崔岸婧 李道京 吴疆 周凯 高敬涵

1) (中国科学院空天信息创新研究院,微波成像技术国家级重点实验室,北京 100190)

2) (中国科学院大学,北京 100049)

激光的单色性和自然图像频谱稀疏且集中在低频区间的特点,使图像频谱稀疏采样成像成为可能.基于小规模激光探测器,引入参考激光,本文提出了频域稀疏采样激光成像方法.介绍了频域稀疏采样激光成像的原理和成像系统结构,推导了激光回波重构复频谱的表达式,给出了重构频谱和复图像的仿真结果并分析了信号参数对重构效果的影响,同时采用相干系数、均方误差和结构相似度来评价其重构效果.规模为256 × 256的激光回波复图像仿真表明,5 个拼接1/4 × 1/4 规模频域探测器组成的近似十字型稀疏采样结构,在约31.25% (5/16)的频域稀疏采样条件下,仍可获得较好的重构频谱和重构复图像.

1 引言

目前大规模可见光探测器相机已达到30k ×30k 量级,高分辨率宽幅成像的需求在推动探测器规模不断扩大的同时,也产生了数据量大、传输和处理困难等问题.

前端先大数据量采集,然后后端再数据压缩,这似乎是一个前后矛盾的过程.激光具有窄带性和单色性,由傅里叶光学成像4f实验[1,2]和文献[3,4]可知,利用激光探测获取的目标信号在频域稀疏且频谱集中在低频区间.在此基础上,利用傅里叶透镜将激光图像变换到频域,在其低频区间实施稀疏采样,进一步通过反演实现激光成像具有可行性.

将小规模面阵探测……