[發明專利]基于隨機采樣的短波紅外單像素相機

在審

• 申請號: 201410571880.8
• 申請日: 2014-10-24
• 公開（公告）號: CN104301634A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 李智;李健;向中輝
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H04N5/33
• 分類號: H04N5/33;H04N5/225
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于隨機采樣的短波紅外單像素相機，其特征在于：包括第一透鏡組、數字微鏡設備（DMD陣列）、第二透鏡組、單點傳感器、數模轉換器、恢復算法模塊，其中第一透鏡組將場景入射光匯聚到DMD陣列上；第二透鏡組將DMD陣列上的反射光線匯聚到單點傳感器上；DMD陣列將從第一透鏡組匯聚的光通過測量矩陣的微鏡片把光線反射到第二透鏡上；單點傳感器接收DMD陣列反射的光線，將光信號轉換為電信號；圖像重建模塊對從?A/D?接收的數字信號進行圖像重建，具體為：選擇DMD的測量矩陣，對數字信號進行稀疏表示，并求出稀疏表示中的過渡矩陣，對1范數求約束最小，從而得到重建的圖像；

????第一透鏡組：將場景入射光匯聚到DMD?陣列上；

????數字微鏡設備（DMD?陣列)：包括尋址集成芯片和測量矩陣的微鏡片，將從第一透鏡匯聚的光通過測量矩陣的微鏡片把光線反射到第二透鏡上；

????第二透鏡組：將?DMD?陣列上的反射光線匯聚到單像素探測器上；

????單點傳感器：接收?DMD陣列反射的光線，將光信號轉換為電信號，輸出給?A/D；

????模數轉換器（A/D）：接收單像素探測器輸出的電信號，進行模、數轉換，將數字信號輸出給圖像重建模塊；

????恢復算法模塊：接收A/D輸出的數字信號，對接收的數字信號進行圖像重建，具體方法為：選擇DMD的測量矩陣，對接收的數字信號進行稀疏表示，并求出稀疏表示中的過渡矩陣，對1范數求約束最小，從而得到重建的圖像。

2.根據權利要求1所述的基于隨機采樣的短波紅外單像素相機，其特征在于：基于壓縮感知（CS）理論，突破了傳統奈奎斯特采樣定理；與傳統的“先采樣、后壓縮”不同，CS理論是“邊采樣、邊壓縮”的方式，將CS應用于成像系統可以顯著節省傳感器數量，這種?“邊采樣、邊壓縮”的方式使得信號處理的技術負擔從傳感器轉移到數據處理上。

3.根據權利要求1所述的基于隨機采樣的短波紅外單像素相機，其特征在于：只有一個單元成像探測器，我們選用了濱松的銦鎵砷PIN光電二極管（型號：G10899-003K），解決了無法實現大面傳感的應用困難。

4.根據權利要求1所述的基于隨機采樣的短波紅外單像素相機，其特征在于：特定波段選用了短波紅外，短波紅外可提供可見光、微光夜視、中波、長波紅外所不能提供的信息，圖像有更好的動態范圍，細節更清晰，可實現目標辨識和晝夜全天候目標監測；穿透霧靄、煙塵的能力強，可以在煙霧下看清目標細節。