导读:本文包含了编码孔径成像论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:孔径,光谱,光谱仪,光程,算法,器件,参量。
编码孔径成像论文文献综述
吴小丽,杨晓燕,余徽[1]（2019）在《基于凸面光栅的Offner型编码孔径多光谱成像光学系统设计》一文中研究指出基于Offner型同心结构特点,设计了一种工作波段范围3.0～5.0μm,F/4的双通道中波红外编码孔径多光谱成像系统,该系统由望远物镜和Offner型分光系统组成,其中Offner型分光系统采用一个凸面光栅和一个球面反射镜实现了编码孔径系统的分光和合光。根据探测器和数字微晶阵列的参数,对系统各主要光学参数进行合理选取,最终确定凸面光栅的曲率半径为150 mm,周期30μm。整个系统在全视场的弥散斑控制在20μm以内,小于探测器像元大小,满足像质要求。(本文来源于《光学与光电技术》期刊2019年03期）
刘铭鑫[2]（2019）在《基于压缩感知的编码孔径光谱成像技术研究》一文中研究指出光谱成像技术将成像技术与光谱技术相结合,能够在获得目标场景的空间信息的同时获得目标场景的光谱信息。因此,光谱成像技术在各个领域上有着广泛的应用。随着科学的发展,技术的进步,各领域对光谱成像技术的指标要求越来越高,高空间、光谱分辨率、高光学利用率、高信噪比以及高效率的存储和传输等要求为光谱成像技术提出了新挑战与发展方向。在目前的光谱成像技术应用中,获取目标信息主要采用推扫、摆扫或者干涉方式。但由于其自身原理性限制,某一项性能指标的提升必然会带来另一项指标的下降。传统的光谱成像技术基于香农采样理论的采样方法对采样频率有着较高的要求,为获取更高的成像质量,势必提高采样频率,从而导致系统更加复杂,技术要求更高;另外,提升分辨率对光电探测器件有着更高的要求。因此,研究新的光谱成像机理和新的采样理论对光谱成像技术的进一步应用具有重要意义。近年来,计算成像作为现代光学的一个分支,由于其光机电一体化的设计优势,受到人们广泛的关注。计算光谱成像技术作为计算成像的一个范畴,采用不同于奈奎斯特采样理论的压缩感知采样理论,通过较少的测量结果就能复原出完整的空间信息和光谱信息,成为光谱成像技术的重要发展方向之一。其中,最具发展潜力的编码孔径光谱成像技术,受到光谱成像技术研究人员的重点关注。编码孔径光谱成像技术具备快照成像、高光通量、高信噪比以及低采样频率的优点。编码孔径作为该技术的关键元件之一,若想实现应用,需要更多的优化和改进。本文针对编码孔径,首先分析了编码孔径的分辨率问题;随后优化编码孔径,配合新的算法完成直接对压缩测量结果进行光谱解混;最后构建新的编码孔径模式,完成系统分析和实验。本文主要研究内容包括以下几个方面:1.深入研究光谱成像技术,对光谱成像的基本理论进行研究。针对计算光谱成像技术进行研究和讨论。完成压缩感知采样理论的系统研究。对编码孔径光谱成像技术进行研究,完成数学模型推导和关键元件分析。2.详细分析编码孔径光谱成像仪在实际应用中遇到的问题,通过建立编码孔径快照光谱成像系统(CASSI)的数学模型,分析了编码模板与探测器分辨率不匹配等因素会对系统分辨率的影响。针对编码模板分辨率高于探测器分辨率这一情况,提出将超分辨技术引入CASSI系统,实现了基于压缩感知的超分辨光谱成像;针对编码模板分辨率低于探测器分辨率这一情况,提出具有灰度分级的编码孔径,实现高分辨率的编码模式,从而保证了编码孔径光谱成像仪的分辨率。随后通过搭建实验,验证了所提方法的可行性。3.针对编码孔径快照光谱成像仪的光谱解混复杂、速度慢等问题,通过稀疏表示和对端元丰度的稀疏估计,打破传统先重建数据立方体再进行光谱解混的流程,提出直接在获得的测量结果上进行光谱解混的算法。利用设计的优化编码孔径的开展实验。结果表明采用优化后的编码孔径及新的解混算法,光谱解混速度快,精度高。4.对编码孔径快照光谱成像仪结构进行优化,利用彩色光学滤波器阵列代替编码孔径,并将其与探测器组合,基于此提出了一种快照式彩色压缩光谱成像系统。对该系统进行了数学建模和重构算法设计。计算机模拟实验表明该技术相比传统编码孔径光谱成像系统具有更高的复原精度。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)》期刊2019-06-01）
