量子电子学报

作者：王之润,何鹏,赵文静,翟爱平,王东,∗

单位：( 1 太原理工大学物理与光电工程学院, 山西 太原 030024;2 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室, 山西 太原 030024 )

关键词：单像素成像,ZYNQ,DQN,低成本,软硬件协同,

基金：Supported by International Scientific and Technological Cooperative Project in Shanxi Province (山 西 省 国 际 科 技 合 作 项 目,202104041101009), Shanxi Scholarship Council of China (山西省回国留学人员科研资助项目, 2021-035), Natural Science Foundation of ShanxiProvince of C

为在较低成本下解决单像素成像速度问题, 从硬件和算法两个层面提出解决方案, 搭建软硬件协同的单像素成像体系。算法层面在 Hadamard 单像素成像中引入 DQN 算法, 提出 DQN-Hadamard 单像素成像, 获得对特定目标物体的相对最优采样顺序。硬件层面基于 LED 阵列的高速低成本基底图案投射方案, 选择 ARM 与FPGA 特性结合的 ZYNQ 7020 作为主控, 搭建 ARM 与 FPGA 协同的 Hadamard 单像素成像系统。最后结合算法与硬件, 完成 DQN-Hadamard 单像素成像在 ARM 与 FPGA 协同的 Hadamard 单像素成像系统的移植, 并与自适应斜 Z 字形采样单像素成像做了详细比较。成像结果显示, 所提方案在 30% 的采样率下即可重建目标物体图像, 验证了低成本软硬件协同单像素成像的可行性。

来源：2022年第6期

《量子电子学报》期刊编辑部

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