【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及到激光探测成像，尤其是一种基于傅里叶梅林矩的单像素成像方法及系统。
技术介绍
1、当前，将计算单像素成像技术与激光雷达技术相结合，实现超远距离目标主动成像和识别复合探测是学界十分关心的问题。其中，根据已有图像矩设计照明光场，从而根据后向回波强度得到图像矩的类似性能是计算单像素成像技术的重要技术思路和独特优势。
2、在远距离单像素成像探测领域，如何解决畸变(目标的旋转、比例等)目标的分类和识别问题，一直是国内外学者着力解决的问题。在现有图像识别技术中，把傅立叶变换和梅林变换结合起来，不仅能够解算目标尺度和强度变化从而得到尺度和强度畸变因子，还能能同时获得平移、旋转、尺度不变的特征，因而在图像目标识别领域有潜在的应用价值。由于傅里叶梅林图像矩在目标特征提取和分类中具有显著优势，因此如果单像素成像系统根据傅里叶梅林图像矩设计照明光场，在理论上可以在不对目标成像的前提下，快速获得目标的平移、旋转、尺度不变的特征，从而极大提升对远距离目标识别的效能。
3、但是，由于傅立叶梅林矩不是正交矩，基于傅里叶梅林光场设计单像素成像系统的照明光场无法重构目标图像。因此在有限先验信息条件下，单项素成像系统采用傅里叶梅林光场照明只能解决目标的分类问题，而难以解决目标是什么的问题，即单项素成像系统采用傅里叶梅林光场照明不能为目标识别提供相应的重构图像，不能实现目标识别。这也限制了傅立叶梅林矩在单像素主动成像探测
内的应用。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的技
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一方面，本专利技术提出一种基于傅里叶梅林矩的单像素成像方法，包括：
4、根据傅立叶梅林矩生成二维强度成像编码；
5、将所述二维强度成像编码载入空间光调制器；
6、激光束经所述所述空间光调制器调制后生成的傅立叶梅林光场照明目标物体；
7、收集来自目标物体的回波信号，获取回波信号强度；
8、基于所述回波信号强度和所述二维强度成像编码重构所述目标物体的二维图像。
9、进一步地，本专利技术所述二维成像编码包括实部编码和虚部编码设置所述二维成像编码的像素尺寸为u×u时，所述二维成像编码表示为：
10、
11、
12、其中，k为圆周采样间隔，l为圆周采样数，rs是所述傅立叶梅林矩的径向函数，r是圆半径坐标，s为所述径向函数的阶，m为圆周重复度。
13、进一步地，本专利技术基于所述回波信号强度和所述二维强度成像编码重构所述目标物体的二维图像，包括：
14、对所述二维强度成像编码进行正交化等效处理，得到等效正交化傅里叶梅林编码；
15、对所述回波信号强度进行正交化等效处理，得到等效正交化回波信号强度；
16、基于所述等效正交化傅里叶梅林编码和等效正交化回波信号强度，重构所述目标物体的二维图像其中和分别为所述等效正交化傅里叶梅林编码中的正交化傅里叶梅林实部编码和正交化傅里叶梅林虚部编码，和分别为所述等效正交化回波信号强度中的正交化回波信号强度实部和正交化回波信号强度虚部，n是正交傅立叶梅林矩的径向函数阶数的最大值，m是傅立叶梅林矩圆周重复度的最大值。
17、另一方面，本专利技术提供一种基于傅里叶梅林矩的单像素成像系统，包括：
18、编码生成单元，用于根据傅立叶梅林矩生成二维强度成像编码，并将所述二维强度成像编码载入空间光调制器；
19、光源，用于产生激光束；
20、空间光调制器，用于对所述光源发出的激光束进行调制，以生成傅立叶梅林光场照明目标物体；
21、探测单元，用于收集来自目标物体的回波信号，获取回波信号强度；
22、成像单元，用于基于所述回波信号强度和所述二维强度成像编码重构所述目标物体的二维图像。
23、进一步地，所述探测单元包括单像素探测器。
24、进一步地，所述所述空间光调制器与目标物体之间设置有发射透镜，所述目标物体与单像素探测器之间设置有聚焦透镜。
25、相比现有技术，本专利技术的技术效果：
26、本专利技术通过对傅立叶梅林光场的照明回波信号强度以及二维成于傅立叶梅林光场的数字正交化处理，实现了对目标图像重构，可在单像素成像技术中充分发挥傅立叶梅林矩在目标分类和识别领域的畸变不变特性优势。本专利技术为单像素成像技术提供了一种集成像、识别为一体的高效结构光场和数据处理技术，使傅里叶梅林结构光场能够作为一种可用光场应用于单项素成像系统。
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1.基于傅里叶梅林矩的单像素成像方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于傅里叶梅林矩的单像素成像方法，其特征在于，基于所述回波信号强度和所述二维强度成像编码重构所述目标物体的二维图像，包括：
3.根据权利要求1或2所述的基于傅里叶梅林矩的单像素成像方法，其特征在于，所述二维成像编码包括实部编码和虚部编码设置所述二维成像编码的像素尺寸为U×U时，所述二维成像编码表示为：
4.根据权利要求3所述的基于傅里叶梅林矩的单像素成像方法，其特征在于，对所述二维强度成像编码进行正交化等效处理，得到所述等效正交化傅里叶梅林编码中的正交化傅里叶梅林实部编码和正交化傅里叶梅林虚部编码如下：
5.根据权利要求3所述的基于傅里叶梅林矩的单像素成像方法，其特征在于，对所述回波信号强度进行正交化等效处理，得到所述等效正交化回波信号强度中的正交化回波信号强度实部和正交化回波信号强度虚部如下：
6.基于傅里叶梅林矩的单像素成像系统，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的基于傅里叶梅林矩的单像素成像系统，其特征在于，所述编
8.根据权利要求7所述的基于傅里叶梅林矩的单像素成像系统，其特征在于，所述成像单元，包括：
9.根据权利要求6或7或8所述的基于傅里叶梅林矩的单像素成像系统，其特征在于，所述探测单元包括单像素探测器。
10.根据权利要求9所述的基于傅里叶梅林矩的单像素成像系统，其特征在于，所述空间光调制器与目标物体之间设置有发射透镜，所述目标物体与单像素探测器之间设置有聚焦透镜。
...【技术特征摘要】
1.基于傅里叶梅林矩的单像素成像方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于傅里叶梅林矩的单像素成像方法，其特征在于，基于所述回波信号强度和所述二维强度成像编码重构所述目标物体的二维图像，包括：
3.根据权利要求1或2所述的基于傅里叶梅林矩的单像素成像方法，其特征在于，所述二维成像编码包括实部编码和虚部编码设置所述二维成像编码的像素尺寸为u×u时，所述二维成像编码表示为：
4.根据权利要求3所述的基于傅里叶梅林矩的单像素成像方法，其特征在于，对所述二维强度成像编码进行正交化等效处理，得到所述等效正交化傅里叶梅林编码中的正交化傅里叶梅林实部编码和正交化傅里叶梅林虚部编码如下：
5.根据权利要求3所述的基于傅里叶梅林矩的单像素成像方法，其特征在于，对所述回波信号强度进行正交化等效处理，得到所述等效...
【专利技术属性】
技术研发人员：王彦，韩凯，孟琪，来文昌，雷国忠，崔文达，陈俊侣，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
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