孙永强[3]（2019）在《DMD在编码孔径成像光谱仪光学系统中的像差研究》一文中研究指出编码孔径成像光谱技术因其具有高光通量、高信噪比、编码方式灵活等优点,成为了光谱仪领域的研究热点。近年来随着微机电技术的快速发展,在编码孔径成像光谱系统中,数字微镜器件(digital micromirror device,DMD)已经替代了编码错误率高、光通量低的传统机械模板和液晶空间光调制器等,成为编码器件的主流选择,其更加充分地发挥了编码孔径成像光谱系统高光通量、高信噪比的特点。但是,DMD不同于平面反射镜只存在一个旋转轴,其表面各个微反射镜分别绕自身旋转轴旋转,造成入射到DMD表面不同高度的光线存在光程差,继而引发了一系列的像差。如果这类系统的像差过大且不予以补偿消除的话,将会引起系统的分辨率降低,光谱通道数减少等问题,最终影响整个系统的工作效能。目前对于编码孔径光谱技术主要关注点仍在于算法实现,而对于编码孔径成像光谱仪中的光学系统尚未有深入的研究及探讨。基于编码孔径成像光谱技术广阔的应用前景,以及DMD在该类光学系统中像差研究的空白,本文对DMD在不同工作条件下的像差特性、像质评价和像差补偿方法等进行了分析和研究。主要工作内容包含如下几个方面:首先,对DMD工作原理和光学系统中建模方法进行了深入研究,明确了DMD引入光学系统像差的成因。采用严格的光线追迹、理论推导以及仿真模拟等手段,分析了入射到DMD表面不同高度光线的光程差与光线入射角度、DMD像素大小及偏转角等参数之间的关系。在此基础上,提出以焦深作为判据,评价由DMD引起的光程差对系统最终成像质量的影响,并且对DMD引入光程差的补偿原理进行了分析与验证。其次,考虑到系统装调时,DMD装调倾角误差的影响,分析了入射到DMD表面不同高度光线的光程差与装调倾角误差、光线入射角度、DMD像素大小及偏转角等参数之间的关系,还对光程差引起的轴外边缘光线像差特性进行了深入研究,提出采用慧差和离焦来描述此像差特性,并对像差曲线进行了分析和总结。最后,本文对编码孔径成像光谱仪光学系统中的DMD光学模块进行了设计,通过设计过程及其结果,验证了DMD对该类光学系统成像特性的影响及倾斜像面补偿像差的实际效果,对基于DMD的编码孔径成像光谱系统的设计和装调都具有一定的应用价值。(本文来源于《长春理工大学》期刊2019-05-01）
乔亚[4]（2019）在《基于强度调制的编码孔径光谱偏振成像测量技术研究》一文中研究指出光谱偏振成像技术是一种集目标空间二维图像、光谱、偏振于一体的新型信息获取和应用技术,该技术在光谱成像技术的基础上,增加待测目标的偏振特性测量,多维信息的有效获取使其在目标识别探测方面有着显着优势,可广泛应用于军事探测、医疗检测和大气环境监测等领域。针对现有的光谱偏振成像测量技术存在不同程度的扫描及信息丢失椎体问题,论文提出强度调制技术和编码孔径光谱成像技术相结合的新型光谱偏振成像测量方法,实现在单次测量条件下获取图像的光谱偏振信息。本论文将主要从以下几个方面来进行阐述研究。首先,以编码孔径光谱成像技术的核心压缩感知理论出发,详细研究了压缩感知的叁个基本问题:稀疏表示、测量矩阵的选取和信号重构。深入分析了编码孔径光谱成像系统的工作原理及性能,为进一步研究光谱偏振成像测量提供了坚实的理论基础。其次,提出了基于强度调制的编码孔径光谱偏振成像测量新的技术,在分析了光的偏振特性及其表示方法的基础上,利用Stokes矢量表示法对强度调制原理进行推导分析,分别选用一个消色差1/4波片和一个多级相位延迟器或者两个多级相位延迟器作为强度调制模块核心,设计了两套光谱偏振成像测量系统,可分别实现斯托克斯参量S=[S_0、S_1、S_2、S_3]中前叁参量及全部四参量的测量。对两套系统的偏振光谱调制及调制光谱数据立方体压缩编码全过程进行建模,并对偏振光谱图像重建进行理论分析,选用两步迭代收缩阈值算法重构光谱数据立方体,并对重构调制光谱进行解调实现原Stokes参量的复原。最后,利用MATLAB开展了基于强度调制的编码孔径光谱偏振成像测量技术的算法模拟仿真,包括偏振调制过程,光谱图像编码压缩过程,数据立方体的重构过程及偏振光谱解调过程。得出的仿真结果表明:该偏振光谱成像测量技术具有高效获取空间、光谱、偏振四维信息的能力,有效地验证了编码孔径光谱偏振成像测量技术的可行性,为进一步搭建实验系统提供理论依据。(本文来源于《中北大学》期刊2019-04-02）
