壓縮感知在日像儀陣列設計與圖像重建中的套用研究

《壓縮感知在日像儀陣列設計與圖像重建中的套用研究》是依託西安電子科技大學，由王書振擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：壓縮感知在日像儀陣列設計與圖像重建中的套用研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王書振
• 依託單位：西安電子科技大學

中文摘要

在研究壓縮感知基本理論和特性的基礎上，研究壓縮感知理論在稀疏採樣下進行圖像重建的優越性，分析壓縮感知理論用於圖像的稀疏表示和圖像重建的有效性。全面研究日像儀陣列設計及圖像重建算法，研究感知壓縮對於需要海量存儲的日像儀的必要性。在此基礎上，將壓縮感知理論用於日像儀陣列設計及圖像重建中，重點研究壓縮感知框架下包括陣元數目最佳化和拓撲最佳化的日像儀天線陣陣列設計，重點研究基於壓縮感知理論的包括快照模式和多時綜合模式下的日像儀圖像重建算法。探索高效實用的日像儀陣列設計及圖像重建新算法。這些方面的研究將會進一步促進壓縮感知理論在圖像處理領域的套用，尤其是對日像儀的研製有很大的推動作用。研究結果可套用于軍事、民用、商用等相關領域，具有較高的套用價值。

結題摘要

日像儀是利用綜合孔徑原理對太陽進行射電成像的大規模天線陣，它能夠實現同時以高空間、高時間和高頻率解析度對太陽成像。其成功研製將對於我國太陽物理研究繼續躋身於國際學術前沿並促進相關的射電成像技術發展具有重要影響。 研究繼承並發展了壓縮感知理論，深入剖析了壓縮感知的矩陣形式---矩陣重建技術，結合日像儀圖像的特點，從信號稀疏表示出發，形成了由理論、方法、技術、模型、算法構成的五位一體的日像儀成像綜合體系。 詳細地闡述了圖像復原的理論與其他相關的理論知識，對圖像復原過程中的病態問題，稀疏化表示，以及運用正則化方法解決病態問題進行了具體的闡述。針對圖像盲復原過程中的病態問題，運用了一種具有尺度不變性和稀疏性的正則化函式，有效地解決了病態問題。運用拉普拉斯運算元進一步解決了圖像盲復原過程中的病態問題（即不確定問題），同時消除了圖像盲復原過程中對點擴展函式（PSF）的估計，很大程度上降低了問題求解的規模。最後實現了日像儀圖像的盲復原。 仿真了三種經典陣型下的日像儀系統回響函式，研究了基於壓縮感知理論的日像儀天線陣的陣元數目和拓撲最佳化設計。提出了基於uv分布改善最大化的日像儀陣列設計方法。 分析了太陽輻射源的結構特點，尋找出了表征不同輻射源的最優稀疏基，提出了三種基於壓縮感知理論的快照模式下的日像儀圖像重建方法。分別是基於壓縮感知的日像儀圖像重建方法，帶有均值平移約束的基於壓縮感知的日像儀圖像重建方法和帶有總變差和非局部運算約束的日像儀圖像重建算法。利用基於壓縮感知理論獲得數據序列稀疏低秩的特性，採用矩陣重建技術，實現了基於圖像序列的多時綜合圖像重建和圖像輻射源檢測等算法。提出了基於矩陣重建技術的日像儀圖像序列重建方法。 發表論文9篇，其中SCI檢索5篇，EI檢索9篇。 申請專利2項 獲批軟體著作權2項 培養研究生6名。