基于圆周扫描路径的非视域成像方法、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术属于非视域成像技术领域，具体涉及一种基于圆周扫描路径的非视域成像方法、系统及存储介质。克服现有非视域成像方法存在的时间成本高以及实时性较差的问题。成像系统包括激光扫描模块、接收光路、探测器、中介面及计算机，激光扫描模块依次扫描中介面上呈圆周扫描路径排布的多个扫描点，在扫描过程中探测器经接收光路依次采集各个扫描点的回波信号；基于各个扫描点的回波信号，利用参数估计的方法，对隐藏场景完成重建。该方法能够大大减少扫描点数，从而减少非视域成像采集信号过程所需要的时间，进而具有较好的实时性，结合后续的重构方法，可以准确获得隐藏目标的位置信息；针对大的非视域场景，节约采集时间的效果尤为明显。显。显。

【技术实现步骤摘要】
基于圆周扫描路径的非视域成像方法、系统及存储介质


[0001]本专利技术属于非视域成像
，具体涉及一种基于圆周扫描路径的非视域成像方法及系统。

技术介绍

[0002]区别于传统的成像方式，非视域成像的场景处在人眼或接收设备能够直视的范围之外，例如拐角或门窗导致目标场景被隐藏的情况，需要捕获经过中介表面多次反射的回波信号，并通过算法进行处理，得到目标的重建结果。
[0003]一般采用主动成像的方式，利用脉冲激光对中介表面进行照明，利用探测器接收多个激光点（扫描点）返回的回波信息并处理深度信息重构出目标表面的三维形状实现三维成像。相较于被动成像，主动成像方式中，照明不依赖环境光，可以使得在夜晚等环境光照低的情况下，也能有足够的信噪比来进行成像。
[0004]在传统的主动非视域成像过程中，需要对中介表面进行全光栅扫描，这种扫描机制需要二维振镜逐点扫描并对每个扫描点进行长时间累积。采样点越多，累计时间越长，固然会提高重建图像的质量，但是也会增加时间成本，导致实时性较差，进而限制了非视域成像的应用。
专利
技术实现思路

[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于圆周扫描路径的非视域成像方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、在中介面上以扫描区域中心点为坐标原点，建立坐标系；设定以坐标原点为圆心，以为扫描半径的圆周扫描路径；利用激光扫描模块依次扫描中介面上呈圆周扫描路径排布的多个扫描点，在扫描过程中探测器依次采集各个扫描点的回波信号；步骤2、基于各个扫描点的回波信号，利用参数估计的方法，对隐藏场景完成重建；步骤2.1、利用探测器采集的每个扫描点的回波信号，得到瞬态图像，并做一次变量代换，表示为：其中，表示扫描点位置，表示与时间相关的参数，，为扫描点对应的回波信号到达时间，为光速，表示目标区域，表示隐藏场景中的目标点位置，表示物体在处的反照率，表示Dirac函数；步骤2.2、将瞬态图像转换至球坐标系下，获得其正弦形式的表达式，表示为：其中，为扫描点的方位角，及均为与扫描半径以及隐藏目标位置相关的参数，，为圆周扫描路径中心点到隐藏场景中目标点的距离，，为隐藏场景中的目标点的天顶角，，为隐藏场景中目标点的方位角；步骤2.3、基于参数估计方法，对步骤2.2表达式中的及进行参数估计，得到隐藏场景中目标点的位置信息，对隐藏场景完成重建。2.根据权利要求1所述的基于圆周扫描路径的非视域成像方法，其特征在于：扫描半径的大小需保证扫描区域的面积能够完全包含隐藏场景中目标在中介面上的正投影区域。3.根据权利要求2所述的基于圆周扫描路径的非视域成像方法，其特征在于：多个扫描点在圆周扫描路径上均匀分布。4.根据权利要求3所述的基于圆周扫描路径的非视域成像方法，其特征在于，步骤2.3具体包括以下步骤：步骤2.31、对采集到的瞬态图像进行预处理，滤除背景噪声，提取每一个扫描点对应的时间
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光子数直方图的峰值点信息，并记录；步骤2.32、对获取到的峰值点信息进行筛选，筛除粗大误差的点和孤立点，将完成筛选后的峰值点信息标记为； 中的信息在以方位角和飞行时间为两坐标轴的坐标系中，表现为至少一条瞬态正弦曲线，每条瞬态正弦曲线对应隐藏场景中一个目标点；步骤2.33、在中，寻找飞行时间最小的峰值点，对应隐藏场景中距离最近的目标点瞬态正弦曲线的波谷位置；将瞬态正弦曲线的波谷位置，与相移为0的标准余弦曲线的波谷位置对比，获得与瞬态正弦曲线相关的相移参数；
步骤2.34、利用确定的波谷位置，进行所有可能的振幅和基线位置的估计；步骤2.35、利用估计得到的振幅、基线位置和已知的周期，生成多条标准余弦函数；步骤2.36、将多条标准余弦函数在以为中心的一定范围内，相移，获得具有不同相位参数、不同振幅及基线位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏秀琴，田钰圆，郝伟，徐伟豪，王定杰，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：