袁翰,朱炬波,郭锦平,刘吉英[5]（2018）在《基于岭估计的编码孔径高光谱超分辨成像》一文中研究指出高光谱图像具有空间一光谱叁维信息,如何更好地利用二维探测器获取叁维数据一直是成像系统设计的关键之一。根据压缩感知理论提出的编码孔径快照光谱成像系统(CASSI)改进了传统狭缝扫描式系统光通量少、图像信噪比低等问题。本文为解决遥感高光谱图像对空间分辨率的需求和探测器像素大小物理限制的矛盾,对传统的CASSI系统进行了改进,可以利用低分辨率的探测器获取高分辨率的图像。该系统的特点在于利用高分辨率的编码模板对进入系统的光场进行编码,经过色散后再由低分辨率的探测器测量。经过多次测量,且每次测量时模板与目标有一定的相对运动,得到空间和光谱维均有混迭的原始数据。在此基础上,本文提出利用计算复杂度低、稳健性好的岭估计方法重构得到图像。数值仿真验证了本文系统在原理上是可行的。(本文来源于《第37届中国控制会议论文集（G）》期刊2018-07-25）
朱丹彤[6]（2018）在《编码孔径成像光谱仪系统集成及光谱复原实验研究》一文中研究指出成像光谱技术集成像技术和光谱测算技术的优点于一身,可捕获由待测场景二维图像信息和一维光谱信息组成的叁维数据立方体。通过成像光谱技术既可对目标定性分析,还可定量分析,甚至进行定位分析,因此在诸多领域都有广阔应用前景。然而目前,在机载成像光谱仪中,大部分采用的仍是推扫式色散型成像光谱仪,其光通量与分辨率相互制约;而干涉型傅里叶变换成像光谱仪虽光谱分辨率相对较高稳定性较好但仍需要扫描,无法实时成像。编码孔径型成像光谱仪既有高通量、多通道等优点,又具备凝视成像的能力;通过编码模板的选择可有效抑制背景信号和其他干扰信号,增强所需光谱信号强度,获得较高信噪比;使用二维数据探测即可实现叁维数据立方体的采样,与传统光谱成像技术相比,其需测量的数据量大大减小,减轻了对数据存储和传输的压力。因此,对编码孔径光谱成像技术的研究成为了当今国际光谱分析检测领域的前沿研究课题之一。本文的主要工作内容包括以下叁个部分:(1)进行系统结构设计和装调集成。在对编码孔径成像技术充分调研和深入研究的基础上完成了系统结构设计,同时,针对光路中存在多次反射产生的多光轴及编码孔径器件实际工作面和装调工作面存在夹角等给系统装调带来的挑战,本文提出利用激光参考定位和光的折反射原理相结合的方法对系统进行装调,最终完成了实验平台的搭建和集成。(2)提出“规则条纹结合图像处理的校正方法”对编码模板和探测器进行配准。对在编码孔径型成像光谱仪中,编码模板和探测器像元的配准影响着编码精度和图谱复原质量,现有解决方法通常采用调节探测器位置使之与编码孔径器件对称实现配准,但这种方法会造成探测器边缘视场产生离焦,靶面利用率降低,针对这一问题,本文提出了“规则条纹结合图像处理的校正方法”,将系统结构中不可避免的非对称形变误差通过后期处理,借助理想规则条纹与探测器采集图像对比分析,定量计算出像元的形变量从而实现校正。该方法在保证探测器全视场清晰成像的情况下,校正图像基本恢复理论值,解决了编码孔径器件和探测器的配准问题。(3)进行光谱复原实验并提出解码算法的优化设计。在完成装调的实验平台上开展了编码光谱成像实验,通过对采集到的数据信息进行解码复原,获得了目标场景的7阶复原图谱。为了提高系统的光谱分辨率,将原结构中的后置远心镜头替换为变倍镜头,使探测器像元和编码因子可实现在一定范围内任意匹配关系的调节,并分析了空间分辨率和光谱分辨率在不同匹配关系时的变化规律。为了提高系统的实时性,减小高阶编码孔径的解码时间,提出了利用对称π变换对数据进行解码的方法,完成了算法设计。本文通过对编码孔径型成像光谱仪的系统装调及实验分析,验证了编码孔径成像技术的可行性及优越性,并通过对其中关键技术的研究,提高了编码的精确性,对编码孔径型成像光谱仪的研究提供了技术积累和理论参考。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)》期刊2018-06-01）
