基于Hadamard矩阵优化排序的快速单像素成像

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.     

日光强度涨落自关联消湍流成像

从关联成像理论出发,提出了日光场在实际大气湍流环境中强度点对点自关联成像理论,并进行了实验验证,分析了太阳光强度二阶自关联成像和强度点对点二阶自关联成像的区别.研究结果表明,太阳光场的点对点四阶自关联,即强度的二阶点对点自关联,可实现消大气湍流成像.为验证理论有效性,利用外场实验进行了验证,获得优于17 km距离的消湍流成像结果.理论和实验均表明,太阳光强度涨落的点对点自关联可实现消大气湍流成像.相比于相机直接成像,本文成像方法消除了大气湍流影响,同时该方案极大提升了关联成像技术的实用性,可直接用于远距离消大气湍流的高质量成像,增加图像识别率.理论表明,任何成像过程中波前受相位扰动影响的波段,如红外、紫外等,均可利用本文方法消除影响,成果具有较大实用价值.