[發(fā)明專利]一種基于差分的投影儀“街角成像”方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710795697.X | 申請日： | 2017-09-06 |
| 公開（公告）號： | CN107807444A | 公開（公告）日： | 2018-03-16 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 鄭素贏;趙生妹 | 申請（專利權(quán)）人： | 南京郵電大學 |
| 主分類號： | G02B27/00 | 分類號： | G02B27/00 |
| 代理公司： | 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司32200 | 代理人： | 姜慧勤 |
| 地址： | 210003 江蘇*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 投影儀 街角 成像 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種基于差分的投影儀“街角成像”方法，屬于關(guān)聯(lián)成像技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
關(guān)聯(lián)成像(Correlated Imaging)，又稱“鬼”成像(Ghost Imaging，GI)，是近些年來量子光學領(lǐng)域的前沿和熱點之一。與傳統(tǒng)成像不同的是，在沒有直接照射物體的參考光路中，關(guān)聯(lián)成像系統(tǒng)能夠獲得高質(zhì)量的成像，因而稱為“鬼”成像。隨著研究的深入，研究人員又提出了熱光鬼成像和計算鬼成像，鬼成像的成像質(zhì)量越來越高，對設(shè)備的要求越來越低，使鬼成像在各個領(lǐng)域的應(yīng)用得以實現(xiàn)。
1995年，Pittman等人根據(jù)Klyshko的理論在實驗上實現(xiàn)了糾纏關(guān)聯(lián)成像。2002年，Bennink等人在實驗上利用經(jīng)典熱光源實現(xiàn)了鬼成像，證明了利用熱光同樣可以實現(xiàn)鬼成像，在鬼成像領(lǐng)域引起了不小的轟動。由于熱光鬼成像實現(xiàn)簡單，對實驗設(shè)備要求較低，近年來越來越多的研究人員的重視，提出了各種熱光鬼成像方案。2008年，Shapiro等人從理論上證明了計算鬼成像(Computational Ghost Imaging，CGI)的可行性，2009年Bromberg等人實現(xiàn)了計算鬼成像。同年，Katz等人首次將壓縮感知(Compressive sensing，CS)理論和熱光鬼成像相結(jié)合從而提出了壓縮鬼成像方案(Compressive Ghost Imaging)，將數(shù)據(jù)的采集與壓縮相結(jié)合，使得重構(gòu)圖像所需的測量次數(shù)遠遠小于Nyquist采樣次數(shù)，發(fā)現(xiàn)利用壓縮感知的重構(gòu)算法可以大大加快圖像重構(gòu)速度，這種新方案極大程度改善了熱光鬼成像測量次數(shù)過多的缺點。
然而上述的成像方法需要物體與探測器在同一光路，沒有考慮到無法直接成像物體的情況，且當物體自身分辨率較小時，由于存在背景光的干擾，較大的圖像噪聲功率使得GI的信噪比(Signal-to-Noise Ratio，SNR)較小，恢復(fù)出的圖像質(zhì)量較差。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于差分的投影儀“街角成像”方法，利用“街角”墻面的漫反射，獲得無法直接成像物體的像，同時降低噪聲影響，提高成像質(zhì)量。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：
一種基于差分的投影儀“街角成像”方法，包括如下步驟：
步驟1，光源經(jīng)過數(shù)字微鏡晶片調(diào)制后產(chǎn)生一組隨機光散斑，將光散斑照射到透射性物體表面；
步驟2，透過步驟1所述物體的光散斑打到散射墻面上，經(jīng)過散射墻面的漫反射，產(chǎn)生漫反射光；利用無空間分辨能力的桶探測器收集探測漫反射光，并計算桶探測器探測到的光強值；
步驟3，將透射性物體的差分信息作為被成像對象，對桶探測器探測到的光強值進行差分計算，得到桶探測器的差分值；
步驟4，根據(jù)桶探測器的差分值進行二階關(guān)聯(lián)運算，獲得在“街角”無法直接成像的物體的像。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟2所述桶探測器探測到的光強值計算公式如下：
S1＝∫I1(x1)T(x1)d2x1
其中，S1為桶探測器探測到的光強值，x1為入射方向散斑位置的橫坐標，I1(x1)為入射方向散斑光場強度分布，T(x1)為入射方向物體信息。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟3所述桶探測器的差分值計算公式如下：
其中，S_為桶探測器的差分值，S1為桶探測器探測到的光強值，S2為反射方向的光強值，<·>表示求均值。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述反射方向的光強值S2計算公式如下：
S2＝∫I2(x2)T(x2)d2x2
其中，x2為反射方向散斑位置的橫坐標，I2(x2)為反射方向散斑光場強度分布，T(x2)為反射方向物體信息。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟4所述二階關(guān)聯(lián)運算的計算公式如下：
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