[發(fā)明專利]編碼光照成像重構(gòu)方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910364131.0
• 申請(qǐng)日: 2019-04-30
• 公開（公告）號(hào): CN110223238B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邊麗蘅;李萌;張軍;曹先彬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T5/00
• 分類號(hào): G06T5/00
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤(rùn)

1.一種編碼光照成像重構(gòu)方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，獲取初始迭代圖像、編碼光照成像系統(tǒng)的光照編碼圖案和測(cè)量結(jié)果，對(duì)所述編碼光照成像系統(tǒng)的成像過程進(jìn)行建模得到成像模型；其中，所述成像模型為：

其中，I表示所述測(cè)量結(jié)果，P表示所述光照編碼圖案，O表示所述初始迭代圖像，⊙表示點(diǎn)積運(yùn)算，表示目標(biāo)平面和測(cè)量平面上的信號(hào)之間的線性變換；

S2，獲取隨機(jī)初始值對(duì)所述初始迭代圖像進(jìn)行初始化作為n為0次迭代目標(biāo)圖像；

S3，根據(jù)所述測(cè)量結(jié)果、所述光照編碼圖案、第n-1次迭代目標(biāo)圖像和所述成像模型，對(duì)第n次迭代目標(biāo)圖像施加約束條件進(jìn)行迭代更新，直至所述第n-1次迭代目標(biāo)圖像與所述第n次迭代目標(biāo)圖像之間的像素差異小于預(yù)設(shè)閾值；其中，n為正整數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述成像模型進(jìn)一步表示為：

I＝|Φ|²

Ψ＝P⊙O

其中，Ψ＝P⊙O為經(jīng)過光照編碼后目標(biāo)平面的波前值，為經(jīng)過光學(xué)變換后測(cè)量平面的波前值。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述S3，包括：

將所述測(cè)量結(jié)果、所述光照編碼圖案和所述第n-1次迭代目標(biāo)圖像輸入到加權(quán)求解器中計(jì)算潛在幅度信息；

將所述潛在幅度信息輸入交替投影優(yōu)化框架，施加約束反向更新所述第n次迭代目標(biāo)圖像，直至所述第n-1次迭代目標(biāo)圖像與所述第n次迭代目標(biāo)圖像之間的像素差異小于預(yù)設(shè)閾值。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述S3具體包括：

將所述測(cè)量結(jié)果、所述光照編碼圖案和所述第n-1次迭代更新的迭代目標(biāo)圖像輸入到所述加權(quán)求解器中計(jì)算所述潛在幅度信息，其中，所述加權(quán)求解器的算子權(quán)重計(jì)算公式為：

其中，γ為所述加權(quán)求解器的算子權(quán)重，k是調(diào)整權(quán)重變化率的參數(shù)；

將所述加權(quán)求解器的算子權(quán)重輸入所述潛在幅度信息計(jì)算算子，生成所述潛在幅度信息|Φ_n|'，公式為：

在測(cè)量平面的波前施加幅度約束，更新測(cè)量平面波前值Φ_n得到Φ'_n：

由Φ'_n更新目標(biāo)平面波前估計(jì)值Ψ_n得到Ψ'_n：

更新目標(biāo)圖像O_n得到O'_n：

其中，P^*為光照編碼圖案P的共軛，α為學(xué)習(xí)率。

5.一種編碼光照成像重構(gòu)裝置，其特征在于，包括：

建模模塊，用于獲取初始迭代圖像、編碼光照成像系統(tǒng)的光照編碼圖案和測(cè)量結(jié)果，對(duì)所述編碼光照成像系統(tǒng)的成像過程進(jìn)行建模得到成像模型；其中，所述成像模型為：

其中，I表示所述測(cè)量結(jié)果，P表示所述光照編碼圖案，O表示所述初始迭代圖像，⊙表示點(diǎn)積運(yùn)算，表示目標(biāo)平面和測(cè)量平面上的信號(hào)之間的線性變換；

初始模塊，用于獲取隨機(jī)初始值對(duì)所述初始迭代圖像進(jìn)行初始化作為n為0次迭代目標(biāo)圖像；

迭代模塊，用于根據(jù)所述測(cè)量結(jié)果、所述光照編碼圖案、第n-1次迭代目標(biāo)圖像和所述成像模型，對(duì)第n次迭代目標(biāo)圖像施加約束條件進(jìn)行迭代更新，直至所述第n-1次迭代目標(biāo)圖像與所述第n次迭代目標(biāo)圖像之間的像素差異小于預(yù)設(shè)閾值；其中，n為正整數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述成像模型進(jìn)一步表示為：

I＝|Φ|²

Ψ＝P⊙O

其中，Ψ＝P⊙O為經(jīng)過光照編碼后目標(biāo)平面的波前值，為經(jīng)過光學(xué)變換后測(cè)量平面的波前值。