基于迭代滤波的伪逆压缩关联成像

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关联成像作为近年来备受关注的一种新的成像方式,是基于光场的二阶强度相关测量来重建物体的空间信息。与传统成像方法相比较,关联成像技术具有许多显著的优势:成像的分辨率高;可以在复杂的环境中进行成像;能够在没有透镜的条件下进行成像。但与此同时,关联成像也面临着所需要的采样数多,计算复杂,信噪比低等局限,制约着关联成像向着实用化方向的发展。近几年来,随着压缩感知技术渐渐开始盛行,将压缩感知算法与关联成像技术结合,能够在远小于奈奎斯特采样极限的条件下较好的恢复出物体或信号,在磁共振成像、数字图像和信号处理等多种领域都有着普遍的应用。本文在压缩感知的基础上,针对成像信噪比低的问题,将伪逆与压缩感知算法以及关联成像技术结合在一起,提出了伪逆压缩关联成像。在进行伪逆压缩关联成像实验时,我们发现当采样数相同时,伪逆压缩关联成像比传统压缩感知关联成像重构图像的信噪比提高了约15倍多。同时分析了伪逆压缩关联成像的测量矩阵,由于该测量矩阵将有用的信息集中在了对角线及对角线附近,大大降低了噪声对重构图像的干扰,提高了重构图像的质量。本文还引入了迭代滤波的方法,并将其与伪逆压缩关联成像方案相结合,提出了基于迭代滤波的伪逆压缩关联成像,目的是为了在提高信噪比的同时减少采样数。我们使用低通、带通以及高通滤波方法验证了基于迭代滤波的伪逆压缩关联成像具有普遍适用性,还对比了三种滤波方法在我们方案中的采样数与信噪比的关系以及迭代次数与信噪比的关系,得出高通滤波方法应用在我们的方案中比其他两种方法更具有优势。我们还发现随着迭代次数的增大信噪比也逐渐增大,这说明迭代次数对信噪比也有影响。并且在我们所用的有限采样数中,基于迭代滤波的伪逆压缩关联成像所需采样数约是伪逆压缩关联成像所需采样数的约1/15左右,可以减少到奈奎斯特采样极限的0.1%以内。
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