[发明专利]一种基于压缩感知的目标检测方法

说明书

本发明公开了一种基于压缩感知的目标检测方法，首先，根据待检测的目标图像的图像分辨率设定总观测次数M；其次，通过算法程序产生M个测量矩阵；接着利用数字微镜器件产生一个测量矩阵，接收器接收观测信号，得到一个测量值；再次，将上个步骤重复M次，获得M个测量值，组成测量结果；然后对测量结果依次进行减背景处理和去趋势处理，从而得到修正后的测量结果；最后利用修正后的测量结果与测量矩阵，重构出目标图像。本发明通过对测量结果进行减背景处理和去趋势处理，大大减小了硬件系统带来的误差，提高测量结果的准确度，从而提高重构信号的精度。本发明通过减背景和去趋势处理，重构信号的效果可以得到明显的改善。

技术领域

本发明涉及信号处理领域，具体涉及一种基于压缩感知的目标检测方法。

背景技术

压缩感知理论是近年来人们在信号处理领域取得的较大突破之一。它是将具有稀疏特性的信号通过测量矩阵做降维线性投影，并通过少量的投影测量值和测量矩阵恢复出原始信号的一种理论。它一定程度上突破了奈奎斯特采样定理的限制，从而降低对数据采集硬件的要求，为信号的采集、传输、储存以及检测提供了新的思路。

在压缩感知技术从理论到实践的过程中，要想准确获得待测信号，除了保证测量矩阵与重构算法的合理性之外，还应尽量减少硬件系统带来的误差，使所获得的测量数据与理论结果尽可能接近。

在压缩感知技术的实际处理系统中，如果DMD(Digital Micromirror Device，数字微镜器件)所对应的光源、电源等观测源不稳定，其产生的随机误差会使测量结果趋势线中存在明显的低频分量，从而使系统重构结果变差，甚至无法重构出原始信号，使压缩感知系统无法发挥出其本应该有的作用。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供了一种可以大大提高图像重构以及目标检测精度的基于压缩感知的目标检测方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种基于压缩感知的目标检测方法，包括以下步骤：

S1:根据待检测的目标图像的图像分辨率设定总观测次数M，其图像分辨率为n×n，M、n为自然数，×代表乘积；

S2:根据设定的总观测次数M，通过算法程序产生M个测量矩阵；

S3:控制信号利用数字微镜器件产生一个测量矩阵，光束通过数字微镜器件透射或折射至目标图像区域，通过接收器接收观测信号，得到一个测量值；

S4:将步骤S3重复M次，获得M个测量值，组成测量结果；

S5:对步骤S4所得测量结果依次进行减背景处理和去趋势处理，从而得到修正后的测量结果；

S6:利用修正后的测量结果与测量矩阵，重构出目标图像。

进一步的，所述待检测目标图像的图像分辨率由数字微镜器件决定。

进一步的，所述步骤S1中，总观测次数MN，N＝n×n。

进一步的，所述总观测次数M的范围为0.1N～0.6N。

进一步的，所述步骤S2中，每一个测量矩阵的图像分辨率也由数字微镜器件决定，且测量矩阵的图像分辨率与目标图像的图像分辨率一致。

进一步的，所述步骤S3中，得到一个测量结果的具体过程为：利用接收器接收从目标图像区域反射的信号，将被测量矩阵照射的目标图像区域按照数字微镜器件的图像分辨率对像素值进行求和。

进一步的，所述步骤S5中，减背景处理的具体过程为：以对应图像分辨率为零的矩阵作为测量矩阵，利用接收器接收其对应的测量结果，以此值作为背景值，将测量结果中每一个元素减去此背景值中对应的元素作为新的测量结果。