[發明專利]一種基于鬼成像的感興趣區域成像裝置

有效

• 申請號: 201910387850.4
• 申請日: 2019-05-10
• 公開（公告）號: CN110230995B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 劉欣;葉志遠;邱龐合;高文香;丁晶;李晨;劉雨晴;霍熒;蘇波;何敬鎖;張盛博
• 申請（專利權）人: 首都師范大學
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李微微

本發明公開了一種基于鬼成像的感興趣區域成像裝置，在傳統的重影成像中，使用三個偏振片來實現SNR的重新分配，并且改善了ROI的信噪比，即通過在其中一個偏振片上挖空一個與感興趣區域一致的圖形，再將三個偏振片的偏振方向調節到滿足一定條件，就可以完全抑制無關背景噪聲，而放大了感興趣區域的信息，因此本發明裝置可以簡單地在傳統的鬼成像系統中實現ROI。

技術領域

本發明屬于鬼成像技術領域，具體涉及一種基于鬼成像的感興趣區域成像裝置。

背景技術

在鬼成像的發展過程中，逐漸提出各種鬼成像的方法。單像素成像，也稱為計算鬼影成像(CGI)，僅用一個非空間分辨率的探測器就可以重建整個圖像。近年來，單像素成像在全色成像、三維成像、非可見光波段成像、低光級或高噪聲影響條件下成像均取得了成功。為了提高成像質量和效率，提出了差分鬼影成像(DGI)、歸一化鬼影成像(NGI)、高階鬼影成像(HGI)和壓縮感知成像(CSGI)等多種方案。然后，利用空間光調制器(SLM)和數字微鏡器件(DMD)，人工生成各種光照模式。此外，成像質量和效率與光照模式模型密切相關。為了提高成像質量，提高模型的正交性，提出了偽逆鬼影成像(PGI)、正弦鬼影成像(SGI)、奇異值分解鬼影成像(SVDGI)和Hadamard單像素成像(HSI)。

在上述所有的策略中，即使是壓縮或欠阻尼，也無法避免大量的光照模式，這意味著同時犧牲信噪比(SNR)或分辨率來減少樣本數量。最近提出的單像素視頻^[27,28]在很大程度上依賴于DMD的調制速度和數據的高壓縮。因此，選擇不同的方案來壓縮大數據，或者靈活協調信噪比、分辨率和成像時間之間的關系是非常關鍵的。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種基于鬼成像的感興趣區域成像裝置，可以提高感興趣區域的信噪比，提高成像質量。

一種基于鬼成像的感興趣區域成像裝置，包括：

用于產生不斷變化散斑圖案的光源；

用于將光源的光束分成兩束的分束器；

用于在分束器后接收其中一束光束的成像器件；

用于在目標物被另一束光束照射后接收透射光并對其聚焦的聚焦透鏡；

用于接收聚焦后光束強度信號的光電探測器；

用于改變光電探測器之前光路中光束偏振狀態的偏振器組合；

用于根據成像器件接收的圖像以及光電探測器接收的強度信號恢復目標圖像的計算機；

其中，所述偏振器組合包括三個偏振器，按照距離光電探測器從遠及近的順序分別定義為偏振器P1、偏振器P2和偏振器P3；其中，偏振器P1和偏振器P2位于目標物之前；偏振器P2的中部挖空，挖空區域的大小和形狀根據恢復圖像感興趣區域的大小和形狀確定；并且偏振器P2可在垂直于光軸的平面內平移；偏振器P1和偏振器P3可繞光軸旋轉，偏振器P1與偏振器P2偏振方向的夾角定義為α，偏振器P2與P3偏振方向的夾角定義為β，且α和β的關系滿足：大于1；

其中，表示通過偏振器組合后光束的衰減程度。

較佳的，所述光源包括順序布置的激光器、可繞光軸旋轉的毛玻璃以及針孔。

較佳的，所述偏振器P1位于激光器與毛玻璃之間；偏振器P2位于分束器與目標物之間；偏振器P3位于目標物與光電探測器之間。

較佳的，所述聚焦透鏡有兩個，其中一個位于目標物之前，另一個位于目標物與光電探測器之間，先后對光束進行匯聚后，最終聚焦到光電探測器上。

較佳的，所述光源采用可連續不斷播放不同散斑圖案的投影儀實現。

較佳的，所述偏振器P2的偏振方向與光軸夾角為0°。