求和注意事項。
?。?)對單像素數
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