大气湍流纠错鬼成像

南京邮电大学硕士研究生学位论文 第四章 采用纠错编码的方法抑制湍流对成像的影响

4.2 将编码应用于鬼成像中

根据以上（7,4）线性分组码编译码纠错原理，首先将N*N大小的图进行线性编码，然后再进行纠错译码。具体过程如下所示：

N*N大小的图像转化为1*N2大小编码符合计数判决译码

图4-1 图像编译码过程

先将二维图像的N*N个像素点转化为一维序列（1*N2个像素点），然后每四个码字分为一组按照（7,4）线性分组码的原理进行线性编码，将编码之后的数据按照鬼成像的理论进行符合计数。由于大气湍流的存在，仿真过程中经过符合计数之后，数值变为小数，不再是0和1，因此，先进行判决，将符合计数值转化为0和1，然后再进行纠错译码得到一维序列，再转化成二维的序列，最后就可恢复出原始图像。但是在实验过程中，由于符合计数是单位时间内到达的光子数目，数值远大于1，因此，实验过程中先要对得到的符合计数进行归一化为0和1，然后再进行纠错译码恢复出原始图像。归一化的程序如下图所示：

图4-2 符合计数归一化示意图

原理是：将一个数组A里所有的数减去这个数组中最小的值得到一个最小值为0的新数组B，然后再把数组B里所有的数除以本数组中最大的值，得到的新数组取值范围是0-1，然后进行归一化取整即可。

4.3 仿真结果与分析

根据上述编码原理，用Labview软件进行仿真。仿真结果如下图所示：

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(a)湍流强度为5×10-16 m-2/3得到的译码结果

(b)湍流强度为5×10-15 m-2/3得到的译码结果

(c)湍流强度为5×10-14 m-2/3得到的译码结果

(d)湍流强度为5×10-13 m-2/3得到的译码结果

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