数字微镜阵列编码闪光三维成像方法及装置

摘要

本发明公开了一种数字微镜阵列编码闪光三维成像装置及方法。所述装置包括：计算机；中心控制器生成编码闪光工作时序；脉冲激光器产生激光脉冲；照明镜头视场内的成像目标进行照明；成像镜头收集所述成像目标经过所述激光脉冲照射后形成的目标回波信号；选通快门采集目标回波信号并放大；整形透镜将所述选通快门放大后的目标回波信号进行光学整形后耦合至数字微镜阵列；数字微镜阵列将所述目标回波信号的一部分反射至耦合透镜，将其余部分将所述目标回波信号反射至吸光板；耦合透镜将数字微镜阵列反射的目标回波信号进行整形，并耦合至图像传感器；图像传感器根据所接收到的目标回波信号成像；吸光板吸收照射至其上的目标回波信号。

主权项

一种数字微镜阵列编码闪光三维成像装置，其特征在于，该装置包括：计算机：用于设置工作参数以及图像解码；中心控制器：其用于根据设置的工作参数生成编码闪光工作时序，所述编码闪光工作时序用于同步激脉冲激光器、图像传感器、数字微镜阵列、和选通快门；脉冲激光器：其根据所述编码闪光工作时序的产生激光脉冲；照明镜头：其用于将所述脉冲激光器产生的激光脉冲进行整形后，对视场内的成像目标进行照明；成像镜头：用于收集所述成像目标经过所述激光脉冲照射后形成的目标回波信号，并将其汇聚至选通快门；选通快门：其在所述编码闪光工作时序的触发下开启并产生一个选通脉冲，用于采集目标回波信号并放大；整形透镜：其用于将所述选通快门放大后的目标回波信号进行光学整形后耦合至数字微镜阵列；数字微镜阵列：其包括多个行列分布的微镜单元，其在所述编码闪光工作时序的控制下，保持部分微镜单元处于开态，其余部分处于关态，处于开态的部分微镜单元将所述目标回波信号反射至耦合透镜，处于关态的其余部分将所述目标回波信号反射至吸光板；耦合透镜：其用于将数字微镜阵列反射的目标回波信号进行整形，并耦合至图像传感器；图像传感器：其根据所接收到的目标回波信号成像，其中所述成像的像素数与所述数字微镜阵列中的微镜单元个数相同，且每个像素对应一个微镜单元；吸光板：其用于吸收照射至其上的目标回波信号；其中，在编码闪光工作时序下，在图像传感器一帧的曝光时间里包含一个A型子帧和一个B型子帧，工作过程中，A型子帧和B型子帧具有不同的选通延时，从而实现不同成像区间的A型子帧成像区间和B型子 帧成像区间的信息采集，通过偶数数字微镜阵列对A型子帧和B型子帧采集的信息进行编码调制，进而实现图像传感器单帧获取两子帧成像区间图像的目的，输出一帧编码图像，然后，可通过对该编码图像解码获得A型子帧图像和B型子帧图像，并分别对两幅子帧图像进行图像插值，插值重建A型图像和B型图像，最后，基于重建的A型图像和B型图像通过距离选通超分辨率三维成像算法进行三维反演重建，实现三维成像。