[发明专利]一种基于周期衍射关联成像的图像融合装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及关联成像技术领域，尤其涉及一种基于周期衍射关联成像的图像融合装置及其方法。

背景技术

成像是人类获取外界信息的最基本途径，也是人类对外界环境做出判断、回应的基础。现有的关联成像技术已经很成熟了，从显微成像到天文成像都可以得到很好地效果。在传统的关联成像中，赝热光经过分束器分成两束，这两路空间相关光沿着不同的路径传播，只有其中一路会照射到要成像的目标物体上，透过目标物体的光用桶探测器收集，称为信号路。另一路光经过传播后用电荷藕合器件图像传感器（CCD）收集，称为参考路。然后把桶探测器探测到的光强和CCD探测到的光强进行关联，就能恢复出目标物体的像。在2008年，一种新型的关联成像机制被提出，计算鬼成像，这种机制不需要使用分束器，但是引入了空间光调制器（SLM）。这种机制使得参考路的信息通过计算获得，因此实验中可以减少一路光的传输，降低了实验的复杂度。

周期衍射关联成像是一种基于周期衍射效应的新的关联成像机制，通过周期点阵光源，可以产生周期性的强度分布，这个强度分布具有点对点的关联性，因此与传统的关联成像具有相同的物理机制，但是这种机制的实现不需要使用分束器及SLM，因此可以降低成像系统的复杂度及成本，这种新的机制在图像重建、图像融合等方面有着广泛的应用。

传统的图像融合技术主要是通过一种特定算法讲两幅或多幅图像合成一幅新图像。这个技术的体系主要包括的内容有：图像预处理，图像融合算法，图像融合评价，融合结果。传统的图像融合算法的计算主要是通过软件算法实现的，计算复杂，并且只能把多幅图像融合成一幅新的图像，抗干扰性较差。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种基于周期衍射关联成像的图像融合装置及其方法，采用赝热光源利用周期衍射关联成像实现图像融合，参考路的光场强值是通过CCD直接测得，不需要通过计算获得，可以减小系统的计算量，降低成像系统的复杂度及实验成本。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于周期衍射关联成像的图像融合装置及其方法，采用赝热光源利用周期衍射关联成像实现图像融合，计算简便，成本低，灵活性高以及抗干扰性好。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于周期衍射关联成像的图像融合装置，包括赝热光源模块、传输模块、探测模块和后期解算模块，所述赝热光源模块设置在近端；所述传输模块包括目标物体、信号路及参考路；所述探测模块设置在远端，包括第一探测器及第二探测器；所述赝热光源模块发出光束，所述光束一部分经过空间传输直接被所述第二探测器接收，另外一部分照射所述目标物体，所述目标物体的透过光束经过传输被所述第一探测器接收，所述第二探测器的输出作为参考信息，所述第一探测器的输出作为目标物体信息，所述第二探测器的输出和所述第一探测器的输出发送至所述后期解算模块，所述后期解算模块通过关联计算恢复出所述目标物体的像。

在本发明的较佳实施方式中，所述赝热光源模块包括依次排列的He-Ne激光器、毛玻璃和周期阵列板，所述He-Ne激光器发出的连续的波长为632.8nm的激光束，所述激光束通过旋转的毛玻璃产生赝热光，所述赝热光通过周期阵列板输出，生成实验所需的周期点阵光源。

在本发明的另一较佳实施方式中，所述周期阵列板为N×N点阵，相邻点之间的间隔为a，所述N和a值分别设定为100和50μｍ。

在本发明的较佳实施方式中，所述探测模块为电荷藕合器件图像传感器（CCD）或桶探测器（BD）。

在本发明的另一较佳实施方式中，所述旋转毛玻璃的转速大于所述第一探测器和第二探测器的采样频率。

在本发明的较佳实施方式中，所述后期解算模块用于把测得的数据进行关联计算恢复出目标物体的像，所述第一探测器记录透过所述目标物体的光场强度，所述第二探测器记录所述参考路的光场强度，所述后期解算模块把第一探测器记录的光场强度和第二探测器记录的光场强度进行关联计算，恢复出目标物体的像。

在本发明的另一较佳实施方式中，所述目标物体包括第一目标物体和第二目标物体，所述探测模块包括还包括第三探测器，所述赝热光源模块发出光束一部分经过空间传输直接被所述第二探测器接收；另外一部分所述光束照射所述第一目标物体和所述第二目标物体，所述第一目标物体和所述第二目标物体的透过光束经过传输分别被所述第一探测器和所述第三探测器接收，所述第二探测器的输出和所述第一探测器和所述第三探测器的输出发送至所述后期解算模块，所述后期解算模块通过关联计算恢复出所述第一目标物体和所述第二目标物体的像。