[實(shí)用新型]壓縮感知成像裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721624691.8
• 申請(qǐng)日: 2017-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN207571310U
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃帆;韓捷飛;初寧;蔡棟;龍濤;鄒誠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州蛟視智能科技有限公司
• 主分類號(hào): G01S17/89
• 分類號(hào): G01S17/89;G01S7/481
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實(shí)用新型公開了一種壓縮感知成像裝置，包括發(fā)射系統(tǒng)、多通道探測(cè)系統(tǒng)和中央處理系統(tǒng)，通過在發(fā)射系統(tǒng)中的非單色光源發(fā)出多波長(zhǎng)的光束投射至檢測(cè)目標(biāo)上進(jìn)行反射，通過多通道探測(cè)系統(tǒng)分別對(duì)不同波長(zhǎng)的反射光進(jìn)行探測(cè)，并通過中央處理系統(tǒng)對(duì)不同波長(zhǎng)光的探測(cè)結(jié)果進(jìn)行并行處理，分別針對(duì)不同波長(zhǎng)的探測(cè)結(jié)果進(jìn)行關(guān)聯(lián)計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的重構(gòu)圖像，最后通過信號(hào)處理單元針對(duì)不同波長(zhǎng)的重構(gòu)圖像采用多通道圖像融合技術(shù)進(jìn)行處理，得到最終的成像結(jié)果，采用非單色光源對(duì)檢測(cè)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)，以獲得相近的頻譜信息以及不同波長(zhǎng)帶來的互補(bǔ)頻譜信息，得到更加全面的重構(gòu)目標(biāo)的頻譜信息，從而降低空氣污染物或水體引起的圖像損失，提高了圖像重構(gòu)精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及目標(biāo)檢測(cè)識(shí)別與成像領(lǐng)域，具體涉及一種壓縮感知成像裝置。

背景技術(shù)

關(guān)聯(lián)成像(correlated imaging)，也稱鬼成像(ghost imaging)，是一種基于光場(chǎng)漲落的量子或者經(jīng)典關(guān)聯(lián)特性，通過參考光場(chǎng)與目標(biāo)探測(cè)光場(chǎng)之間的強(qiáng)度關(guān)聯(lián)運(yùn)算，可以非定域地獲取目標(biāo)圖像信息的新型成像技術(shù)。然而傳統(tǒng)的關(guān)聯(lián)成像存在采樣次數(shù)較多，成像時(shí)間長(zhǎng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，并不適用于在惡劣天氣或水體這種復(fù)雜多變的環(huán)境中成像。壓縮感知(Compressive Sensing)技術(shù)是近年來出現(xiàn)的一種全新的信號(hào)采樣技術(shù)，不同于傳統(tǒng)的奈奎斯特采樣定理，該技術(shù)將信號(hào)的壓縮過程與采樣過程同步完成，即將高維的原始信號(hào)通過觀測(cè)矩陣投影到低維的空間上，以少量的投影參數(shù)通過求解優(yōu)化問題高概率的重構(gòu)原始信號(hào)。該技術(shù)可以有效的提高信號(hào)采樣效率，降低信號(hào)處理時(shí)間和計(jì)算成本。

基于壓縮感知的關(guān)聯(lián)成像技術(shù)可以有效的克服傳統(tǒng)關(guān)聯(lián)成像技術(shù)關(guān)于探測(cè)時(shí)間、系統(tǒng)復(fù)雜度的問題。由于該技術(shù)仍然采用單像素探測(cè)器作為接收核心器件，其光電轉(zhuǎn)換效率高，增益高，響應(yīng)速度快，非常適合于弱光環(huán)境下的檢測(cè)。由于光電探測(cè)器接收的不再是具有空間分辨率的信號(hào)，而是視場(chǎng)范圍內(nèi)的總光強(qiáng)值，不容易受到水中湍流、波動(dòng)、雜質(zhì)的干擾。另外，由于參考端采用具有調(diào)制功能的器件代替，大幅度的降低了系統(tǒng)復(fù)雜度和體積度，使得系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)能力和穩(wěn)定性得到了大幅度的提高。

雖然壓縮感知成像具有優(yōu)異的弱信號(hào)檢測(cè)和抗環(huán)境干擾能力，因此更適用于強(qiáng)散射和強(qiáng)吸收的成像介質(zhì)。然而由于該原理為了獲得距離信息，通常使用單色短脈沖激光作為光源，使得在不同的天氣條件或者水體中，在沒有進(jìn)行波長(zhǎng)優(yōu)選的情況下，單波長(zhǎng)的測(cè)量方式會(huì)受到環(huán)境的影響從而降低成像距離和成像質(zhì)量，這種方式具有較低的環(huán)境適應(yīng)能力，不利于在復(fù)雜的環(huán)境下精確地恢復(fù)目標(biāo)圖像。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供了一種壓縮感知成像裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的采用單波長(zhǎng)的成像方式適用性較差，以及恢復(fù)的目標(biāo)圖像精確度低的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種壓縮感知成像裝置，包括發(fā)射系統(tǒng)、多通道探測(cè)系統(tǒng)和中央處理系統(tǒng)：

所述發(fā)射系統(tǒng)包括沿光路依次設(shè)置的非單色光源、空間光調(diào)制器和投射單元，所述非單色光源發(fā)出的光束經(jīng)所述空間光調(diào)制器調(diào)制后經(jīng)所述投射單元投射至檢測(cè)目標(biāo)上；

所述中央處理系統(tǒng)包括相互連接的信號(hào)處理單元和控制單元，所述信號(hào)處理單元為并行處理計(jì)算機(jī)，所述多通道探測(cè)系統(tǒng)與所述信號(hào)處理單元連接，所述空間光調(diào)制器與所述控制單元連接。

進(jìn)一步的，所述非單色光源為寬光譜光源，所述寬光譜光源為基于LARP 技術(shù)的白光源或氣體放電光源或LED光源或自然光源。

進(jìn)一步的，所述多通道探測(cè)系統(tǒng)包括沿光路依次設(shè)置的通道選擇單元和光電探測(cè)器，所述光電探測(cè)器為單像素探測(cè)器，且與所述信號(hào)處理單元連接。

進(jìn)一步的，所述非單色光源為由若干波長(zhǎng)不同的單色光源組成的光源陣列。

進(jìn)一步的，所述多通道探測(cè)系統(tǒng)包括沿光路依次設(shè)置的通道選擇單元和光電探測(cè)器，所述光電探測(cè)器為單像素探測(cè)器，且與所述信號(hào)處理單元連接。