一种使用单像素探测器的光学成像方法

摘要

本发明公开了一种使用单像素探测器的光学成像方法，目标物体的图像用离散化的像素表示，大小为一个M×N像素的矩阵，其特征在于：用余弦结构光场发生器生成一系列频率不同的按余弦分布的光场，每一组频率对应有至少三个不同的初位相φ值，将这些不同频率、不同初位相的余弦分布光场，依次照射目标物体，用光探测器依次接收来自目标物体的光强信号，再依次采集记录光探测器的响应值，根据响应值获得目标物体图像的傅立叶变换谱，对傅立叶变换谱进行二维离散反傅立叶变换，重建目标物体的图像。本发明采用具有确定的数学函数解析表达的余弦空间结构光场，在此基础上，构建图像解析重建算法，可以大幅减小测量次数，获得高质量重建图像。

主权项

一种使用单像素探测器的光学成像方法，目标物体的图像用离散化的像素表示，大小为一个M×N像素的矩阵，目标物体的实际大小为Mδ_x×Nδ_y的一个矩形，其中M、N为正整数，δ_x、δ_y分别为一个像素在x、y方向的几何尺寸；其特征在于：用余弦结构光场发生器生成一系列频率不同的按余弦分布的光场，该光场在目标物体所在平面的光强分布表示为：P(x,y；f_x,f_y)＝a+b·cos(2πf_xx+2πf_yy+φ)，其中a是余弦光场的平均光强、b是对比度，a、b取正数；x、y是目标物体的像素点坐标，x取0～M‑1之间的整数、y取0～N‑1之间的整数；f_x、f_y分别是x、y方向的频率，f_x、f_y用归一化频率表示为其中α为0～M‑1之间的整数、β为0～N‑1之间的整数；φ是初位相；每一组(f_x,f_y)频率对应有至少三个不同的初位相φ值，将这些不同频率、不同初位相的余弦分布光场，依次照射目标物体，用光探测器依次接收来自目标物体的光强信号，再依次采集记录光探测器的响应值，根据响应值获得目标物体图像的傅立叶变换谱D_fp(f_x,f_y)，对傅立叶变换谱D_fp(f_x,f_y)进行二维离散反傅立叶变换，重建目标物体的图像I(x,y)。