24524.基于壓縮感知的壓縮全息成像及實驗研究

1、摘要基于壓縮感知的壓縮全息成像及實驗研究專業(yè)名稱：電路與系統(tǒng)申請者姓名：李亞琴導師姓名：李軍數(shù)字全息術是利用CCD等圖像傳感器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的全息干板記錄全息圖，然后將全息圖傳輸至計算機，在計算機中實現(xiàn)被記錄物體的全息再現(xiàn)和處理。在計算機中采用傳統(tǒng)衍射方法，再現(xiàn)數(shù)字全息圖時會存在零級像和共軛像，對再現(xiàn)效果產生影響。雖然相移數(shù)字全息圖用傳統(tǒng)數(shù)字再現(xiàn)可以消除零級像與共軛像，但在傳統(tǒng)數(shù)字重建過程中均是對所有數(shù)字全息圖數(shù)據(jù)進行重建存在較大的計算冗余，

2、且數(shù)字全息術記錄的全息圖及數(shù)字再現(xiàn)像的分辨率被CCD的分辨率所限制，全息圖因為記錄物光的相位信息使得再現(xiàn)圖像具有三維效果，數(shù)據(jù)量非常龐大，所以在實際運用中必須進行壓縮處理。壓縮感知算法是近年來興起的一種突破傳統(tǒng)奈奎斯特采樣定律的新的采樣理論，為傳統(tǒng)的信息采樣傳輸帶來了革命性的突破，為信號的計算和傳輸節(jié)省了很大資源。壓縮感知理論這種通過投影獲得少量測量值對信號進行采樣的方式無疑給全息圖壓縮提供了很好的思路。該算法可以使稀疏或可壓縮的高維信

3、號投影成一種低維信號進行測量，通過最優(yōu)化問題求解可以實現(xiàn)對原始高維信號的精確重構。本文將壓縮感知技術應用到數(shù)字全息數(shù)據(jù)的獲取中，充分利用全息信息的光學特性及壓縮感知的優(yōu)勢，提出一種新的基于單像素壓縮成像的全息成像系統(tǒng)，利用數(shù)字相移全息圖的稀疏特性，研究了壓縮感知重建數(shù)字相移全息圖的可行性，壓縮感知算法能夠根據(jù)部分相移全息圖數(shù)據(jù)重建原始圖像，有利于數(shù)字全息THERESEARCHANDEXPERIMENTOFCOMPRESSIVEHOLOG

4、RAPHlCABSTRACTIMAGINGBASEDONCOMPRESSIVESENSINGMajor：CircuitsandsystemsName：YaqingLiSupervisor：JunLiDigitalholographyistechnologythatitmakesuseofCCDimagesensortecordholograminsteadofthetraditionalholographicdryplate，andth

5、entransmitthehologramtothecomputertecordobjectholographicrepresentationandprocessingWhenreproducingdigitalhologramsifweadopttraditionaldiffractionmethodinthecomputer，thereexistthezeroorderdiffractionimageandtheconjugatei

6、mage，affectingtherepresentationresultwhilethezero—orderdiffractionimageandtheconjugateimageareeliminatedindigitalhologramwhenweusethemethodoftraditionaldigitalrepresentation，inprocessoftraditionaldigitalreconstruction，re

7、constructionisdonebyusingalldigitalhologramdataandthereiscomputingredundancyTheresolutionofthehologramandthereconstructedimageislimitedbytheresolutionoftheCCDusedinthedigitalholographyHologrammakerepresentationimage、vimt

8、hreedimensinalresult，thenumberofhologramishuge，SOinthepracticalusewemustcompressdataCompressivesensingisanewtheory，wecanbreakthroughthelimitofthetraditionalShannon—Nyquistsamplingtheorem，producingtraditinalinformationsam

9、plingtransmissionwithhugebreakthrough，savingresourcesforcalculationandtransmissionofsignalCompressivesensing，thisperceptiontheorybyprojectiontogetasmallamountofmeasurementvaluesforsamplingsignal，provideshologramcompressi