[发明专利]基于Richardson–Lucy反卷积的穿透散射介质高分辨率成像方法

权利要求书

1.基于Richardson–Lucy反卷积的穿透散射介质高分辨率成像方法，其特征在于，该方法包括步骤：

步骤一、利用APD阵列探测器采集受散射干扰的目标表面反射的激光信号；

步骤二、利用时间门保留激光信号中的弹道光子和蛇形光子；

步骤三、采用Richardson–Lucy反卷积估计每个通道的没有展宽的光子时间分布；

步骤四、迭代收敛后，根据步骤三估计的光子时间分布截取各个通道上光子数峰值作为该通道的有效光子数；

步骤五、根据各个通道的有效光子数重新构建弹道光图像。

2.根据权利要求1所述基于Richardson–Lucy反卷积的穿透散射介质高分辨率成像方法，其特征在于，APD阵列探测器具有m×n个通道。

3.根据权利要求2所述基于Richardson–Lucy反卷积的穿透散射介质高分辨率成像方法，其特征在于，APD阵列探测器采集到的任一单个通道上光子时间分布为h_ii＝1,2,...,m×n。

4.根据权利要求3所述基于Richardson–Lucy反卷积的穿透散射介质高分辨率成像方法，其特征在于，步骤三采用Richardson–Lucy反卷积估计每个通道的没有展宽的光子时间分布

式中：

h表示时间门提供的标准光子时间分布；

g_i表示经过时间门后形成的弹道光图像中第i个通道上的光子分布；

表示第i个通道的第k-1次迭代结果，表示第i个通道的第k次迭代结果，第i个通道的迭代初始值为任意猜想光子时间分布；

*分别为相关和卷积。

5.根据权利要求4所述基于Richardson–Lucy反卷积的穿透散射介质高分辨率成像方法，其特征在于，迭代次数k＝10～20。

6.根据权利要求4所述基于Richardson–Lucy反卷积的穿透散射介质高分辨率成像方法，其特征在于，迭代次数k＝15。

7.根据权利要求4所述基于Richardson–Lucy反卷积的穿透散射介质高分辨率成像方法，其特征在于，还包括以下步骤：

步骤六、将连续多帧弹道光图像叠加获取目标图像。

8.根据权利要求4所述基于Richardson–Lucy反卷积的穿透散射介质高分辨率成像方法，其特征在于，m×n＝32×32。

9.一种穿透散射介质成像探测系统，该系统用于实现权利要求1～7任一权利要求所述的基于Richardson–Lucy反卷积的穿透散射介质高分辨率成像方法，其特征在于，所述系统包括激光器(1)、发射光学系统(2)、散射介质(3)、接收光学系统(5)、阵列探测器(6)和计算机(7)；

激光器(1)产生激光信号经过发射光学系统(2)进行准直扩束后打入散射介质(3)，经过散射介质(3)后激光信号受到散射干扰，然后照射到成像目标(4)的表面；在成像目标(4)表面处激光信号发生反射，再次穿过散射介质(3)；然后激光信号返回到接收系统，被接收光学系统(5)收集；接收的激光信号经过接收系统5的调节照射在阵列探测器(6)上；

阵列探测器(6)首先采集m×n个通道中的单个通道上光子数的时间分布，然后阵列探测器(6)基于时间门、利用m×n个通道采集受散射干扰的目标表面反射的激光信号，得到弹道光图像；

计算机对弹道光图像进行反卷积处理重建目标图像。

10.根据权利要求1所述基于Richardson–Lucy反卷积的穿透散射介质高分辨率成像方法，其特征在于，阵列探测器(6)选用APD阵列探测器。