[發明專利]用于成像的裝置和方法

在審

• 申請號: 201880058502.6
• 申請日: 2018-07-16
• 公開（公告）號: CN111052175A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 鄧輝強;蘇吉·庫馬爾·薩胡;湯東亮
• 申請（專利權）人: 南洋理工大學;新加坡國立大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G01J3/28;G02B27/46;G06T5/10;G01J3/18
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 范芳茗

根據本發明的實施例，提供了一種用于成像的裝置。該裝置包括處理器和耦接到處理器的存儲器，該存儲器中存儲有指令，該指令在由處理器執行時，使處理器：利用多個點擴散函數處理與對象相關聯的散斑圖像，以針對所述多個點擴散函數中的每個點擴散函數，從散斑圖像中檢索與對象相關聯的信息，其中，所述每個點擴散函數在至少一個屬性上與多個點擴散函數中的另一個點擴散函數不同，并且其中，該信息與對象的一部分相關聯，所述對象的所述一部分至少基本上對應于與所述每個點擴散函數相關聯的所述至少一個屬性。還提供了用于成像的附加裝置以及用于成像的方法。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2017年7月17日提交的新加坡專利申請No.10201705836V的優先權的利益，所述專利申請的內容通過引用全部合入本文以用于所有目的。

技術領域

各種實施例涉及用于成像的裝置和方法。

背景技術

多光譜成像已經快速發展，并成為各種應用的重要技術，因為除了空間域之外，光譜域包含關于對象的大量信息。可以簡單地通過在單色相機前面利用多個濾光器拍攝多個照片(時間復用)來完成多光譜成像。隨著高分辨率相機的發展，在單次(single shot)成像技術(空間復用)中折中空間分辨率以獲得光譜信息是可行的。多光譜成像設備的一個版本是彩色相機，其中多個光譜濾光器在空間上分布在2D檢測器陣列上。甚至可以擺脫空間分辨率，通過大量光譜濾光器用作緊湊型光譜儀來獲得更高的光譜分辨率。制造這些不同的光譜濾光器是困難的，因此高光譜分辨率具有挑戰性。通過計算技術使用光學衍射或折射分量可以實現更高的光譜分辨率。然而，光譜分辨率與光譜范圍之間的折中可能限制其性能，尤其當光譜只是寬范圍內的幾條窄線時。這些技術都需要特殊的光學設備和與復雜的光學系統中的相機進行嚴格對準，其中在制造時預先設置了空間與光譜信息折中以及光譜分辨率與光譜范圍折中。

穿過散射介質的光產生隨機的散斑圖案，該散斑圖案似乎沒有下層對象的空間和光譜信息。這些散斑圖案隨波長變化很大，并允許檢索入射光的光譜。具有高光譜分辨率的光譜儀已經利用強散射介質被證明。通過將這些光譜儀以2D陣列布置在單個成像儀上，可以通過一次拍攝來實現多光譜成像。然而，陣列中每個光譜儀元件的大尺寸將技術的空間分辨率限制為僅10×10個像素。為了通過散射介質更好地成像，已引入了用于減少或消除散射效應的許多技術，例如自適應光學、波前成形、多光子熒光成像或光學相干斷層掃描(OCT)。近來，通過一系列測量將散射介質的輸入映射到輸出的傳遞矩陣求逆方法將散射介質用作用于成像的散射透鏡。散射透鏡捕獲具有較大橫向動量的光的能力允許非常高分辨率的成像。對于通過散射介質的光傳輸，存在太多的傳播模式。因此，在映射過程中僅針對單個波長對這些模式的良好表征耗費大量數據，因此圖像重構過程需要大量計算。

此外，隨著計算機科學和信息技術的發展，近年來，信息安全已變得更具挑戰性并引起了很多關注。由于出現了并行信號處理、多維操作和越來越高的計算能力，光學加密技術已被廣泛研究。1995年，提出了用于光學加密技術的雙隨機相位編碼(DRPE)的開創性工作。此后，已經報道了許多擴展的光學加密算法和方案(例如，分數傅里葉域和菲涅耳域)以提高安全強度和擴大存儲容量。與原始的DRPE算法類似，這些方法利用兩個獨立的隨機相位掩模(RPM)作為安全密鑰，以將明文轉換為平穩且看似的白噪聲。然而，在這些已知方法中使用相干照明是一個缺點。不僅加密系統，基于相干照明相位的任何光學系統都對數據處理期間的光學未對準和不可避免的相干偽像噪聲高度敏感。為了避免相干照明的這些問題或約束，最初關于相干照明而建立的一些有趣技術已被重新開發用于非相干照明，例如，菲涅耳非相干相關全息術、非相干數字全息自適應光學器件和一些非相干光學相關器。