基于相位测距原理的三维压缩成像方法及装置

摘要

本发明涉及激光三维压缩成像技术，特别涉及一种基于相位测距原理的三维压缩成像方法及装置，属于激光成像及数字图像处理领域。利用压缩感知恢复算法研究了目标面每个点回波的相位差的恢复方法，从而达到三维成像的目的。基于相位测距原理的三维压缩成像装置，包括：余弦信号发生器、半导体激光器、准直扩束模块、成像光学系统、半反半透镜、数字微镜阵列、聚焦透镜、雪崩光电二极管、测相模块及处理模块、DMD驱动模块。本发明可以进一步提高其测距精度，并且降低了对AD转换器的速度要求。

主权项

基于相位测距原理的三维压缩成像方法，其特征在于：具体步骤如下：步骤一、将激光器发射的余弦连续波以面激光形式照明待测目标；步骤二、经目标反射的回波成像在数字微镜阵列上；成像二维分辨率为N×N，数字微镜阵列翻转P次，第k(1≤k≤P)次的测量矩阵用表示，即每次变换状态由编码矩阵C(P×N²)的一行值决定，该矩阵由0和1组成：按“1”值变换的微镜所接收的部分回波将进行光电转换得到总回波x_R(t)；按“0”值变换的微镜将把该部分回波反射出预定光路；步骤三、通过步骤二所得的总回波x_R(t)即可得到总回波x_R(t)的振幅M和总回波相对于发射波的相移Δψ；由于步骤二中数字微镜阵列进行了P次翻转，即可得到P次测量结果；A＝[a¹，a²，...，a^k...，a^P]^T，a^k＝M^kcosΔψ^kB＝[b¹，b²，...，b^k...，b^P]^T，b^k＝M^ksinΔψ^k通过上述公式就能够得到测量向量A和B。将目标每点回波对应的相位差的正弦和余弦值写成列向量：Dc、Ds与编码矩阵C和测量向量A、B的关系为：A＝CDcB＝CDs通过压缩感知恢复算法解算出Dc和Ds，即得到目标每点回波对应的相位差根据所发射余弦连续波的频率可以进一步得到目标三维图像信息D。