[发明专利]一种并行压缩感知成像系统

说明书

本发明公开了一种并行压缩感知成像系统，前端镜组，数字微镜阵列，第一匹配镜组，第二匹配镜组，第一探测器以及第二探测器；所述前端镜组设置在所述目标场景和所述数字微镜阵列之间，所述目标场景可经所述前端镜组入射到数字微镜阵列上；所述数字微镜阵列，可将所述目标场景的光线沿着两个方向反射，分别反射至第一匹配镜组和第二匹配镜组。本发明公开的并行压缩感知成像系统可工作在不同的工作模式下，进行不同并行处理参数的切换，在对大规模场景进行成像时，可应用在不同的成像场合，增加了所述并行压缩感知成像系统的通用性。

技术领域

本发明涉及航天光学遥感计算成像技术领域，特别涉及一种并行压缩感知成像系统。

背景技术

Donoho与Candes等人在2006年提出了压缩感知理论，该理论指出：如果一个信号在某个变换域是稀疏的，那么通过非相关测量矩阵将该信号投影到低维空间上，并通过求解一个最优化问题即可根据低维投影值高概率的恢复出原始信号。压缩感知理论给成像方式上带来了新的变革，突破了Nyquist-Shannon采样定理的限制，将图像采样与压缩合并为一个过程，将低分辨率采样下的高分辨率图像重建成为可能，因此成为近年来研究的热点问题。

高分辨率的图像获取技术在军事侦察、环境监测、国土安全等领域一直有迫切的需求。传统成像采用场景与探测器像元一一对应的方式，图像分辨率取决于探测器像元的规模，为获取高分辨率的图像，需要增加探测器的像元数。而受制造工艺的限制，超大规模的探测器像元规模难以实现，因此目前通常采用多图像探测器机械或光学拼接的方式，大大增加了系统复杂度。同时高分辨率的图像对应着海量的数据，因此也加重了图像数据存储和传输的负担。

基于压缩感知理论，国内外学者提出了多种计算成像系统，包括单像素相机、压缩编码孔径成像、基于CMOS探测器的压缩成像等。其中美国Rice大学的Duarte M F等人提出的一种单像素相机是该理论的典型应用，该相机利用数字微镜阵列对场景进行编码，采用单像素的点探测器替代图像传感器作为图像信息采集器件，降低了系统的复杂度和成本，使图像分辨率不再受制于探测器的像元规模。但在对大规模场景进行成像时，编码观测次数增多，观测时间急剧增加，导致系统只能应用于静止或凝视成像场合。

发明内容

本发明旨在克服现有技术存在的缺陷，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种并行压缩感知成像系统，包括：前端镜组，数字微镜阵列，第一匹配镜组，第二匹配镜组，第一探测器以及第二探测器；

所述前端镜组，用于实现目标场景和所述数字微镜阵列的匹配，所述前端镜组设置在所述目标场景和所述数字微镜阵列之间，所述目标场景可经所述前端镜组入射到数字微镜阵列上；

所述数字微镜阵列，可将所述目标场景的光线沿着两个方向反射，分别反射至第一匹配镜组和第二匹配镜组；

所述第一匹配镜组，用于实现数字微镜阵列与所述第一探测器的匹配，

所述第一匹配镜组将由所述数字微镜阵列反射的所述目标场景的光线输出至所述第一探测器；

所述第二匹配镜组，用于实现数字微镜阵列与所述第二探测器的匹配，

所述第二匹配镜组将由所述数字微镜阵列反射的所述目标场景的光线输出至所述第二探测器。

在一些实施例中，所述第一匹配镜组，将由所述数字微镜阵列反射的所述目标场景的光线输出至所述第一探测器的焦面；

在一些实施例中，所述第二匹配镜组，将由所述数字微镜阵列反射的所述目标场景的光线输出至所述第二探测器的焦面。

在一些实施例中，所述数字微镜阵列可将所述目标场景的光线沿着两个方向反射，所述方向为分别为偏转-12°和+12°。