| 致谢 | 第5-6页 |
| 摘要 | 第6-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 1 绪论 | 第14-22页 |
| 1.1 课题研究背景与研究意义 | 第14-15页 |
| 1.2 压缩感知在光学成像系统的应用 | 第15-18页 |
| 1.3 压缩感知恢复算法硬件实现的研究现状 | 第18-20页 |
| 1.4 论文主要研究内容和课题的总体技术方案 | 第20-21页 |
| 1.5 论文章节安排 | 第21-22页 |
| 2 压缩感知理论 | 第22-31页 |
| 2.1 压缩感知理论的发展背景 | 第22页 |
| 2.2 压缩感知基本理论 | 第22-30页 |
| 2.2.1 稀疏表示 | 第23-24页 |
| 2.2.2 压缩测量 | 第24-27页 |
| 2.2.3 恢复算法 | 第27-30页 |
| 2.3 本章小结 | 第30-31页 |
| 3 基于压缩感知的单光子计数成像系统 | 第31-39页 |
| 3.1 数字微镜器件（DMD）简介 | 第31-33页 |
| 3.2 单光子探测器简介 | 第33-36页 |
| 3.3 压缩感知计数成像系统的设计与实现 | 第36-38页 |
| 3.4 本章小结 | 第38-39页 |
| 4 FPGA概述 | 第39-46页 |
| 4.1 FPGA基本工作原理 | 第39-40页 |
| 4.2 FPGA基本结构 | 第40-41页 |
| 4.3 FPGA的开发 | 第41-43页 |
| 4.3.1 FPGA基本开发流程 | 第41-42页 |
| 4.3.2 用IP核进行设计 | 第42-43页 |
| 4.4 Xilinx ISE开发软件简介 | 第43-44页 |
| 4.5 Xilinx Virtex-6 芯片介绍 | 第44-45页 |
| 4.6 本章小结 | 第45-46页 |
| 5 OMP算法的硬件实现 | 第46-73页 |
| 5.1 OMP算法的整体实现结构及开发环境 | 第46页 |
| 5.2 寻找最匹配原子模块 | 第46-51页 |
| 5.2.1 乘累加器核的实现及仿真 | 第47-49页 |
| 5.2.2 寻找最匹配原子模块的设计与实现 | 第49-50页 |
| 5.2.3 矩阵-向量乘法模块的仿真验证 | 第50-51页 |
| 5.3 求解最小二乘问题模块 | 第51-70页 |
| 5.3.1 基于Givens旋转法的QR分解 | 第52-55页 |
| 5.3.2 CORDIC算法及实现 | 第55-60页 |
| 5.3.3 QR分解模块的实现与分析 | 第60-63页 |
| 5.3.4 回代处理模块的设计与实现 | 第63-70页 |
| 5.4 按列重构 256×256的图像 | 第70-71页 |
| 5.5 本章小结 | 第71-73页 |
| 6 OMP硬件结构在单光子计数成像中的应用与理论分析 | 第73-80页 |
| 6.1 OMP硬件结构应用于图像重构 | 第73-76页 |
| 6.2 MSE与稀疏度变化的关系 | 第76-77页 |
| 6.3 常用测量矩阵对图像重构效果的比较 | 第77-78页 |
| 6.4 OMP硬件结构应用于单光子压缩感知成像 | 第78-79页 |
| 6.5 本章小结 | 第79-80页 |
| 7 总结与展望 | 第80-82页 |
| 7.1 工作总结 | 第80-81页 |
| 7.2 工作展望 | 第81-82页 |
| 参考文献 | 第82-87页 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文和专利 | 第87页 |