中国激光, 2018, 45 (10): 1014001, 网络出版: 2018-10-12   

压缩感知三维重建算法控制参数对太赫兹数字全息再现的影响 下载: 858次

Influences of Compressive Sensing 3D Reconstruction Algorithm Control Parameters on Terahertz Digital Holography Reconstruction
作者单位
哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150080
图 & 表

图 1. 数字全息记录原理图

Fig. 1. Schematic of the digital holographic record

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图 2. 不同情况下的断层仿真场景。(a)理想情况;(b)高斯噪声方差为0.0005;(c)高斯噪声方差为0.001

Fig. 2. Sample simulation scenario obtained under different conditions. (a) Ideal case; (b) a case with Gaussian noise variance of 0.0005; (c) a case with Gaussian noise variance of 0.001

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图 3. 不同情况下的仿真全息图。(a)理想情况;(b)高斯噪声方差为0.0005;(c)高斯噪声方差为0.001

Fig. 3. Simulation holograms obtained under different conditions. (a) Ideal case; (b) a case with Gaussian noise variance of 0.0005; (c) a case with Gaussian noise variance of 0.001

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图 4. 仿真系统原理示意图

Fig. 4. Schematic outline of simulation system

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图 5. τ=0.1时不同迭代次数的再现结果。(a) t=50; (b) t=100; (c) t=150; (d) t=200; (e) t=250; (f) t=300; (g) t=350; (h) t=400

Fig. 5. Reconstruction results for different iteration times when τ=0.1. (a) t=50; (b) t=100; (c) t=150; (d) t=200; (e) t=250; (f) t=300; (g) t=350; (h) t=400

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图 6. 理想情况下,迭代次数与(a) PSNR、(b) MSSIM的关系

Fig. 6. Relationship between number of iteration and (a) PSNR or (b) MSSIM under ideal condition

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图 7. 理想情况下,稀疏限制参数与(a) PSNR、(b) MSSIM的关系

Fig. 7. Relationship between sparse restriction parameter and (a) PSNR or (b) MSSIM under ideal condition

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图 8. 理想情况下的再现图像。(a)样本“T”;(b)样本“H”

Fig. 8. Ideal reconstructed images. (a) “T” sample; (b) “H” sample

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图 9. 高斯噪声方差为0.0005时,稀疏限制参数与(a) PSNR、(b) MSSIM的关系

Fig. 9. Relationship between sparse restriction parameter and (a) PSNR or (b) MSSIM when Gaussian noise variance is 0.0005

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图 10. 高斯噪声方差为0.0005时,稀疏限制参数与(a) PSNR、(b) MSSIM的关系(0.05≤τ≤0.14)

Fig. 10. Relationship between sparse restriction parameter (0.05≤τ≤0.14) and (a) PSNR or (b) MSSIM when Gaussian noise variance is 0.0005

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图 11. 高斯噪声方差为0.0005时,迭代次数与(a) PSNR、(b) MSSIM的关系

Fig. 11. Relationship between number of iteration and (a) PSNR or (b) MSSIM when Gaussian noise variance is 0.0005

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图 12. 高斯噪声方差为0.0005时的最佳再现图像。(a)样本“T”;(b)样本“H”

Fig. 12. The best reconstructed images with Gaussian noise variance of 0.0005. (a) “T” sample; (b) “H” sample

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图 13. 高斯噪声方差为0.001时,稀疏限制参数与(a) PSNR、(b) MSSIM的关系

Fig. 13. Relationship between sparse restriction parameter and (a) PSNR or (b) MSSIM when Gaussian noise variance is 0.0001

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图 14. 高斯噪声方差为0.001时,迭代次数与(a) PSNR、(b) MSSIM的关系

Fig. 14. Relationship between number of iteration values and (a) PSNR or (b) MSSIM when Gaussian noise variance is 0.001

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图 15. 高斯噪声的方差为0.001时的最佳再现结果。(a)样本“T”;(b)样本“H”

Fig. 15. The best reconstructed images with Gaussian noise variance of 0.001. (a) “T” sample; (b) “H” sample

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图 16. 真实的全息图再现。(a) τ=0.02; (b) τ=0.1

Fig. 16. Reality hologram reconstruction. (a) τ=0.02; (b) τ=0.1

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表 1仿真结果汇总

Table1. Summary of simulation results

ItemPSNR of“T” samplePSNR of“H” sampleMSSIM of“T” sampleMSSIM of“H” sampletτ
Ideal50.5741.680.930.662000.02
Gaussian noise variance of 0.000551.3037.470.930.412000.1
Gaussian noise variance of 0.00148.5434.460.900.322000.1
Gaussian noise variance of 0.00542.8932.080.720.222000.12
Gaussian noise variance of 0.0138.2231.020.530.202000.14

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袁静, 李琦, 巩文盼. 压缩感知三维重建算法控制参数对太赫兹数字全息再现的影响[J]. 中国激光, 2018, 45(10): 1014001. Yuan Jing, Li Qi, Gong Wenpan. Influences of Compressive Sensing 3D Reconstruction Algorithm Control Parameters on Terahertz Digital Holography Reconstruction[J]. Chinese Journal of Lasers, 2018, 45(10): 1014001.

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