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基于Hadamard矩阵优化排序的快速单像素成像

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李明飞, 阎璐, 杨然, 刘院省. 2019: 基于Hadamard矩阵优化排序的快速单像素成像, 物理学报, 68(6): 81-88. doi: 10.7498/aps.68.20181886
引用本文: 李明飞, 阎璐, 杨然, 刘院省. 2019: 基于Hadamard矩阵优化排序的快速单像素成像, 物理学报, 68(6): 81-88. doi: 10.7498/aps.68.20181886
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Li Ming-Fei, Yan Lu, Yang Ran, Liu Yuan-Xing. 2019: Fast single-pixel imaging based on optimized reordering Hadamard basis, Acta Physica Sinica, 68(6): 81-88. doi: 10.7498/aps.68.20181886
Citation: Li Ming-Fei, Yan Lu, Yang Ran, Liu Yuan-Xing. 2019: Fast single-pixel imaging based on optimized reordering Hadamard basis, Acta Physica Sinica, 68(6): 81-88. doi: 10.7498/aps.68.20181886
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基于Hadamard矩阵优化排序的快速单像素成像

  • 中国航天科技集团有限公司量子工程研究中心,北京100094;北京航天控制仪器研究所,北京100039

Fast single-pixel imaging based on optimized reordering Hadamard basis

  • 摘要: 为提升单像素成像速度,提出了基于Hadamard矩阵优化排序的压缩采样解决方案.利用数值仿真和室外实验对提出的5种排序方法进行了对比分析.研究结果表明:按Haar小波变换系数绝对值排序时单像素成像效果最优,排序对应到Walsh序后可利用快速变换重建图像,速度达300帧/秒@64×64像素;最优排序下,采样率25％仍可重建图像,采样速度可提升4倍.针对排序方法与成像信噪比关系,从关联成像角度给出了其物理解释:测量基矩阵元邻域数值相等的区域面积等效于光场二阶相干面积,当光场二阶相干面积随测量基由大到小排序时成像效果最优.本文研究成果可用于提升单像素成像速度,具有实用价值.
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出版历程
  • 刊出日期:  2019-01-01

基于Hadamard矩阵优化排序的快速单像素成像

  • 中国航天科技集团有限公司量子工程研究中心,北京100094;北京航天控制仪器研究所,北京100039

摘要: 为提升单像素成像速度,提出了基于Hadamard矩阵优化排序的压缩采样解决方案.利用数值仿真和室外实验对提出的5种排序方法进行了对比分析.研究结果表明:按Haar小波变换系数绝对值排序时单像素成像效果最优,排序对应到Walsh序后可利用快速变换重建图像,速度达300帧/秒@64×64像素;最优排序下,采样率25％仍可重建图像,采样速度可提升4倍.针对排序方法与成像信噪比关系,从关联成像角度给出了其物理解释:测量基矩阵元邻域数值相等的区域面积等效于光场二阶相干面积,当光场二阶相干面积随测量基由大到小排序时成像效果最优.本文研究成果可用于提升单像素成像速度,具有实用价值.

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