[发明专利]一种仿生分块鬼成像方法及系统

说明书

本发明公开的一种仿生分块鬼成像方法及系统，属于光电成像技术领域。本发明的系统包括光源、准直光学系统、分光器、空间光调制器、接收光学系统、面阵探测器。本发明实现方法为：初始化用于产生仿生散斑的参数和鬼成像采样的参数；通过仿生散斑采样获得更高的成像质量；通过对仿生散斑分块，采用更低分辨率的仿生散斑能够降低鬼成像的采样次数；采用分块仿生散斑对目标采样，得到每个分块的测量值；根据分块仿生散斑和测量值，进行图像重构；对重构后的分块图像拼接，得到整幅重构图像，即实现兼顾成像效率和成像质量的仿生分块鬼成像。本发明将仿生散斑与分块鬼成像结合，相比传统鬼成像系统，在成像质量相同的情况下有效提高鬼成像效率。

技术领域

本发明涉及一种仿生分块鬼成像方法及系统，属于光电成像技术领域。

背景技术

相比于传统光学成像体制，鬼成像最大的不同在于通过关联光源光场强度分布信息和经目标调制后其总光强信息来进行图像重构。目前鬼成像技术具有结构简单、抗干扰能力强、成像分辨率超越衍射极限等优点，已经在二维和三维成像、遥感、显微成像等领域得到了广泛的应用。鬼成像要实现高质量成像的成像效率并不高，虽然降低采样次数能够提升成像效率，但成像质量也会随之降低。因此兼顾成像效率和成像质量仍然是一个难题。

传统鬼成像系统采用的是单点探测器或桶探测器，每次投影散斑仅对应一个测量值，数据传输的带宽并没有得到充分占用，很大程度地限制了成像系统的实时性。采用分块并行传输的方案，可以在相同的时间内得到更多的数据信息，从而提升成像系统的成像效率。另外随着仿生技术的发展，基于中央高分辨、边缘低分辨的仿生投影散斑应用于鬼成像能够提升成像质量。鉴于此，利用这两者的特点，提出仿生分块鬼成像方法并设计成像系统，为高成像质量、高分辨的实时鬼成像提供一种全新的技术途径。

发明内容

为了解决现有鬼成像方法中成像效率和成像质量难以兼顾的问题，本发明的目的是提供了一种仿生分块鬼成像方法及系统，能够兼顾成像效率和成像质量。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

本发明公开的一种仿生分块鬼成像方法及系统，初始化用于产生仿生散斑的参数和鬼成像采样的参数；根据设定的仿生散斑参数生成一组仿生散斑，通过仿生散斑采样获得更高的成像质量；通过对仿生散斑分块，采用更低分辨率的仿生散斑能够降低鬼成像的采样次数；采用分块仿生散斑对目标采样，得到每个分块的测量值；根据分块仿生散斑和测量值，进行图像重构；对重构后的分块图像拼接，得到整幅重构图像，即实现兼顾成像效率和成像质量的仿生分块鬼成像。本发明将仿生散斑与分块鬼成像结合，相比传统鬼成像系统，在成像质量相同的情况下有效提高鬼成像系统成像效率。

本发明公开的一种仿生分块鬼成像方法，包括如下步骤：

步骤一、初始化用于产生仿生散斑的参数和鬼成像采样的参数。

步骤1.1：初始化产生仿生散斑的参数。

设置图像分辨率X×X、分块数N、仿生散斑离散角度最大值Q、仿生散斑离散环数最大值K、以及仿生散斑内环半径r₀。所述的分块数N为平方数。

步骤1.2：初始化鬼成像采样参数。

设置采样比为a，采样次数为A＝X×X×a/N，A四舍五入取整。

步骤二、根据步骤一设定的仿生散斑参数生成一组仿生散斑，通过仿生散斑采样获得更高的成像质量。

根据步骤一设定的仿生散斑参数，生成A张仿生散斑P，仿生散斑计算公式如式(1)所示。

其中：r_k代表散斑第k环的半径，(1+sin(π/Q))/(1-sin(π/Q))代表增大系数ε，θ_q是q扇区的度数。仿生散斑P是分辨率为X×X的图像。