基于图像压缩传感的光学单点成像系统.pdf

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1、2015年20l5第1期NO．1基于图像压缩传感的光学单点成像系统张涛，钟舜聪，沈耀春，姚立纲(1．福州大学机械工程及自动化学院无损检测实验室，福建福州350108；2．华东理工大学承压系统安全科学教育部重点实验室，上海200237；3．福建省医疗器械行业技术开发基地，福建福州350000；4．英国利物浦大学电气电子工程系，英国)摘要：压缩传感理论(CompressiveSensing，简称cs)以远低于奈奎斯特采样频率对稀疏信号进行全局观测，通过少量观测值即可准确重构原始信号，突破了香农采样定理的瓶颈，使得宽带信号和高分辨率信号的采集成为可能。目前压缩

2、传感理论大都停留在理论研究和仿真阶段，鲜有涉及将该理论硬件化进行实践应用。文中介绍了最小均方差线性估计(MMSE)算法，通过与常用重构算法的仿真重构对比，突出了MMSE算法的优越性，证明了该算法在低采样率下重构质量较高，且具有较好的实践应用潜力。并进一步搭建了光学单点成像系统对压缩传感理论进行应用研究，实验表明该系统成像效果良好，具有较好的应用价值。仪_堇关键词：压缩传感；稀疏性；重构算法；最小均方差线性估计方法；成像系统表中图分类号：TP23文献标识码：A文章编号：1002-1841(2015)01—0088—04技eSingle-pointImagi

3、ngSystemBasedonCompressiveSensingTechnique术_舌ZHANGTao，ZHONGShun—cong一，ShenYao—chun，YAOLi—gang与(1．LaboratoryofNon·destructiveTesting&Evaluation，SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation，FuzhouUniversity，Fuzhou350108，China；2．KeyLaboratoryofSafetyScienceofPressurizedSystemofMinistr

4、yofEducation，EastChinaUniversityofScienceandTechnology，Shanghai200237，China；3．FujianProvincialR&DCentreforMedicalEquipment，Fuzhou350000，China；4．SchoolofElectricalEngineeringandElectronics，UniversityofLiverpool，UK)Abstract：CompressedSensing(CS)representedcompressiblesignalSatasamp

5、lingratesignificantlybelowtheNyquistfre—quency．Globalobservationsofthesparsesignalcanbetakenandtheoriginalsignalcanbeaccuratelyreconstructedfromfewob—servations．ItbrokethroughthebottleneckofShannonsamplingtheoremandmadeitpossibletodealwithbroadbandandhighreso—lutionsignals．Thecom

6、pressedsensingmostlystayedinthetheoretiealresearchandsimulationphase，rarelyinvolvedthetheoryofhardwareferpracticalapplication．ThenfinimummeansquareeiTorlinearestimate(MMSE)algorithmwasintroducedinthispa—per．Comparedwiththecommonlyusedreconstructionalgorithms，MMSEshowedbetterrecon

7、structionqualityunderlowsamplingratesandhadgreatpotentialinrealapplications．Furthermore，asingle—pointimagingsystemwasconductedtouseCSinpractice．Itdemonstratesthesystemworkswellandhasgreatvaluesinapplications．Keywords：compressivesensing；sparsity；reconstructionalgorithms；MMSE；imagi

8、ngsystem0引言界的研究热点。在传统的信号处理过程中，信号先遵循采样定理进