基于子空间投影的SFGPR压缩感知成像算法

针对传统压缩感知SFGPR成像重建算法在强杂波测量环境中往往会失效的问题,提出一种基于子空间投影杂波抑制技术的SFGPR压缩感知成像重建算法.该算法首先在每个天线测量位置通过压缩感知测量模型重建所有的频域原始均匀采样数据,然后采用子空间投影杂波抑制技术滤除较强的地面回波,最后结合稀疏重建算法对地下目标图像进行压缩感知重建.实验数据处理结果验证了所提方法的有效性和准确性.     

基于压缩传感的CMOS图像传感器电路研究

压缩传感信号采样理论,将信息获取的技术问题从采样端转移到接收端,并使采样率很低的信号能被精确重建.与压缩传感技术不断完善的理论研究相比,其硬件结构实现更是研究的新方向.本文提出了一种基于压缩传感的CMOS图像传感器硬件电路结构,在模数转换前实现了图像的同时传感并压缩,可用于超高速成像.该结构采用1.8V0.18μm CMOS工艺实现,帧率可达每秒几万到几十万帧,适合于压缩传感的应用.     

基于CPLD技术的高速视频图像采集与显示系统

系统采用CMOS有源像素图像传感器作图像接收器,CPLD作驱动控制器,经D/A转换后由XGA显示出来,实现了视频图像的快速采集和实时显示.阐述了系统的构成原理和CPLD控制逻辑,给出了驱动电路的仿真波形.该系统稳定可靠,且具有图像分辨率高、采样速度快以及适应性和灵活性强等优点.     

一种基于压缩感知的图像去马赛克算法

文中提出了一种基于分块压缩感知的图像去马赛克算法.该算法首先将Bayer色彩滤镜阵列采样值等效为压缩感知理论中感知矩阵采样所得的压缩数据.其次通过结合Bayer色彩滤镜阵列自身特点训练分块稀疏字典.最后在训练所得稀疏字典的基础上利用分块压缩感知重构算法便可精确重构出Bayer色彩滤镜阵列采样结果.由于训练所得稀疏字典能有效降低与Bayer色彩滤镜采样阵列之间的相关性,因此文中所提出的图像去马赛克算法能有效对单一Bayer色彩滤镜阵列采样值进行重构.通过实验验证表明：新的图像去马赛克算法明显优于传统插值算法,重构所得彩色图像在去除假色影响的同时能完整保留原始图像的细节信息.     

毫米波综合孔径辐射计的压缩感知成像方法研究

毫米波综合孔径成像辐射计(Synthetic Aperture Imaging Radiometer,SAIR)是一种适用于近场成像的高分辨率、高灵敏度传感器,但因其接收机数量大、系统复杂度高,限制了SAIR在实际场景中的应用.用少量阵元天线获取的稀疏可见度函数进行高精度成像反演是目前SAIR成像研究的热点之一.为从少量的可见度采样点中重构出具有较高精度的毫米波图像,借鉴压缩感知(Compressed Sensing,CS)的稀疏重构思想,提出一种基于二维SAIR成像模型的CS-L0成像反演算法.该算法借助SL0算法思想对二维综合孔径反演模型进行快速的l_0范数求解,可从少量可见度采样点中快速精确地重构出目标场景的亮温图像.实验仿真表明,与结合传统成像模型的一般CS反演法相比,提出的CS-L0反演法具有更高的成像精度和反演速度,能够对稀疏采样的SAIR进行快速准确的成像反演.     

