一种基于高效掩膜排序的即插即用单像素成像方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于高效掩膜排序的即插即用单像素成像方法及系统，方法包括图像重建过程中的测量值由空间光调制器加载高效掩膜排序进行编码后测量得到，优化迭代由PnP‑ADMM框架进行迭代求解。系统包括：编码调制模块、信息采集模块和图像重建模块；所述图像重建模块在图像重建过程中的测量值由编码调制模块的空间光调制器加载高效掩膜排序进行编码并由有信息采集模块测量得到，优化迭代由PnP‑ADMM框架进行迭代求解。其通过高效的掩模排序减少冗余采样，最大限度地提高信息获取的效率；进一步结合具有先进深度去噪网络的即插即用算法实现低采样数据的高质量解码，在极低的采样率下实现了高质量图像重建，同时对噪声具有鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光学成像，具体涉及一种基于高效掩膜排序的即插即用单像素成像方法及系统。

技术介绍

1、单像素成像技术采用编码宽视场照明，使用单点探测器捕获数据，具有低成本、高信噪比和宽光谱范围的优点。通过结合压缩感知技术，利用自然图像在变换域中的稀疏性，可以在采样率低于奈奎斯特采样极限的情况下重建出目标场景的高质量图像。已被广泛应用于散射成像、极弱光成像、三维成像、多光谱成像和近场太赫兹成像等领域。

2、基于压缩感知理论的单像素成像技术即使在低采样率下也能重建高质量的图像，低采样率下的重建质量受两个主要因素的影响，即测量矩阵和重建算法。目前，已经提出了各种方法来降低采样率并提高图像的重建质量。一方面，为了在低采样率下实现重建，必须选择基掩膜最相关的测量矩阵，这些已被广泛研究和证明，如哈达玛矩阵排序中的二元(dyadic)排序、俄罗斯套娃(russian doll,rd)排序、折纸(origami pattern,op)排序、蛋糕切割(cake cutting,cc)排序等。这些排序方法极大地方便了矩阵运算和基掩膜提取，避免了大规模测量矩阵的储存，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于高效掩膜排序的即插即用单像素成像方法，其特征在于：图像重建过程中的测量值由空间光调制器加载高效掩膜排序进行编码后测量得到，优化迭代由PnP-ADMM框架进行迭代求解。

2.根据权利要求1所述的一种基于高效掩膜排序的即插即用单像素成像方法，其特征在于：所述由空间光调制器加载高效掩膜排序进行编码具体为：光源经过一系列准直后经过携带物体信息的光学掩模板，将带有物体信息的入射光投影到空间光调制器上，将生成的高效调制掩膜图案依次加载在空间光调制器上对投影的物体信息进行光学编码。

3.根据权利要求2所述的一种基于高效掩膜排序的即插即用单像素成像方法，其特征在于：所...

【技术特征摘要】

1.一种基于高效掩膜排序的即插即用单像素成像方法，其特征在于：图像重建过程中的测量值由空间光调制器加载高效掩膜排序进行编码后测量得到，优化迭代由pnp-admm框架进行迭代求解。

2.根据权利要求1所述的一种基于高效掩膜排序的即插即用单像素成像方法，其特征在于：所述由空间光调制器加载高效掩膜排序进行编码具体为：光源经过一系列准直后经过携带物体信息的光学掩模板，将带有物体信息的入射光投影到空间光调制器上，将生成的高效调制掩膜图案依次加载在空间光调制器上对投影的物体信息进行光学编码。

3.根据权利要求2所述的一种基于高效掩膜排序的即插即用单像素成像方法，其特征在于：所述掩膜图案的生成方式为：

4.根据权利要求3所述的一种基于高效掩膜排序的即插即用单像素成像方法，其特征在于：生成掩膜图案之后，通过下式将每个基掩模拆分成两个互补的二值矩阵：

5.根据权利要求1所述的一种基于高效掩膜排序的即插即用单像素成像方法，其特征在于：所述图像重建由压缩感知理论建立欠采样条件下的成像优化模型，使用交替方向乘子法admm将数据保真项和先验正则化项分解为两个子问题，结合即插即用pnp算法把先验正则化项的子问题求解替换成图像去噪问题求解，最后将数据保真项子问题和先验正则化项子问题进...

【专利技术属性】
技术研发人员：常卫杰，李浩伟，徐圣瑶，黄峰，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：