基于CS理論的一種光學(xué)成像系統(tǒng).pdf

1、經(jīng)典的信號(hào)采樣尋求最佳的被采樣信號(hào)的保真性，其采樣過(guò)程必須遵循被廣泛認(rèn)定的香農(nóng)采樣定理，采樣頻率必須大于被采樣信號(hào)的最高頻率的兩倍，以確保從采樣值中完全重構(gòu)原始信號(hào)。當(dāng)前，數(shù)字信號(hào)處理（DSP）的能力、穩(wěn)定性和廉價(jià)已經(jīng)推動(dòng)模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換（ADC）提高并在許多重要的傳感、成像和通信系統(tǒng)中使用。不幸的是，當(dāng)前ADC技術(shù)不能在比特位和深度上達(dá)到保真檢測(cè)和重構(gòu)高端要求。慶幸的是，近年來(lái)，新興的CS理論使數(shù)據(jù)采樣技術(shù)，突破了香農(nóng)采樣定理的局限，C

2、S理論對(duì)稀疏特征的信號(hào)(圖像) 重建具有非適應(yīng)性、非線性的優(yōu)良特征，因此得到了廣泛地關(guān)注。
　　 論文首先介紹了CS理論的基本內(nèi)容，針對(duì)非相關(guān)測(cè)量給出一種基于CS的光學(xué)可壓縮成像系統(tǒng)的構(gòu)架，并且對(duì)該系統(tǒng)中涉及的光學(xué)原理特別是隨機(jī)相位組成的光學(xué)掩膜進(jìn)行了深入的探討，主要的工作及創(chuàng)新成果如下：
　　 CS理論利用信號(hào)結(jié)構(gòu)性稀疏先驗(yàn)，用低于Nyquist速率的非適應(yīng)性采樣達(dá)到高概率精確地原始信號(hào)重建。CS理論主要由信號(hào)的稀疏變

3、換、非相關(guān)測(cè)量、重建算法三部分構(gòu)成。本論文主要關(guān)注的是非相關(guān)測(cè)量在光學(xué)系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)構(gòu)架。通過(guò)一個(gè)隨機(jī)相位測(cè)量矩陣將一個(gè)高維的稀疏信號(hào)投影到低維空間上，得到原始信號(hào)的稀疏采樣，通過(guò)非線性重構(gòu)算法（StOMP），實(shí)現(xiàn)了高概率精確地重建出原始信號(hào)。
　　 壓縮成像系統(tǒng)(CI)主要由兩部分組成：光學(xué)系統(tǒng)和數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)[3]。其中隨機(jī)相位測(cè)量矩陣由隨機(jī)相位組成的光學(xué)掩膜實(shí)現(xiàn)。論文采用光的標(biāo)量衍射理論和透鏡下光傳播的特征探討了光學(xué)掩膜關(guān)