基于CPLD技术的高速视频图像采集与显示系统

系统采用CMOS有源像素图像传感器作图像接收器,CPLD作驱动控制器,经D/A转换后由XGA显示出来,实现了视频图像的快速采集和实时显示。阐述了系统的构成原理和CPLD控制逻辑,给出了驱动电路的仿真波形。该系统稳定可靠,且具有图像分辨率高、采样速度快以及适应性和灵活性强等优点。     

基于CMOS图像传感器列级ADC的数字双采样

提出了一种用于CMOS图像传感器的数字双采样10位列级模数转换器.比较器采用失调消除技术,数字双采样通过加/减计数器实现,使复位信号和像素信号的量化结果在数字域做差,消除了像素输出产生的固定模式噪声;列电路由一个比较器、一个计数器和一个锁存选通器组成.采用GSMC 0.18μm标准CMOS工艺对电路进行设计,一个完整的A/D转换时间为11μs,使用Cadence spectre进行仿真,结果表明:ADC的信噪失真比为57.86dB,有效位数9.32,列电路功耗为58.24μW,由比较器的失调和延迟产生的误差可以减小50%.     

基于NSCT变换与压缩感知的红外/被动毫米波图像融合

为提高图像的质量和实时传输效率,提出一种基于NSCT变换与压缩感知的红外/被动毫米波图像融合算法.该算法首先对红外/被动毫米波图像分别进行非下采样轮廓波变换分解.然后,对于高频系数采用基于压缩感知的融合方法;低频系数部分则是采用基于图像方差的融合策略.再对融合后的高频、低频系数进行逆变换输出融合图像.最后通过实验仿真证实该算法得到的融合图像能很好地识别目标坦克.     

基于CS的灰度图像压缩

采用较新的压缩感知理论,通过Harr正交稀疏变换和伯务利采样矩阵,实现了对灰度图像的低速压缩采样,并利用正交匹配追踪算法实现压缩数据的恢复.实验结果表明,此算法能较好地实现图像的感知压缩.     

基于稀疏采样的无线多媒体传感网图像压缩算法

为解决无线多媒体传感网存在的网络能耗高、节点性能低以及存储空间小等问题,结合WMSNs的特点引入压缩感知技术,提出了一种基于傅里叶域稀疏采样的分布式多媒体传感网图像压缩算法。该算法考虑多传感器节点的协作性,实现了图像在傅里叶域上的分块自适应压缩采样与传输。通过公开图像数据集中与现有的其他分布式压缩感知算法的仿真对比实验,表明了所提算法不仅能够有效降低重构误差、提高重构图像的质量,而且能更好地适合WMSNs网络低能耗的应用要求。     

CMOS数字图像传感器研究进展

CMOS图像传感器已从无源和有源像素结构发展到数字图像传感器(DPS),数字图像传感器是CMOS图像传感器的发展方向,DPS的优势在于可把整个图像系统集成在一块芯片上,构成单芯片成像系统,从而降低成本,节约系统功耗,改善成像质量.片上集成模数转换器(ADC)是CMOS图像传感器的关键部件,重点分析和比较了三类不同集成方式:芯片级、列级和像素级的原理、性能和特点.介绍了目前国内外数字图像传感器的发展现状及其未来的发展趋势.     

斜视合成孔径雷达的稀疏降采样数据成像方法

针对合成孔径雷达数据量庞大,不便于存储传输等问题,结合经典的距离多普勒成像算法与压缩感知理论,提出一种稀疏降采样斜视SAR数据的成像方法.在方位向上用随机降采样的方式录取数据,对所得数据进行相应的距离徙动校正和距离脉压,随后将方位向脉压建模为典型的压缩感知模型,用平滑l₀算法重构出二维SAR场景.利用该方法能有效地减少稀疏场景的SAR回波数据量,仅采用传统数据量的25%,即可获得清晰的二维成像结果.     

