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三种降采样成像策略的性能优化以及与传统傅里叶望远镜的比较

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董磊, 卢振武, 刘欣悦, 李正炜. 2019: 三种降采样成像策略的性能优化以及与传统傅里叶望远镜的比较, 物理学报, 68(7): 144-152. doi: 10.7498/aps.68.20181801
引用本文: 董磊, 卢振武, 刘欣悦, 李正炜. 2019: 三种降采样成像策略的性能优化以及与传统傅里叶望远镜的比较, 物理学报, 68(7): 144-152. doi: 10.7498/aps.68.20181801
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Dong Lei, Lu Zhen-Wu, Liu Xin-Yue, Li Zheng-Wei. 2019: Performance optimization of three down-sampling imaging strategies and their comparison with the conventional Fourier telescope, Acta Physica Sinica, 68(7): 144-152. doi: 10.7498/aps.68.20181801
Citation: Dong Lei, Lu Zhen-Wu, Liu Xin-Yue, Li Zheng-Wei. 2019: Performance optimization of three down-sampling imaging strategies and their comparison with the conventional Fourier telescope, Acta Physica Sinica, 68(7): 144-152. doi: 10.7498/aps.68.20181801
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三种降采样成像策略的性能优化以及与传统傅里叶望远镜的比较

  • 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,长春130033;中国科学院大学,北京100049

  • 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,长春,130033

Performance optimization of three down-sampling imaging strategies and their comparison with the conventional Fourier telescope

  • 摘要: 为了获得成像质量较好且成像时间较少的新型傅里叶望远镜成像策略,本文比较了三种降采样成像策略(压缩感知方法(CS)、低频全采样方法(LF)和变密度随机采样方法(VD))与传统傅里叶望远镜(FT)在图像质量和成像时间上的差异.分析方法如下:利用传统FT外场实验所获得的目标频谱数据作为基础,三种降采样方法(LF,VD和Cs)分别按照各自的采样模式和重构方法实现目标图像的重构;通过直观观察和Strehl比两种方法比较三种降采样方法与传统FT在图像质量上的差异;通过分析成像时间的组成要素,初步比较三种降采样方法与传统FT在成像时间上的差异.分析表明:1)压缩感知方法的图像质量优于其他两种降采样方法(LF和VD),但略低于传统成像结果;2)压缩感知方法在成像质量上略低于传统FT,但在成像时间上却明显小于传统FT;3)分析中采用的外场数据均含噪声,这说明上述三种降采样重构过程对噪声有较好的鲁棒性.综合上述分析结果可以看出,基于压缩感知的傅里叶望远镜(CS-FT)是在实际含噪情况下可大幅减少成像时间的优良成像策略.
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三种降采样成像策略的性能优化以及与传统傅里叶望远镜的比较

  • 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,长春130033;中国科学院大学,北京100049
  • 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,长春,130033

摘要: 为了获得成像质量较好且成像时间较少的新型傅里叶望远镜成像策略,本文比较了三种降采样成像策略(压缩感知方法(CS)、低频全采样方法(LF)和变密度随机采样方法(VD))与传统傅里叶望远镜(FT)在图像质量和成像时间上的差异.分析方法如下:利用传统FT外场实验所获得的目标频谱数据作为基础,三种降采样方法(LF,VD和Cs)分别按照各自的采样模式和重构方法实现目标图像的重构;通过直观观察和Strehl比两种方法比较三种降采样方法与传统FT在图像质量上的差异;通过分析成像时间的组成要素,初步比较三种降采样方法与传统FT在成像时间上的差异.分析表明:1)压缩感知方法的图像质量优于其他两种降采样方法(LF和VD),但略低于传统成像结果;2)压缩感知方法在成像质量上略低于传统FT,但在成像时间上却明显小于传统FT;3)分析中采用的外场数据均含噪声,这说明上述三种降采样重构过程对噪声有较好的鲁棒性.综合上述分析结果可以看出,基于压缩感知的傅里叶望远镜(CS-FT)是在实际含噪情况下可大幅减少成像时间的优良成像策略.

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