单像素衍射成像方法技术

本申请提出了一种单像素衍射成像方法及其装置，属于相干衍射成像及计算摄像学领域，其中方法包括：(1)在所搭建的单像素成像光路中，利用不同的调制序列来调制目标场景中照明的照明光束，使用单像素探测器记录相对应一维序列的强度值；(2)利用不同调制序列所对应的强度值，在探测器平面上，将重建衍射光场的振幅值替换，然后交替迭代计算，直到重建出目标场景。本发明专利技术不仅具有结构简单、可操作性强的显著特点，还具有广阔的应用范围及较强的可拓展性。通过本发明专利技术，既可以降低单像素衍射成像的成本，也实现了对目标场景的快速、精确测量，为实现高质量的单像素成像带来便利。为实现高质量的单像素成像带来便利。为实现高质量的单像素成像带来便利。

【技术实现步骤摘要】
单像素衍射成像方法


[0001]本专利技术涉及一种单像素衍射成像方法，属于相干衍射成像及计算摄像学领域。

技术介绍

[0002]单像素成像(SPI)作为一种仅用单个单元光电探测器来成像探测的计算成像方式，其成像机制解决了传统成像技术所无法解决的很多问题，使得其在现今许多领域得到了广泛地应用。单像素成像主要是有单像素探测器和相关光束调制器组成，其典型的操作是：先使用序列的调制光场对物体进行照明，然后使用单像素探测器记录对应序列的一维强度值，最后将掩膜信息和相对应的记录强度结合起来从而重构出相应物体的二维信息。因此，相较于使用阵列探测器的传统成像技术，单像素成像具有如下几点优势：(1)单像素成像中的单点探测器较阵列探测器有更好的探测器特性、更高的探测效率和灵敏度，即使在极弱光、大气湍流和散射介质条件下也可以进行成像探测；(2)单像素探测器的发展总是先于阵列探测器，且较于阵列探测器，单像素探测器具有更为广阔的探测波段；(3)压缩感知和深度学习的相关算法，可以让单像素成像更有效率。
[0003]在单像素成像的相关技术中，主要是利用调制掩膜和所记本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单像素衍射成像方法，其特征在于，包括光场调制探测和计算解调重建两个过程；(1)光场调制探测过程：在单像素衍射成像的探测中使用单色平面光作为探测的照明光源，用数字微镜器件(Digital Micromirror Devices,DMD)和空间光调制器(Spatial Light Modulator,SLM)分别对入射光场作振幅和相位调制。在DMD和SLM上分别加载调制矩阵入射光场经过振幅和相位调制后出射到目标场景上，然后再经目标场景的透射到目标场景后的汇聚透镜处，最后由汇聚透镜聚焦到被放置在该汇聚透镜后焦点处的单像素探测器探测上，最终从而得到关于目标场景的光场强度序列I
i
；(2)计算解调重建过程：将光场强度序列和对应的调制矩阵分别输入重建算法，设定目标场景重建的初始猜测为随机分布，在目标场景平面和记录平面以及空间域和频域之间来回变换传输，交替循环迭代计算以重建目标场景，待到迭代计算的结果符合预期则停止计算。2.根据权利要求1所述的单像素衍射成像方法，其特征在于，所述重建算法，具体步骤如下：
①<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘诚，齐乃杰，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：