压缩传感理论与重构算法

压缩传感理论(Compressive Sensing,CS)以远低于Nyquist采样频率的非适应性测量和优化方法高概率重构信号.本文介绍了CS的基本理论、重构算法,包括贪婪、凸优化方法及我们提出的MBOOMP算法;同时,采用0-1组成的随机信号进行性能比较的模拟实验,结果表明我们的算法优于传统的OMP算法.     

自然光条件下基于Green函数的相位检索方法

基于强度测量的确定性相位检索技术将光学与计算结合起来，通过求解强度传输方程恢复相位信息，理论和实验证明是相位检索的可行途径.论文将Green函数应用于强度传输方程的求解中，给出Neumann和Dirichlet边界条件下新的推导方法.该方法中，Green函数的偏导数是四维矩阵，随着图像分辨率的提高，直接求解所占的内存空间比较大，提出了数值化处理方法，并推广到自然光条件下的相位检索中.同时，搭建了图像数据采集光学平台.模拟和真实实验验证了算法的正确性和实用性.     

基于稀疏表示的多类融合样本中特定目标识别

针对WSN及轮廓检测系统的特点,给出了一种基于WSN的数据处理方法。该方法首先通过主分量分析提取样本特征,然后采用叠加方式对不同样本的特征进行融合,给出数学模型;并以此模型为基础,提出一种新的基于稀疏表示的多类融合样本中特定目标识别算法,该算法根据超完备字典下主要非零系数的分布情况识别出特定目标;数值仿真与实验结果验证了本文算法的有效性,综合性能优于传统方法。     

循环-循环块相位掩膜矩阵压缩双透镜成像

压缩成像(CI)是压缩传感(CS)理论的一个重要应用领域。本文在循环矩阵和分块矩阵的基础上提出一种新的循环-循环块相位掩膜矩阵可压缩双透镜成像方法,实现对图像的随机获取。模拟实验结果表明,新的相位掩膜矩阵CI可以在显著减少测量的同时,有效捕获图像信息重建原始图像;对于64pixel×64pixel的标准Lena和Cameraman图像,在只有原像素数58.6%的无噪声测量情况下,获得的重建信噪比(SNR)分别超过26dB和30dB。新相位掩膜矩阵的研究为确定性测量在CI领域的应用提供了更多的支撑,在拥有原循环和循环确定性测量优点的同时还拥有自身的块结构特点,可以进一步减少物理实现成本,并为新的照相机设计提供若干理论、计算和技术支撑。     

物理可实现的相位编码压缩成像

 压缩成像是压缩感知理论最重要的研究领域之一.在分析压缩成像中实际测量矩阵与测量值约束的基础上,提出一种基于4-f光学架构的物理可实现的频域相位编码压缩成像方法.该方法利用两路光学架构之间的补偿实现相位编码压缩成像中测量值的非负记录,然后从该测量值精确恢复原图像,解决压缩成像应用中理论与实际物理约束之间不一致的问题.该方法可以单次曝光获得充分的测量值精确重建原图像,不需要其它附加信息,是压缩成像物理实现的一种非常可行的方案.模拟实验证明该方法可以有效地实现图像的压缩测量与超分辨率重建.     

彩色全息显示方法与系统概述

彩色全息显示是全息视频显示技术发展的重要目标。概述了基于空间光调制器实现彩色全息显示的方法与系统构建问题。首先,介绍了彩色全息显示中三个单色全息像叠加生成彩色全息再现像的基本原理。分析了全息图生成的方法,比较了光全息图、数字全息图、计算机生成全息图的不同。其次,讨论了彩色全息显示系统构建时空间光调制器的选择以及多波长照明下的相位调制特性问题。在实际系统中,红、绿、蓝三色激光或者发光二极管都可以用作系统照明光源。然后,描述了基于时分复用、空间复用、空间划分、空间叠加方法构建的彩色全息显示系统架构,指出彩色全息重构结果受到空间光调制器像素结构和色差等问题的影响。最后,展望了彩色全息显示技术的发展方向。     

视图插补与透视同伦变换

基于未标定图像序列实现任意视点插补,是目前视点插补技术研究中的热点.本文首次将同伦变换引入视点插补问题研究中,提出并证明了基于透视同伦变换的视图插补定理,并针对可忽略遮挡关系的简单场景给出了基于未标定图像序列的透视同伦变换.算法实现的关键在于对摄像机内外参数的估计,同时对实验结果作了详细分析,指出实验结果的优劣(算法实现瓶颈)在于对应关系的建立.     

Wigner分布变换在全息计算中的应用

Wigner分布函数的应用为信号的描述,特别是全息计算提供了一个新的研究方法。首先通过研究Wigner分布函数的性质特征,提取出Wigner分布函数中所包含的全息信息,其次给出Wigner分布变换在数字全息计算中的应用并给出模拟实验结果。     

基于共形对应的球面图像的计算全息图

研究了基于共形对应的球面图像的计算全息图(CGH)的生成和重现.通常,当用平面波照射全息图时,所重现的图像一般显示在平面上.共形对应在计算机图形学中被广泛应用,它可以将平面图像和任意曲面对应.相对于简单的坐标变换,共形对应关系具有很多优点,如它可以保持变换前后图像之间的几何形状不变性等.将共形对应引入计算机全息图的生成过程中,利用平面与球面的共形对应关系,生成显示于球面的二维图像的计算全息图,并由所生成全息图得到原始图像,从而实现整个全息记录和重现过程的计算机模拟.二维图像重现于球面实际上了产生三维显示,因此上述方法在从计算全息图重现三维图像方面起到重要的作用.     

基于照片的交通肇事现场平面测距

通过检测在交通肇事现场拍摄的照片上的标准模板,建立二维照片与三维场景之间的对应关系,借助标准模板的尺寸,直接从照片计算出肇事现场任意两点的距离,为交通事故的评判、绘制交通肇事现场平面图提供了客观数据。