水下单像素成像系统研究  被引量:14

Research on underwater single-pixel imaging system

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作  者:吕沛[1,2] 周仁魁[1] 何俊华[1] 刘海英[3] 

机构地区:[1]中国科学院西安光学精密机械研究所,陕西西安710119 [2]中国科学院研究生院,北京100049 [3]西安电子科技大学通信工程学院,陕西西安710071

出  处:《光电子.激光》2011年第9期1425-1430,共6页Journal of Optoelectronics·Laser

基  金:国家自然科学基金资助项目(61040034)

摘  要:基于压缩感知(CS,compressive sensing)理论,针对水下复杂的光学成像环境,结合水下距离选通技术、水下激光照明技术和CS单像素相机提出了一种新的水下成像方法。设计了水下CS单像素相机系统的框架结构,构建了相应的采样矩阵和重构算法等软件计算平台。通过理论分析计算,比较了本文方法和水下距离选通成像方法在成像距离和分辨率两方面的性能;通过模拟实验,在成像质量和采样数量方面对本文方法和现有水下成像技术进行比较。理论分析计算和模拟实验结果表明,本文方法在提高采样效率的同时大幅增加成像距离并改善成像质量,有效解决现有水下成像方法存在的问题。Owing to the complicated underwater imaging conditions which seriously restrict the development of underwater imaging,especially the remote underwater imaging,a novel underwater imaging framework based on the compressive sensing(CS) is proposed in this paper.The single-pixel camera based on CS is firstly applied to the underwater imaging field.Incorporating the range gate and laser pulse illumination technology,we design the architecture of the underwater CS single-pixel camera system,and construct the measurement matrix and the reconstruction algorithm for this system.By the theory analysis and simulated experiment,the image resolution and the imaging distance of our method are compared with those of range-gate imaging and other underwater imaging methods respectively.The results show that the proposed method not only increases the imaging distance but also improves the image quality.

关 键 词:成像系统 水下单像素成像 压缩感知(CS)理论 单像素相机 距离选通 激光照明 

分 类 号:P715.5[天文地球—海洋科学]

 

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