线性回归的分布式压缩采样算法

为减少无线传感器网络数据传输量,进而延长网络的生命周期,研究了一种联合线性回归和压缩感知的分布式采样方法。依据节点数据的相关性对网络进行分簇,将感知数据显著线性相关的传感器节点划分到同一簇中。以此为基础,提出了一种基于线性回归的分布式压缩采样算法,该算法联合运用线性回归和压缩感知理论重构节点数据,实现了低速率采样条件下节点数据的高精度重构。对实测温度数据进行仿真实验,结果表明,与等间隔采样相比,该算法减少了71%的采样值个数。     

基于彩色CMOS图像传感器的图像压缩预处理系统的设计

结合彩色CMOS图像传感器和Bayer CFA格式图像的特点,提出了一种基于Bayer图像的准无损压缩算法.该算法简单高效,可以在准无损压缩下取得较高的图像恢复质量,非常适用于遥感图像、医学影像等对图像质量要求较高的场合.在对算法进行仿真评估基础上提出了基于COMS图像传感器IBIS5-A-1300的图像压缩FPGA实现方案,整个结构采用流水线设计,同时用少量行缓存代替传统的大容量存储,节省了存储资源,加快了运算速率,减小了电路规模,经验证明完全满足对Ba-yer图像实时处理的要求,为后续实时压缩编码和传输提供了有利条件.     

高光谱遥感图像的稀疏分解与压缩感知

基于稀疏分解和压缩感知原理对高光谱遥感图像进行压缩重构,提出一种基于过完备原子库上分解图像的稀疏分解快速算法,以减少图像稀疏分解的计算量.仿真计算结果表明,利用压缩感知和谱带分组技术对高光谱图像进行谱间压缩,可提高运算速度,并降低成本.     

基于多层分块自适应压缩感知的图像编解码方法

压缩感知中,测量矩阵对图像进行单一采样率的压缩采样。传统的测量矩阵虽然能够获得比较好的重构效果,但因采样数目较多,故而资源耗费也较多。为了解决上述问题,提出了多层分块自适应编码算法(multi-layered block adaptive coding algorithm,MLBA)以及多层分块自适应压缩感知编解码方法(multi-layered block adaptive compressed sensing codec method,MLBACS)。MLBACS编解码方法基于MLBA编码算法,能够根据图像局部结构进行不同层数和大小的分块,并自适应分配采样率。仿真结果表明,在同等重构性能的前提下,相对于单一采样率下的压缩感知,MLBACS编解码方法能够不同程度地降低重构图像所需的采样数目。     

基于FPGA 的高分辨率科学级CMOS 相机设计

针对高分辨率科学级相机应用广泛,国内需求量大的背景,设计了基于长光辰芯公司GSENSE400 图像传 感器的国产化高分辨率科学级CMOS( Complementary Metal Qxide Semiconductor) 相机。该相机系统包括基于FPGA ( Field Programmable Gate Array) 的数据采集、控制与Camera-Link 输出设计。FPGA 主要包含SPI( Serial Peripheral Interface) 配置模块、CMOS 时序驱动模块、数据采集模块、Camera-Link 数据转换模块以及串口通信模块。根据 CMOS 的时序逻辑,在FPGA 中实现了CMOS 驱动时序的设计。根据相机输出HDR( High-Dynamic Range) 图像的 数据量,同时为了简化FPGA 数据传输模块的设计,通过使用1 片DS90CR287 芯片,选用Camera-Link的base 模式 进行图像数据的传输,并实现串口对相机的控制。对该相机系统进行成像测试,实现了HDR 模式下连续输出 24 帧,2 048 × 2 048 像素,低读出噪声、高灵敏度、高动态范围图像,基本满足科学级成像条件的需求。     

Bayer图像无损压缩算法及其FPGA实现

结合Bayer CFA格式图像的特点,提出了一种基于Bayer图像的无损压缩算法,该算法简单高效,可以在无损压缩下取得较高的图像恢复质量,非常适用于遥感图像、医学影像等对图像质量要求很高的场合。在对各种算法进行仿真评估的基础上提出了基于COMS图像传感器IBIS5-A-1300的无损压缩FPGA实现方案,整个结构采用流水线设计,同时用少量行缓存代替传统的大容量存储,节省了存储资源,加快了运算速率,减小了电路规模。经验证明完全满足对Bayer图像实时处理的要求,为后续实时压缩编码和传输提供了有利条件。