高时间分辨率的频域瞬态成像方法技术

本发明专利技术公开了一种高时间分辨率的频域瞬态成像方法，包括以下步骤：1)通过调制成像系统对被测对象采集一组图像集Ix,y(f,φ)；2)从频率为f的所述图像集Ix,y(f,φ)中提取出基波图像和谐波图像Inx,y(nf)；3)对所述基波图像和所述谐波图Inx,y(nf)像进行幅值和相位的校正；4)将校正后的所述基波图像和所述谐波图像Inx,y(nf)组成频谱图像集Ipx,y(f)，然后沿着所述频谱图像集的频率f做傅里叶变换得到瞬态图像ix,y(t)。该方法从采集得到的有限工作频率的图像数据中提取出高次谐波分量，获得更高频率的信息，从而提高瞬态图像的时间分辨率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，包括以下步骤：1)通过调制成像系统对被测对象采集一组图像集Ix,y(f,φ)；2)从频率为f的所述图像集Ix,y(f,φ)中提取出基波图像和谐波图像Inx,y(nf)；3)对所述基波图像和所述谐波图Inx,y(nf)像进行幅值和相位的校正；4)将校正后的所述基波图像和所述谐波图像Inx,y(nf)组成频谱图像集Ipx,y(f)，然后沿着所述频谱图像集的频率f做傅里叶变换得到瞬态图像ix,y(t)。该方法从采集得到的有限工作频率的图像数据中提取出高次谐波分量，获得更高频率的信息，从而提高瞬态图像的时间分辨率。【专利说明】
本专利技术涉及光学和计算机视觉领域，特别涉及一种高时间分辨率的频域瞬态成像 方法。
技术介绍
对于一般成像系统来说光速可以认为是无穷大的，因此传统图像记录的是在光照 稳定的条件下的对象的光响应。但是对象的光瞬态响应包含了更多的信息。采集对象的光 瞬态响应的信息的技术称为瞬态成像。瞬态成像的一种方法是采用超高速的相机，并且需 要超短脉冲光源。这种方法属于时域采集方案，其时间分辨率取决于相机的成像速度。缺点 为所采用的超高速成像系统系统和光源非常昂贵，而且采集过程复杂非常耗时。另一种方 法是采用调制成像系统，所需的系统与T0F(飞行时间）深度相机原理相同，区别在于深度 相机采用固定频率的脉冲进行成像，而瞬态成像所用的调制成像系统需要用多个频率分别 进行成像。这种方法属于频域采集方案，成像系统在每个工作频率上采集的数据就是瞬态 图像的在该频率的频谱，通过傅里叶变换及相关去噪算法或采用优化方法可以求解出瞬态 图像。频域瞬态成像的时间分辨率主要取决于调制成像系统的工作频率。由于硬件系统的 限制，调制成像系统只能工作在有限的频率范围，这限制了得到的瞬态图像的时间分辨率。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中调制成像系统工作的频率范围有限导致瞬 态图像的时间分辨率较低的技术缺陷，专利技术了一种。 为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种，该 方法包括以下步骤：1)通过调制成像系统对被测对象采集一组图像集I x，y(f，Φ) ;2)从频 率为f的所述图像集Ix，y(f，Φ)中提取出基波图像和谐波图像I\ y(nf) ;3)对所述基波图 像和所述谐波图Inx，y(nf)像进行幅值和相位的校正；4)将校正后的所述基波图像和所述谐 波图像I\ y (nf)组成频谱图像集Ipx，y (f)，然后沿着所述频谱图像集的频率f做傅里叶变换 得到瞬态图像ix,y(t)。 上述技术方案中，步骤1)中所述调制成像系统至少包括一个信号发生器、一个光 源及一个成像系统。 上述技术方案中，步骤1)中所述通过调制成像系统对被测对象采集一组频率为f 的图像_ _ 【权利要求】1. 一种，其特征在于，包括以下步骤： 1) 通过调制成像系统对被测对象采集一组图像集Ix，y(f，Φ); 2) 从频率为f的所述图像集Ix，y(f，Φ)中提取出基波图像和谐波图像rx， y(nf); 3) 对所述基波图像和所述谐波图像Inx，y(nf)进行幅值和相位的校正； 4) 将校正后的所述基波图像和所述谐波图像Inx，y(nf)组成频谱图像集Ipx， y(f)，然后 沿着所述频谱图像集的频率f做傅里叶变换得到瞬态图像ix，y(t)。2. 根据权利要求1所述的，其特征在于，步骤1)中 所述调制成像系统至少包括一个信号发生器、一个光源及一个成像系统。3. 根据权利要求2所述的，其特征在于，步骤1)中 所述通过调制成像系统对被测对象采集一组图像集Ix，y(f，Φ)的步骤为： a) 所述信号发生器控制所述光源以频率f发射方波信号，并控制所述成像系统的快门 以同频率成像； b) 采集所述光源的控制信号和所述成像系统的快门的控制信号的相位差 为Φ时得到的图像及得到的图像组成所述图像集_其中j为虚数符号。4. 根据权利要求1所述的，其特征在于，步骤1)中 所述调制成像系统选择从低到高的频率范围选择等间隔工作频率以及从〇到2 π的相位选 择等间隔相位对被测对象进行采集图像。5. 根据权利要求1所述的，其特征在于，步骤2)中 从所述频率为f的图像集Ix，y(f，Φ)中提取出基波图像和η次谐波图像Inx， y(nf)的步骤 为：6. 根据权利要求1-5任一项中所述的，其特征在 于，步骤3)中在对所述基波图像和所述谐波图像I nx，y(nf)进行幅值和相位的校正之前，先 对所述调制成像系统进行标定，其步骤为： A) 选取一个表面均匀的漫反射板，放置在所述调制成像系统之前； B) 对所述漫反射板进行数据采集，得到一组图像Cx.Y(f，Φ); C) 采用参数化模型拟合得到参数An(nf)和7. 根据权利要求1所述的，其特征在于，步骤4)将 校正后的所述基波图像和所述谐波图像I\y(nf)组成频谱图像集I px，y(f)的步骤中，如果 一个频率点有多幅图像，则保留基波图像或最低次谐波的图像；如果一个频率点没有图像， 则用幅值线性插值和相位线性插值补足该频率点的图像。【文档编号】G06T5/50GK104156908SQ201410428227【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月27日 优先权日:2014年8月27日 【专利技术者】林靖宇, 卢泉 申请人:广西大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高时间分辨率的频域瞬态成像方法，其特征在于，包括以下步骤：1)通过调制成像系统对被测对象采集一组图像集Ix,y(f,φ)；2)从频率为f的所述图像集Ix,y(f,φ)中提取出基波图像和谐波图像Inx,y(nf)；3)对所述基波图像和所述谐波图像Inx,y(nf)进行幅值和相位的校正；4)将校正后的所述基波图像和所述谐波图像Inx,y(nf)组成频谱图像集Ipx,y(f)，然后沿着所述频谱图像集的频率f做傅里叶变换得到瞬态图像ix,y(t)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林靖宇，卢泉，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西;45