【技术实现步骤摘要】
编码光照成像重构方法及装置
本专利技术涉及场景计算重构
，特别涉及一种编码光照成像重构方法及装置。
技术介绍
编码光照成像作为提高成像分辨率和提取高维信息的可行技术，在光学系统中得到了广泛的应用。该成像方法将光照的编码和目标图像的计算重构结合在一起，以克服诸如光的衍射以及无法实现光波相位信息的直接测量等物理限制。通过改变光照的编码图案拍摄多个测量值可以提取目标场景的更多信息，然后利用各种算法即可从测量值中重构目标场景。根据光源的相干状态，编码光照成像可分为非相干成像和相干成像。在非相干成像中，目前的主流重构方法为梯度下降和压缩感知方法。其中梯度下降算法沿负梯度的方向最小化基于最小二乘的目标函数，压缩感知方法通过解决凸优化问题得到最终结果。压缩感知方法的噪声鲁棒性优于梯度下降算法，但是其计算复杂度更高。在相干编码光照成像中，重构过程可以在数学上描述为典型的相位恢复优化过程。现有的相位恢复算法可分为三类，包括基于交替投影(AlternativeProjection，AP)、基于WirtingerFlow(WF)和基于半定规划(SemiDefiniteProgra...
【技术保护点】
1.一种编码光照成像重构方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，获取初始迭代图像、编码光照成像系统的光照编码图案和测量结果，对所述编码光照成像系统的成像过程进行建模得到成像模型；S2，获取随机初始值对所述初始迭代图像进行初始化作为n为0次迭代目标图像；S3，根据所述测量结果、所述光照编码图案、第n‑1次迭代目标图像和所述成像模型，对第n次迭代目标图像施加约束条件进行迭代更新，直至所述第n‑1次迭代目标图像与所述第n次迭代目标图像之间的像素差异小于预设阈值；其中，n为正整数。
【技术特征摘要】
1.一种编码光照成像重构方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，获取初始迭代图像、编码光照成像系统的光照编码图案和测量结果，对所述编码光照成像系统的成像过程进行建模得到成像模型；S2，获取随机初始值对所述初始迭代图像进行初始化作为n为0次迭代目标图像；S3，根据所述测量结果、所述光照编码图案、第n-1次迭代目标图像和所述成像模型，对第n次迭代目标图像施加约束条件进行迭代更新，直至所述第n-1次迭代目标图像与所述第n次迭代目标图像之间的像素差异小于预设阈值；其中，n为正整数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述编码光照成像系统的成像过程进行建模得到成像模型，所述成像模型为：其中，I表示所述测量结果，P表示所述光照编码图案，O表示所述目标图像，⊙表示点积运算，表示目标平面和测量平面上的信号之间的线性变换。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述成像模型进一步表示为：I＝|Φ|2Ψ＝P⊙O其中，Ψ＝P⊙O为经过光照编码后目标平面的波前值，为经过光学变换后测量平面的波前值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述S3，包括：将所述测量结果、所述光照编码图案和所述第n-1次迭代目标图像输入到加权求解器中计算潜在幅度信息；将所述潜在幅度信息输入交替投影优化框架，施加约束反向更新所述第n次迭代目标图像，直至所述第n-1次迭代目标图像与所述第n次迭代目标图像之间的像素差异小于预设阈值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述S3具体包括：将所述测量结果、所述光照编码图案和所述第n-1次迭代更新的迭代目标图像输入到所述加权求解器中计算所述潜在信息，其中，所述加权求解器的算子权重计算公式为：其中，γ为所述加权求解器的算子权重，k是调整权重变化率的参数；将所述加权求解器的算子权重输入所述潜在幅度信息计算算子，生成所述潜在幅度信息|Φn|'，公式为：在测量平面的波前施加幅度约束，更新测量平面波前值Φn得到Φ'n：由Φ'n更新目标平面波前估计值Ψn得到Ψ'n：更新目标图像On得到O'n：其中，P*为光照编码图案P的共轭，α为学习率。6.一种编码光照成像重构装置，其特征在于，包括：建...
【专利技术属性】
技术研发人员：边丽蘅，李萌，张军，曹先彬，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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