陈硕,罗成高,邓彬,秦玉亮,王宏强[7]（2018）在《太赫兹孔径编码成像分辨性能研究》一文中研究指出太赫兹孔径编码成像综合了光学孔径编码成像和微波关联成像的基本原理,通过孔径编码天线改变目标区域太赫兹波空间幅相分布来实现高分辨、高帧率、前视凝视成像。基于孔径编码天线,该文设计了雷达成像系统和准光扫描光路,可同时实现系统孔径编码和波束扫描功能,理论推导并仿真分析了其成像质量影响因素,并在此基础上比较了不同算法对孔径编码成像分辨性能的影响,证明了稀疏重构类算法对孔径编码成像的优势,最后对比了孔径编码成像和同尺寸阵列实孔径成像的结果,论证出孔径编码成像系统具有高分辨,易于小型化,成本较低等优点。该成像方式可广泛应用于战场侦查、安检反恐和末制导等领域。(本文来源于《雷达学报》期刊2018年01期）
朱丹彤,沈宏海,杨名宇,陈成,南童凌[8]（2018）在《编码孔径成像光谱仪中编码元形变的分析校正》一文中研究指出在编码孔径成像光谱仪中,由于数字微镜器件(DMD)工作在倾斜光路中,导致编码元在探测器上产生非对称形变,解码时无法确定所获编码图像各像素对应的编码方式。为解决这一问题,提出"非对称形变的规则条纹校正"方法,通过规则条纹在探测器上产生变化,直观地观察编码元形变,根据已知条纹规则,即可定量分析图像的形变量并进行校正。该方法可以保证在系统全视场清晰成像的前提下实现对编码图像的校正。首先介绍了所设计光谱仪的成像原理以及编码元的形变原因,其次在实验过程中调节探测器以获得全清晰视场,最后利用提出的方法对编码图像进行处理。实验表明,处理后图像与理论值的相似度比未处理时高37.87%,图像恢复DMD加载的图样形状,为后续的解码运算奠定了基础。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2018年06期）
刘世界,张旭东,张月,李春来,王建宇[9]（2017）在《多帧图像编码孔径光谱成像技术》一文中研究指出在双色散结构编码孔径光谱成像系统(DD-CASSI)的基础上,提出了利用多帧采样图方法(Multi Frame-DD-CASSI),以提高信息采样率,并提出新的数学模型,实现了对叁维数据立方体的光谱维压缩编码,充分利用了光谱维数据的相关性,利用32帧采样图恢复数据,达到了0.99的光谱曲线相似度和40 db的图像峰值信噪比.(本文来源于《红外与毫米波学报》期刊2017年06期）
张昊,汤心溢,于洋,张宁[10]（2016）在《基于DMD的编码孔径成像光谱仪编码矩阵设计》一文中研究指出针对现有编码矩阵存在的不足,提出了一种编码孔径成像光谱系统编码矩阵设计方法。首先阐述了称重设计原理和优良性准则;然后研究了单矩阵编码方法和互补矩阵编码方法,并推导得到H_N~+/H_N~-双矩阵编码的平均均方误差性能公式;最后基于数字微镜器件(DMD)结构特点,提出SN单矩阵和H_N~+/H_N~-双矩阵相结合的双模式编码方法,以及共享硬件加速处理资源的解码方法。实验结果表明,新方法相比原有编码矩阵能够进一步提高信噪比,同时解码加速处理保证了实时性能。(本文来源于《半导体光电》期刊2016年05期）
编码孔径成像论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
