[發(fā)明專利]單像素成像方法、系統(tǒng)、裝置及介質(zhì)

在審

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• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112203068A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設計）人: 王蔚松;張新;王靈杰;趙尚男;劉銘鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: H04N9/31
• 分類號: H04N9/31;G06F17/14;G06T5/00
• 代理公司: 深圳市科進知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛(wèi)良

本發(fā)明適用于計算成像技術領域，提供了一種單像素成像方法、系統(tǒng)、裝置及介質(zhì)；其中單像素成像方法包括獲取目標圖像的拉東變換域；基于傅里葉切片定理對所述拉東變換域進行濾波反投影，得到所述目標圖像重建后的成像圖像；所述濾波反投影是指通過濾波處理和傅里葉變換將拉東變換域轉(zhuǎn)為傅里葉頻域并進一步反投影到空間域。本發(fā)明具備編碼方式簡單、成像質(zhì)量高、抗噪性優(yōu)異的有益技術效果。

技術領域

本發(fā)明屬于計算成像技術領域，具體地，涉及一種單像素成像方法、系統(tǒng)、裝置及介質(zhì)，尤其涉及一種基于線掃描編碼的Radon單像素成像方法、系統(tǒng)、裝置及介質(zhì)，其中Radon是指拉東變換。

背景技術

單像素成像是使用無空間分辨率的單像素傳感器獲取二維圖像的方法。其核心是通過主動光調(diào)制，使用單像素傳感器收集反射光強度，獲取目標圖像的全局信息，根據(jù)編碼的投影圖案與光強信號的相關性重建圖像。傳統(tǒng)陣列傳感器受制于硅光譜有限的響應范圍，在非可見光波段的空間采樣率低，且大型的傳感器制造成本高昂。單像素傳感器相對于陣列傳感器，具有更大的光敏面積、更高的量子效率、更低的暗噪聲和更快的響應速度，這就意味著在非可見光領域和低光能量的情景下，單像素傳感器具有顯著的優(yōu)勢。隨著紅外成像技術的廣泛應用，紅外目標檢測與跟蹤技術在交通、醫(yī)療、安防及軍事等領域得到了廣泛應用。

目前單像素成像領域主要存在的問題在于機械結(jié)構(gòu)誤差大、編碼復雜、對于采集環(huán)境和采集次數(shù)要求嚴格的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種單像素成像方法、系統(tǒng)、裝置及介質(zhì)，以解決現(xiàn)有技術中已有單像素成像方法存在著機械結(jié)構(gòu)誤差大、編碼復雜、對于采集環(huán)境和采集次數(shù)要求嚴格的問題。

本發(fā)明實施例的第一方面提供了一種單像素成像方法，包括：

獲取目標圖像的拉東變換域；和

基于傅里葉切片定理對所述拉東變換域進行濾波反投影，得到所述目標圖像重建后的成像圖像；

所述濾波反投影是指通過濾波處理和傅里葉變換將拉東變換域轉(zhuǎn)為傅里葉頻域并進一步反投影到空間域。

優(yōu)選地，所述獲取目標圖像的拉東變換域，包括：

基于后調(diào)制系統(tǒng)獲取目標圖像的拉東變換域；

所述后調(diào)制系統(tǒng)是指對目標圖像的反射光進行調(diào)制的單像素成像系統(tǒng)。

優(yōu)選地，所述獲取目標圖像的拉東變換域，包括：

獲取所述目標圖像的投影信息，所述投影信息為使用非相干光源照射所述目標圖像，由數(shù)字微反鏡DMD接收從所述目標圖像上反射并進入到投影鏡頭的光信號而獲得；

依據(jù)預先建立的拉東變換模型對所述投影信息進行處理，得到所述拉東變換域；

所述預先建立的拉東變換模型為：

給定對象的Radon變換是其沿所有給定角度的線積分之和，Radon變換的數(shù)學模型包括第一等式和第二等式；

所述第一等式為：

L:s＝xcosθ+ysinθ

所述第二等式為：

式中，L是坐標系xOy面上的直線，s是原點到L的距離，θ是L的法線與x軸正向的交角，p(s,θ)為Radon變換域中的一點，δ是狄拉克分布函數(shù)，R是Raodn變換符，f代表原圖像。

優(yōu)選地，所述依據(jù)預先建立的拉東變換模型對所述投影信息進行處理，得到所述拉東變換域，包括：

依據(jù)預先建立的拉東變換模型對所述投影信息進行線掃描編碼處理，得到所述拉東變換域；

所述線掃描編碼為：