基于Hadamard矩阵优化排序的快速单像素成像

作者：李明飞^*; 阎璐; 杨然; 刘院省

来源：Acta Physica Sinica, 2019, 68(06): 87-94.

• 单像素成像
• Walsh-Hadamard变换
• 小波变换

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.

• 单位
  中国航天科技集团有限公司; 北京航天控制仪器研究所