基于Walsh基和二值离散余弦基单像素成像的对比分析

为提升单像素成像的测量效率,对Walsh基和二值离散余弦基单像素成像进行了对比研究。针对Walsh变换和抖动二值化后的离散余弦变换,提出了一种借鉴机器学习的排序方法,即通过分别统计80000幅图像的Walsh测量基和离散余弦测量基各自相应测量权重绝对值,按权重由大到小排序得到了两种具有先验知识的测量基优化排序。按两种测量基优化排序,研究了在相同压缩采样下的单像素成像。利用随机选取的500幅图像,定量分析了成像的峰值信噪比和结构相似度。研究发现,两类测量基在压缩采样为5%时,500幅图像平均峰值信噪比可达20dB,平均结构相似度达0.5以上;在采样率1%~10%的区间,二值化的离散余弦基重建结果占优;在采样率10%~20%的区间,两种测量基效果相当;在采样率大于20%时,Walsh基占优。该结论为单像素成像技术实现快速、高信噪比成像提供了一种方法,对推进单像素成像测量基的选取具有较好的参考价值。