基于压缩感知理论的量子成像方法研究

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4、感知理论的量子成像方法研究学号：2001130350研究生：侯德华专业：资源与环境遥感研究方向：地质遥感指导教师：田淑芳2016年5月ADissertationSubmittedtoChinaUniversityofGeosciencesforMasterDegreeResearchofQuantumImagingMethodBasedonCompressedSensingTheoryMasterCandidate:HouDehuaMajor:ResourcesandEnvironmentRemoteSensingSt

5、udyOrientation:GeologicalRemoteSensingDissertationSupervisor:Prof.TianShufangChinaUniversityofGeosciences(Beijing)摘要鬼成像，以“物像分离”显著特别区别于经典光学。由于热光源在自然界普遍存在且易获得，热光无透镜鬼成像成为近些年来该领域研究的重点和前沿方向。遥感技术发展至今，背后原理是经典光学理论，量子成像技术的进展必然会带来遥感物理方面新的发展，将以其清晰的图像在航空探测、军事侦察、远红外成像领域发挥重要作

6、用。本文通过对热光无透镜鬼成像理论进行学习和总结，针对热光无透镜鬼成像系统纵向相关尺度影响因素和当得到清晰鬼像时两个通道光学路径的关系的问题，采用控制变量法进行实验，并完成了相关的理论推导。同时关于传统热光无透镜鬼成像质量不高、采样次数多、耗时长等难题，引入压缩感知理论，并提出OMP重构算法的改进算法Random-OMP算法，提高成像质量并降低计算成本。得出成果如下：1）根据实验显示并结合理论推导得知：热光源横向尺寸和两个通道中光学路径为热光无透镜鬼成像系统纵向相关尺度影响因素。两个通道光学路径保持不变，随着热光源横向

7、尺寸的增大，系统的纵向相关尺度减小，系统测量分辨率提高，图像可见度却明显下降。在热光无透镜鬼成像系统中，当且仅当参考通道和测试通道的有效衍射长度一致时才能得到清晰的鬼像。2）基于压缩感知理论的热光无透镜鬼成像，使用OMP重构算法，相对于传统热光鬼成像，质量明显提高，耗时短并且无需进行大量采样，但得到鬼像仍然不连续且对计算机要求较高。当使用基于OMP算法的变种算法Random-OMP算法进行鬼像重构，相对于OMP算法得到的鬼像，信噪比和峰值信噪比提高，均方值误差减少，质量再次提高，鬼像连续性也有所改善，计算成本也显著降低

8、。Random-OMP算法在处理热光无透镜鬼像重构时更有效果。关键词：压缩感知，关联成像，热光源，Random-OMP，质量评价IABSTRACTAstheseparationofobjectandimage,ghostimagingissignificantlydifferentfromclassicaloptics.Dueto