光谱成像技术将成像技术与光谱技术相结合,能够在获得目标场景的空间信息的同时获得目标场景的光谱信息。因此,光谱成像技术在各个领域上有着广泛的应用。随着科学的发展,技术的进步,各领域对光谱成像技术的指标要求越来越高,高空间、光谱分辨率、高光学利用率、高信噪比以及高效率的存储和传输等要求为光谱成像技术提出了新挑战与发展方向。在目前的光谱成像技术应用中,获取目标信息主要采用推扫、摆扫或者干涉方式。但由于其自身原理性限制,某一项性能指标的提升必然会带来另一项指标的下降。传统的光谱成像技术基于香农采样理论的采样方法对采样频率有着较高的要求,为获取更高的成像质量,势必提高采样频率,从而导致系统更加复杂,技术要求更高;另外,提升分辨率对光电探测器件有着更高的要求。因此,研究新的光谱成像机理和新的采样理论对光谱成像技术的进一步应用具有重要意义。近年来,计算成像作为现代光学的一个分支,由于其光机电一体化的设计优势,受到人们广泛的关注。计算光谱成像技术作为计算成像的一个范畴,采用不同于奈奎斯特采样理论的压缩感知采样理论,通过较少的测量结果就能复原出完整的空间信息和光谱信息,成为光谱成像技术的重要发展方向之一。其中,最具发展潜力的编码孔径光谱成像技术,受到光谱成像技术研究人员的重点关注。编码孔径光谱成像技术具备快照成像、高光通量、高信噪比以及低采样频率的优点。编码孔径作为该技术的关键元件之一,若想实现应用,需要更多的优化和改进。本文针对编码孔径,首先分析了编码孔径的分辨率问题;随后优化编码孔径,配合新的算法完成直接对压缩测量结果进行光谱解混;最后构建新的编码孔径模式,完成系统分析和实验。本文主要研究内容包括以下几个方面:1.深入研究光谱成像技术,对光谱成像的基本理论进行研究。针对计算光谱成像技术进行研究和讨论。完成压缩感知采样理论的系统研究。对编码孔径光谱成像技术进行研究,完成数学模型推导和关键元件分析。2.详细分析编码孔径光谱成像仪在实际应用中遇到的问题,通过建立编码孔径快照光谱成像系统(CASSI)的数学模型,分析了编码模板与探测器分辨率不匹配等因素会对系统分辨率的影响。针对编码模板分辨率高于探测器分辨率这一情况,提出将超分辨技术引入CASSI系统,实现了基于压缩感知的超分辨光谱成像;针对编码模板分辨率低于探测器分辨率这一情况,提出具有灰度分级的编码孔径,实现高分辨率的编码模式,从而保证了编码孔径光谱成像仪的分辨率。随后通过搭建实验,验证了所提方法的可行性。3.针对编码孔径快照光谱成像仪的光谱解混复杂、速度慢等问题,通过稀疏表示和对端元丰度的稀疏估计,打破传统先重建数据立方体再进行光谱解混的流程,提出直接在获得的测量结果上进行光谱解混的算法。利用设计的优化编码孔径的开展实验。结果表明采用优化后的编码孔径及新的解混算法,光谱解混速度快,精度高。4.对编码孔径快照光谱成像仪结构进行优化,利用彩色光学滤波器阵列代替编码孔径,并将其与探测器组合,基于此提出了一种快照式彩色压缩光谱成像系统。对该系统进行了数学建模和重构算法设计。计算机模拟实验表明该技术相比传统编码孔径光谱成像系统具有更高的复原精度。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
编码孔径成像论文参考文献
[1].吴小丽,杨晓燕,余徽.基于凸面光栅的Offner型编码孔径多光谱成像光学系统设计[J].光学与光电技术.2019
[2].刘铭鑫.基于压缩感知的编码孔径光谱成像技术研究[D].中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所).2019
[3].孙永强.DMD在编码孔径成像光谱仪光学系统中的像差研究[D].长春理工大学.2019
[4].乔亚.基于强度调制的编码孔径光谱偏振成像测量技术研究[D].中北大学.2019
[5].袁翰,朱炬波,郭锦平,刘吉英.基于岭估计的编码孔径高光谱超分辨成像[C].第37届中国控制会议论文集（G）.2018
[6].朱丹彤.编码孔径成像光谱仪系统集成及光谱复原实验研究[D].中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所).2018
[7].陈硕,罗成高,邓彬,秦玉亮,王宏强.太赫兹孔径编码成像分辨性能研究[J].雷达学报.2018
[8].朱丹彤,沈宏海,杨名宇,陈成,南童凌.编码孔径成像光谱仪中编码元形变的分析校正[J].激光与光电子学进展.2018
[9].刘世界,张旭东,张月,李春来,王建宇.多帧图像编码孔径光谱成像技术[J].红外与毫米波学报.2017
[10].张昊,汤心溢,于洋,张宁.基于DMD的编码孔径成像光谱仪编码矩阵设计[J].半导体光电.2016
论文知识图
