被动非视域半影成像方法的研究
发布时间：2023-12-28 20:19
近年来,重建隐藏场景问题引起了越来越多的关注,非视域成像技术通过对携带隐藏场景信息的光场进行采集和处理从而完成目标的重建,在许多重要应用中具有很大的潜力,包括医学,运输,制造,科学成像,公共安全等方面。本文的研究基于被动非视域半影成像技术,利用不同方向的散射光到达漫反射表面所携带的光学强度信息对视域外的目标进行二维像重建的技术,该技术不需要受控制的或随时间变化的照明,只需要基于遮挡物体的可见半影,利用特定的图像重建算法对其半影进行处理,即可重建出目标场景。本文首先提出了一种基于透射窗的被动非视域半影成像构型,对视域外的发光目标的光场传输过程进行研究。考虑由于传输距离和角度以及透射窗的遮挡造成的光强变化,构建相应的正向传输模型,理想模型仅与目标、透射窗和接收面的参数有关,目标光场在被动非视域场景中的传输结果可以通过仿真得到。针对接收到的成像结果,本文主要对基于快速迭代阈值收缩算法(FISTA)、全变分算法(TVAL3)、梯度投影算法(GPSR)的图像重建算法进行了理论研究,利用运算时间和图像还原质量作为指标对重建效果进行评估,FISTA算法可以对彩色目标进行重建、TVAL3算法可以在10...
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 主动非视域成像的研究现状
1.3 被动非视域成像的研究现状
1.4 国内外综述分析
1.5 本文的主要研究内容
第2章 被动非视域场景下光场传输的建模与仿真
2.1 引言
2.2 正向传输场景
2.3 正向传输表达式
2.4 被动非视域场景下光场传输的仿真
2.5 本章小结
第3章 被动非视域半影成像的重建方法研究
3.1 引言
3.2 被动非视域场景下图像重建的基本原理
3.3 被动非视域场景下图像重建的仿真
3.3.1 基于FISTA算法重建目标图像
3.3.2 基于TVAL3算法重建目标图像
3.3.3 基于GPSR算法重建目标图像
3.4 本章小结
第4章 被动非视域半影成像重建方法的影响因素
4.1 引言
4.2 透射窗的参数对重建质量的影响
4.3 接收墙面的参数对重建质量的影响
4.4 本章小结
第5章 被动非视域半影成像在实际场景下的性能研究
5.1 引言
5.2 大尺度非视域场景的重建
5.3 图像重建算法的抗噪能力
5.3.1 高斯白噪声
5.3.2 泊松噪声
5.3.3 混合噪声
5.4 实际场景下对未知目标位置的优化寻找
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
【部分图文】：
![图1-1使用时间图像测量来估计隐藏表面结构和反射率等场景属性2012年美国OtkristGupta[17]等人提出通过未知隐藏空间中光的多次反射传播来恢复隐藏场景的3D结构，证明反射光包含足够的信息](https://image.cnki.net/restapi/image-api/v1/image/preview?vv=80befc2ab05d0a5edfa4e9b1ef6ee80bbcab856ac210bdf58763e45e146b79be&clientId=d0da82db-0968-4f1f-b1a4-4e72943287b0&id=YuJUsujN8rWzavADfg58FrqG9qPC2Tr7Fwzv7xRyUCxLot3rUM76OBl5vhskzkjuU3817wYCJ-VSi7hq9MgS4NsPAxbL-qAPv2e14kMTkqg!&code=CMFD2020)
哈尔滨工业大学理学硕士学位论文-2-1.2主动非视域成像的研究现状国外对非视域成像方面的研究从2010年就已经开始，麻省理工学院的AhmedKirmani[16]选取飞秒激光器、皮秒精度检测器、超快采样示波器组装成的瞬态成像相机，通过测量场景的时空脉冲响应重建隐藏场景，利用飞行时....
哈尔滨工业大学理学硕士学位论文-6-息术是可以恢复在传统摄影中因强度记录而丢失的相位信息的技术。只需要连续激光器和传统相机，不仅可以进行远程观察，还可以对隐藏在强漫射器后面或远离记录位置的角落周围的物体进行远程变形测量。图1-9（a）实验装置示意图（b）用静态漫射器重建图像（c）....
哈尔滨工业大学理学硕士学位论文-17-第3章被动非视域半影成像的重建方法研究3.1引言被动非视域场景下的图像重建就是利用接收墙面采集到的半影信息y和已知的正向传输矩阵A，利用第二章推导的光场正向传输表达式y=Ax+b，对逆问题进行求解算出目标光场信息x。本章主要研究了半影成像重建....
本文编号：3876091
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 主动非视域成像的研究现状
1.3 被动非视域成像的研究现状
1.4 国内外综述分析
1.5 本文的主要研究内容
第2章 被动非视域场景下光场传输的建模与仿真
2.1 引言
2.2 正向传输场景
2.3 正向传输表达式
2.4 被动非视域场景下光场传输的仿真
2.5 本章小结
第3章 被动非视域半影成像的重建方法研究
3.1 引言
3.2 被动非视域场景下图像重建的基本原理
3.3 被动非视域场景下图像重建的仿真
3.3.1 基于FISTA算法重建目标图像
3.3.2 基于TVAL3算法重建目标图像
3.3.3 基于GPSR算法重建目标图像
3.4 本章小结
第4章 被动非视域半影成像重建方法的影响因素
4.1 引言
4.2 透射窗的参数对重建质量的影响
4.3 接收墙面的参数对重建质量的影响
4.4 本章小结
第5章 被动非视域半影成像在实际场景下的性能研究
5.1 引言
5.2 大尺度非视域场景的重建
5.3 图像重建算法的抗噪能力
5.3.1 高斯白噪声
5.3.2 泊松噪声
5.3.3 混合噪声
5.4 实际场景下对未知目标位置的优化寻找
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
【部分图文】：
哈尔滨工业大学理学硕士学位论文-2-1.2主动非视域成像的研究现状国外对非视域成像方面的研究从2010年就已经开始，麻省理工学院的AhmedKirmani[16]选取飞秒激光器、皮秒精度检测器、超快采样示波器组装成的瞬态成像相机，通过测量场景的时空脉冲响应重建隐藏场景，利用飞行时....
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本文编号：3876091
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