基于正交化正弦散斑的计算鬼成像

发布时间：2024-03-04 04:47

　　针对随机散斑图的非正交性所导致的计算鬼成像信噪比低的问题,提出一种基于正交化正弦散斑的计算鬼成像方法。该方法结合矩阵正交特性,将正交的两种倾斜正弦分布图案叠加,以调整频率上限的方式构建出正交化正弦散斑场,并对未知目标进行成像。数值仿真及实验结果表明,与基于高斯散斑图的计算鬼成像相比,本文方法重建的鬼像质量明显提高,其中峰值信噪比增加了4dB～7dB,且结构相似性提高了280%。

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

图1计算鬼成像方案示意图

式中：为重构出的鬼像；〈·〉表示求平均值；Ib(n）=∫Ia(x,y;n)T(x,y)dxdy，表示第n次测量时桶探测器测得的总光强。假设物光信息在传播过程中光束没有扩散，即不考虑光束衍射。对（1）式变形可得

图2重建结果。（a）原图；（b)SGI重建结果；（c）仅用正弦散斑重建结果；（d）仅用余弦散斑重建结果

式中：，表示均方误差；（i,j）表示像素点；T、分别表示待测物体和重构目标；m×n表示图像的像素数。图2(a）为原图，图2(b）为SGI重建结果，图2(c）为仅用正弦散斑得到的重建结果，图2(d）为仅用余弦散斑得到的重建结果，这3类散斑图像重建的PSNR分别为63.3487dB、....

图3正交化正弦散斑生成图像原理图。（a)45°正弦散斑；（b)135°正弦散斑；（c）叠加后的散斑

4）利用二阶强度关联算法在最优频率上限下重构目标图像4仿真与分析

图4本文算法在不同频率上限下对不同灰度目标的重建结果。（a）待成像物体；（b)20rad/rotation(1849个散斑）；（c)22rad/rotation(2209个散斑）；（d)24rad/rotation(2601个散斑）；（e)26rad/rotation(3025个散斑）；（f)28rad/rotation(3481个散斑）；（g)30rad/rotation(4096个散斑）

PSNR曲线图显示，在相同的频率上限下，随着多缝斜条纹宽度的增加，PSNR随之增加。对于纹理较密的目标图像，细节重建时会引入过多噪声，使得重建结果较差；对于纹理较稀疏的目标图像，细节重建时引入噪声较少，使得重建结果较好。因此，在重建一幅纹理和细节稀疏度不同的复杂图像时，选择最优频....

本文编号：3918924