基于硅光机械微腔的混沌压缩感知研究

发布时间：2023-05-06 19:18

　　身处于大数据的洪流,每天都将产生数以亿计的数据这无疑给存储硬件设备造成了极大的压力。而压缩感知理论的诞生为节约大量的存储空间带来了曙光,压缩感知技术作为一个最新兴起的研究方向,受到了很多应用领域的关注。它打破了传统的奈奎斯特-香农定理(要想获得完整的信息采样频率就要达到信号带宽的两倍以上)的限制,可以以较低的采样频率对信号进行采样,并能够准确重建出原始信号。现如今,压缩感知技术已经广泛的应用在生活的方方面面,例如医学成像,地震学,信道编码,图像加密和视频压缩等。测量矩阵是压缩感知技术中的重要一环,近年来科学家们一直对如何产生更优良的测量矩阵而奋斗着。得益于混沌的诸多优良性质,混沌是构建测量矩阵的良好载体。2010年,Yu等人通过逻辑图提取出的混沌序列提出了一种可用的测量矩阵。2011年,Madalin等人从帐篷映射中得到一个测量矩阵。2017年,Rontani和他的合作者们运用外腔半导体激光器产生的光学混沌来生成一个测量矩阵。本文采用了最新设计制作的硅基光子晶体微腔产生的混沌来搭建测量矩阵,并通过实验证明此矩阵的性质能够满足压缩感知技术的要求,实现对原始信号的重建。本文的主要工作如下:...

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 压缩感知的研究背景
    1.2 压缩感知技术的两个前提条件
        1.2.1 数据信息的稀疏表示
        1.2.2 测量矩阵
    1.3 混沌的简要描述以及性质
    1.4 国内外研究现状
    1.5 本文的研究内容和意义
第二章 基于硅基光混沌的测量矩阵
    2.1 光混沌的产生方案
        2.1.1 基于光反馈的混沌产生方案
        2.1.2 基于光电反馈的混沌产生方案
        2.1.3 基于光注入的混沌产生方案
    2.2 光子集成技术
        2.2.1 光子集成简介
        2.2.2 PIC技术分类
        2.2.3 PIC技术的研究方向
    2.3 用光学混沌来构建测量矩阵
        2.3.1 使用硅光子芯片的压缩感知方案图
        2.3.2 测量矩阵的生成
    2.4 本章小结
第三章 混沌测量矩阵在一维信号处理中的表现
    3.1 压缩感知的求解办法
    3.2 一维信号的实验和分析
    3.3 Donoho–Tanner壁垒
    3.4 采样因子对测量矩阵的影响
    3.5 噪声干扰下的一维信号的信号重构
    3.6 最大稀疏度的研究分析
    3.7 本章小结
第四章 混沌测量矩阵在二维图像处理中的表现
    4.1 图像处理方法
    4.2 图像处理之小波变换
    4.3 压缩感知的图像处理
    4.4 压缩感知在图像处理领域的展望
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的学术论文
攻读硕士期间参加的科研项目
攻读硕士期间发表的专利



本文编号：3809471