【技术实现步骤摘要】
一种基于动态采样的单像素成像方法、装置及系统
[0001]本专利技术涉及光学成像
，特别涉及一种基于动态采样的单像素成像方法、装置及系统。
技术介绍
[0002]单像素成像方式包含了鬼成像等方法，主要使用一组具有不同结构的光斑 (后面称之为散斑)序列投射到物体上，并探测从物体反射(或者透射)回来的总光强(后面称之为桶探测值)，将散斑序列和相对应的桶探测值进行相乘并累加(称之为关联操作)即可以显现出物体的图像。最开始采用随机散斑序列进行探测，但是其需要非常长的散斑序列才能得到满意的成像结果，即采样率非常高。另外一种方式是采用具有正交性质的基矢作为散斑，比如：采用Hadamard矩阵、傅里叶变换基矢等。由于傅里叶变换基矢不适合无损的投射，Hadamard矩阵成为现阶段研究最多的方法。最近几年涌现了诸如俄罗斯套娃、切蛋糕等重排序 Hadamard矩阵方法，它们能在较低的采样率下恢复出图像，但是其成像质量损失较大，且主要牺牲的是成像分辨率。最重要的是，由于Hadamard的生成过程极其消耗计算机资源，其成像分辨率被限制在128
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于动态采样的单像素成像方法，其特征在于，包括步骤：S1：控制光斑产生器产生与目标场景等大的点光源投射到目标场景，获取探测器探测到的反射光的光强a0，并作为第0级分辨率为20×
20的图像M0，即M0＝a0；S2：获取探测器探测到的目标场景中预知的空白区域的多个回光值；S3：根据所述光强a0和所述回光值计算噪声参考值，所述噪声参考值用于区分目标场景中有实质性物体的区域和所述空白区域；S4：设分辨率等级L＝1；S5：将目标场景分割成2
L
‑1×2L
‑1个网格区域，每个网格区域一一对应M
L
‑1的一个像素，M
L
‑1为已恢复的分辨率为2
L
‑1×2L
‑1的L
‑
1级图像，检查M
L
‑1中像素值大于等于噪声阈值F(L
‑
1)的像素点，并把所对应的网格区域标记为L级待测区域，其他网格区域标记为L级空白区域，所述噪声阈值F(L
‑
1)根据所述噪声参考值和当前分辨率等级L计算得到，若M
L
‑1的所有像素值都小于噪声阈值F(L
‑
1)，则结束，否则执行步骤S6；S6：控制光斑产生器对所述每个L级待测区域生成一组分辨率为2
×
2的散斑序列，并将所述散斑序列中的散斑依次投射到待测区域，获取探测器探测的一组反射光光强值；将所探测到的反射光光强值组成一个2
L
×2L
的L级探测矩阵，其中L级空白区域对应的探测光强值均设置为0，并根据L
‑
1级图像M
L
‑1和所述L级探测矩阵恢复出L级图像M
L
；S7：判断L＜τ，τ为预设的最高分辨率等级，若L＜τ，则L+1，跳转至S5，否则输出τ级分辨率的图像M
τ
。2.根据权利要求1所述的基于动态采样的单像素成像方法，其特征在于，所述步骤S2包括：控制光斑产生器生成分辨率为2
τ
×2τ
的点光源多次扫描目标场景中预知的空白区域，获取探测器探测到多个扫描点的回光值；或者获取探测器的多个系统噪声为所述回光值；或者获取探测器探测环境光得到的多个光强值为所述回光值；或者获取探测器探测环境光得到的N个光强值和并获取探测器的N个系统噪声，第k个环境光的光强值和第k个系统噪声的和作为第k个所述回光值，N＞0，k＝1,2,
……
,N。3.根据权利要求1所述的基于动态采样的单像素成像方法，其特征在于，所述步骤S2中，获取探测得到的N个回光值，N＞0，第k个回光值记为I
n
(k)，所述步骤S3中按如下公式计算所述噪声参考值f：算所述噪声参考值f：算所述噪声参考值f：
其中，为N个回光值的平均值，ΔI
n
为N个回光值的标准差，B为无噪声时目标场景反射光的平均光强，b为噪声的统计平均值。4.根据权利要求3所述的基于动态采样的单像素成像方法，其特征在于，噪声为白噪声时，b＝0.5。5.根据权利要求3所述的基于动态采样的单像素成像方法，其特征在于，所述噪声阈值按如下公式计算得到：F(L)＝f
·22(τ
‑
L)
。6.根据权利要求1～5中任一项所述的基于动态采样的单像素成像方法，其特征在于，所述步骤S6中，对于任一个L级待测区域的一组散斑序列包括三幅分辨率为2
×
2的基本散斑图样，基本散斑图样的矩阵结构分别表示如下：其中1表示一个亮光斑，0为一个暗光斑，H、V、D用以获取L...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁园，徐婉婷，罗胜，陈辉，
申请(专利权)人：成都光隐科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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