一種基于壓縮感知的條件部分測(cè)量關(guān)聯(lián)成像方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于壓縮感知的條件部分測(cè)量關(guān)聯(lián)成像的實(shí)現(xiàn)方法，該方法將壓縮感知理論（Compressive?Sensing，CS）與基于條件部分測(cè)量關(guān)聯(lián)成像方法相結(jié)合，提出一種基于壓縮感知的條件部分測(cè)量關(guān)聯(lián)成像方法；一方面，該方法中采用了部分條件測(cè)量，將恢復(fù)成像數(shù)據(jù)降低為傳統(tǒng)關(guān)聯(lián)成像重建數(shù)據(jù)的一半，并可同時(shí)給出正圖像和負(fù)圖像；另一方面，該方法采用先進(jìn)的信號(hào)處理方法（壓縮感知方法）來重建物體的像信息，可用更少的測(cè)量數(shù)據(jù)利用凸優(yōu)解方法獲得物體的像信息；因此，本方法降低了成像恢復(fù)時(shí)間，提高成像質(zhì)量；本發(fā)明為關(guān)聯(lián)成像的實(shí)用化提供了參考。
【專利說明】一種基于壓縮感知的條件部分測(cè)量關(guān)聯(lián)成像方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于壓縮感知的關(guān)聯(lián)成像方法的實(shí)現(xiàn)方法，研究?jī)?nèi)容屬于通信信號(hào)處理及量子光學(xué)交叉【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】 [0002]關(guān)聯(lián)成像，又稱為“鬼”成像(Ghost imaging, GI )，是二十世紀(jì)九十年代逐漸發(fā)展起來的一種新型成像方式，可提供一種運(yùn)用常規(guī)手段難以獲得清晰圖像的方法，能夠解決一些常規(guī)成像技術(shù)不易解決的問題，可應(yīng)用于衛(wèi)星遙感，激光雷達(dá)，醫(yī)學(xué)成像，軍事，工業(yè)成像以及深空探測(cè)等多種領(lǐng)域，具有廣泛的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)關(guān)聯(lián)成像在實(shí)現(xiàn)時(shí)，存在采樣次數(shù)較多、成像時(shí)間長(zhǎng)、成像質(zhì)量有待提高等問題。獲得既可減少關(guān)聯(lián)成像的成像時(shí)間，又可提升關(guān)聯(lián)成像的質(zhì)量的新型關(guān)聯(lián)成像方法，是關(guān)聯(lián)成像可實(shí)用化的前提。
[0003]2012年，羅等人在贗熱光關(guān)聯(lián)成像基礎(chǔ)上，提出一種基于條件部分測(cè)量的關(guān)聯(lián)成像方法(Ghost imaging using conditioned partial measurements,簡(jiǎn)稱 CPMGI)。這種方法以物臂測(cè)量值為判決條件，僅利用參考臂的部分測(cè)量數(shù)據(jù)，完整地恢復(fù)出目標(biāo)物體的像。它給出了一種關(guān)聯(lián)成像的像信息可通過參考臂的測(cè)量值的線性疊加獲得的新型思路。然而，盡管條件部分測(cè)量方法中像信息的恢復(fù)相對(duì)于常見關(guān)聯(lián)成像方法有了測(cè)量次數(shù)的減少，但是仍面臨數(shù)據(jù)量大、重建時(shí)間長(zhǎng)、所需物理存儲(chǔ)較多等問題。另一方面，基于壓縮感知的關(guān)聯(lián)成像可大大減小采樣次數(shù)，縮短成像時(shí)間，且提高成像質(zhì)量。因此，本發(fā)明將壓縮感知理論(Compressive Sensing, CS)與基于條件部分測(cè)量關(guān)聯(lián)成像方法相結(jié)合,提出一種基于壓縮感知的條件部分測(cè)量關(guān)聯(lián)成像方法(Compressive Conditioned partialmeasurements Ghost Imaging, CCPMGI),以進(jìn)一步減少成像恢復(fù)方法的測(cè)量次數(shù)，降低了成像恢復(fù)時(shí)間，提高成像質(zhì)量，因而具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于提供一種基于壓縮感知的條件部分測(cè)量關(guān)聯(lián)成像的實(shí)現(xiàn)方法，該方法采用了部分條件測(cè)量方法，它的采樣數(shù)據(jù)約等于傳統(tǒng)關(guān)聯(lián)成像方法的采樣數(shù)據(jù)的一半，且該方法可同時(shí)給出正圖像和負(fù)圖像；同時(shí)，該方法進(jìn)一步采用先進(jìn)的信號(hào)處理方法(壓縮感知方法)來重建物體的像信息，可用更少的測(cè)量數(shù)據(jù)利用凸優(yōu)解方法獲得物體的像信息。因此，本發(fā)明為關(guān)聯(lián)成像的實(shí)用化了提供參考方法。
[0005]技術(shù)方案:
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:本發(fā)明基于壓縮感知的條件部分測(cè)量贗熱光源關(guān)聯(lián)成像方法的示意圖如圖1所示，假設(shè)桶探測(cè)器D與贗熱光源之間的光學(xué)距離為Z1, CXD探測(cè)器距光源的光學(xué)距離為Z2，且假SZ1 = Z2。贗熱光源的出射光經(jīng)過50:50分束器后，分成兩支獨(dú)立的光路。一支光路定義為參考臂，其光束在自由空間中傳播至CCD探測(cè)器。每次CXD的探測(cè)值記為I」(x，y)，其中j = 1，2，...，1^為測(cè)量次數(shù)，且〈1(\7)>定義為+Σ二7Z(U)，為參考臂C⑶探測(cè)器M次測(cè)量后的均值；另一支光路定義為物臂，其光束透過空間分布為T(x，y)的物體后，由置于其后的桶探測(cè)器D接收，每次桶探測(cè)器D的探測(cè)值記為Dj，其中j = 1，2，...，M，共進(jìn)行M次測(cè)量，其平均值<D>定義為。
[0007]桶探測(cè)器D的每一個(gè)探測(cè)值h均與物體透射函數(shù)T (X，y)有關(guān)，即:
[0008]
【權(quán)利要求】
1.一種基于壓縮感知的條件部分測(cè)量贗熱光源關(guān)聯(lián)成像方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 步驟一:物臂測(cè)量值被分成兩部分，其中高于的部分
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓縮感知的條件部分測(cè)量贗熱光源關(guān)聯(lián)成像方法，其特征在于:所述方法是以贗熱光源關(guān)聯(lián)成像為基礎(chǔ)；是以參考臂成像的恢復(fù)僅與參考臂多次測(cè)量隨機(jī)光場(chǎng)分布為前提。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種 基于壓縮感知的條件部分測(cè)量贗熱光源關(guān)聯(lián)成像方法，其特征在于:所述方法是采用壓縮感知的方法。
【文檔編號(hào)】G01S17/89GK103558606SQ201310521865
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】趙生妹, 陳超, 莊鵬, 鞏龍延, 白旭 申請(qǐng)人:南京郵電大學(xué)