基于压缩传感的无镜头照相机的研究与设计

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题来源

1.2 课题研究背景、目的和意义

（1） 尺寸大——镜头阻碍了相机轻薄化的发展

（2）成本高——镜头低性价比和传感器的高性价比不匹配

（3）生产效率低——后处理的生产模式效率较低

1.3 国内外研究现状

1.3.1 基于小孔成像原理的无镜头相机

1.3.2 基于掩膜滤光片的无镜头相机

1.3.3 基于超薄光学相控阵列的无镜头相机

1.3.4 基于压缩传感原理的单像素相机

1.4 论文研究内容及结构安排

1.4.1 主要研究内容

1.4.2 论文结构安排

第2章 基于压缩传感与稀疏重构的无镜头相机框架

2.1 压缩传感框架下的图像感知和重构理论

2.1.1 压缩传感知识理论框架

2.1.2 图像信号的稀疏表示

2.1.3 图像信号的测量矩阵

2.1.4 图像信号的重构算法

2.2 无镜头相机感知和成像研究

2.3 本章小结

第3章 基于编码孔径理论与测量矩阵的掩膜设计

3.1 掩膜设计的限制条件

3.2 测量矩阵的选择条件

3.3 m序列及其生成矩阵的相干性

3.3.1 随机序列与伪随机序列

3.3.2 m序列的伪随机性及其生成方式

3.3.3 m序列及其生成矩阵的相干性

3.4 基于m序列的掩膜图案设计

3.4.1 光吞吐量限制

3.4.2 系统校正转换复杂度限制

3.4.3 测量矩阵Φ条件度限制

3.5 掩膜片的位置放置

3.6 掩膜优势

3.7 本章小结

第4章 图像重构算法

4.1 非欠定情况下的重构算法

4.2 欠定情况下的图像重构

4.3 基于凸优化算法的无镜头照相机的图像重构

4.3.1 基于基追踪法的无镜头照相机的图像重构

4.3.2 基于梯度投影法的无镜头照相机的图像重构

4.4 基于贪婪算法的无镜头照相机的图像重构

4.4.1 基于匹配追踪算法的无镜头照相机的图像重构

4.4.2 基于OMP算法的无镜头照相机的图像重构

4.5 基于全变分法的无镜头照相机的图像重构

4.6 算法分析

4.7 本章小结

第5章 无镜头相机的原型设计

5.1 光路调制模块

5.2 数据采集模块

5.3 图象重构模块

5.4实验结果及分析

（1）掩膜的选择与放置距离

（2）非欠定线性规划下的图像重构

（3）欠定线性规划下的图像重构

5.5 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 研究工作总结

6.2 未来展望

（1）相机重构算法的时间优化

（2）掩膜片的选择

（3）相机的实时拍摄

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文与成果