[發明專利]基于傅里葉光場和關聯成像的光學成像方法

在審

• 申請號: 201910360281.4
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110118755A
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 葉華龍;張雷洪;張大偉;康祎;王朝銳;張志晟;徐潤初
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01N21/59
• 分類號: G01N21/59;G01N21/17
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐穎

1.一種基于傅里葉光場和關聯成像的光學成像方法，其特征在于，具體步驟如下：

1)目標物體的圖像用離散化的像素表示，構成大小為一個M×N像素的矩陣，照明光場為用余弦結構光場發生器生成一系列頻率不同的按余弦分布的光場，第i個光場在目標物體所在平面的光強分布表示為：

P_i(x,y；f_x,f_y)＝a+b·cos(2πf_xx+2πf_yy+φ)，

其中i＝1、2、3、4，x、y是目標物體的像素點坐標，公式中x取0→M-1之間的整數，y取0→N-1之間的整數；f_x、f_y分別是x、y方向上余弦光場的光波頻率，f_x、f_y用歸一化頻率表示為α₁、β₁分別是x、y對應的整數值；a是余弦光場的平均光強、b為有光強照射和無光強照射所在平面的對比度，a、b取整數，φ是光場的初位相；

2)用四個初位相分別為的余弦分布光場依次照射目標物體，用光探測器依次接收來自目標物體的光強信號，再依次采集記錄光探測器的響應值；

3)根據4個響應值獲得目標物體圖像的傅里葉變換譜；

4)對根據響應值獲得的目標物體圖像的傅里葉變換譜進行二維離散反傅里葉變換，進行重建目標物體的圖像。

2.根據權利要求1所述基于傅里葉光場和關聯成像的光學成像方法，其特征在于，所述步驟2)中經過第i個光場照射目標物體后的反射光場的總光強為：

E_i(f_x,f_y)＝∫∫_SR(x,y)P(x,y；f_x,f_y)dxdy，其中i＝1、2、3、4；R(x,y)是目標物體表面的反射率；S是目標物體表面積；

響應值表示為：D_i(f_x,f_y)＝D_n+k·E_i(f_x,f_y)

其中D_n代表沒有光場照射的情況下在探測器位置引起的光響應值；k代表探測器自身特性參數；

四個初位相分別為的余弦分布光場依次照射目標物體后，得到4個響應值為D₁(f_x,f_y)、D₂(f_x,f_y)、D₃(f_x,f_y)、D₄(f_x,f_y)。

3.根據權利要求2所述基于傅里葉光場和關聯成像的光學成像方法，其特征在于，所述步驟3)根據響應值D_i(f_x,f_y)獲得目標物體圖像的傅里葉變換譜D_fp(f_x,f_y),

D_fp(f_x,f_y)＝{[D₁(f_x,f_y)-D₃(f_x,f_y)]+j[D₂(f_x,f_y)-D₄(f_x,f_y)]}，j是虛數單位。

4.根據權利要求3所述基于傅里葉光場和關聯成像的光學成像方法，其特征在于，所述步驟4)中重建目標物體的圖像I(x,y)：