光學等高壓縮三維成像方法研究

《光學等高壓縮三維成像方法研究》是依託南京理工大學，由顧國華擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：光學等高壓縮三維成像方法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：顧國華
• 依託單位：南京理工大學

項目摘要

本項目針對光學三維成像的套用和技術需求，提出等高壓縮的概念和原理，圍繞涉及三維信息稀疏測量的科學問題：等高信息矩陣設計、間接觀測量構造與等高信息矩陣最佳化估計，開展光學等高壓縮三維成像方法研究。分析待測目標三維形狀特徵對發射光學信號的影響，建立微小平面的信號傳遞模型，研究正交距離基的設計方法並探索其參數估計方法，構造與待測目標三維形狀特徵等價的可稀疏等高信息矩陣；研究等高信息矩陣的稀疏採樣方式以及測量矩陣的物理實現途徑，抽取直接觀測量的時頻域特徵，探索其與等高信息矩陣之間的關聯模式及量化描述手段，構造等高信息矩陣的間接觀測量；研究等高信息矩陣約束條件變換方法，設計稀疏度非相干的快速貪婪算法，實現等高信息的最最佳化估計，完成待測目標三維信息精確高效重構。本項目是壓縮感知思想的延伸和發展，研究成果對於豐富壓縮感知理論體系的內涵，理論研究和套用、推動光學三維成像技術發展等方面都具有重要的作用。

結題摘要

本項目針對光學三維成像的套用和技術需求，進行了基於壓縮感知理論的非自適應三維成像與基於多解析度小波逼近的自適應三維成像兩方面研究工作。 對於基於壓縮感知理論的非自適應三維成像，本項目研究三維信息稀疏表示理論以及常用稀疏表達基；研究以高斯隨機矩陣為代表的三維信息稀疏測量矩陣的構造及其稀疏測量過程，建立三維信息非自適應稀疏測量模型，並據此搭建非自適應稀疏成像裝置；研究三維信息稀疏測量矩陣約束條件變換方法，設計稀疏度非相干的快速貪婪算法，到達高效重構的目的。此外，針對高噪聲環境三維成像套用，本項目研究利用空間二階相關，抑制三維成像中動態噪聲的方法。 對於基於多解析度小波逼近的自適應三維成像，本項目研究三維信息在小波域的稀疏表示及小波域特有的數據組織方式——小波樹結構；研究基於小波樹結構的多解析度小波逼近方法，包括重要小波係數的位置預測、小波係數的稀疏測量模型及其物理實現方式；根據三維信息特點，設計多解析度小波逼近策略，研究低計算複雜度的三維信息重建算法。 本項目的研究工作是壓縮感知思想的延伸和發展，研究成果對於豐富壓縮感知理論體系的內涵、擴展壓縮感知概念的實踐和套用、推動光學三維成像技術發展等方面都具有重要的作用和意義。