【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及成像技术，具体来说涉及基于旋转编码的成像，更具体地说，涉及一种编码盘以及基于旋转编码的抗干扰成像系统。
技术介绍
1、在单像素成像、计算成像、结构光照明成像或单像素激光雷达等技术中，空间信号调制器件是核心器件，其中空间光调制器件最常见的就是美国德州仪器公司(texasinstruments，或称ti公司)的数镜微镜器件，需要用复杂的电路以及微机电系统(micro-electro-mechanical systems，mems)工艺研制。
2、数字微镜器件目前可实现32khz左右，1024x768像素甚至更高的微米级尺寸的空间光调制，已被广泛用于数字投影仪中。在单像素成像和计算成像领域数字微镜器件也被广泛采用，然而其作为此类科研设备中的空间光调制器件存在诸多的使用限制；例如：技术复杂不可控，运行时功耗达到数十瓦，并且对电路工作带宽要求高达数十ghz。这与追求低成本、低功耗和低技术复杂度的单像素成像技术相违背。单像素成像技术的特点和目标是利用单个像素的探测器探测的值获得一幅二维甚至更高维度的图像，其区别于逐点扫描成像之处在于效率更高，区别于阵列相机成像的优势在于系统简单，不需要复杂芯片工艺和复杂电路等。同时单像素探测器带宽较高，在距离选通成像中，探测10纳秒光脉冲的飞行时间是普通相机难以实现的，而时间分辨率高的阵列相机价格昂贵且可探测波段有限，单像素成像在这一方面将具有较大优势。具体的应用场景包括但不限于，甲烷气体的探测与成像，太赫兹波段和x射线波段的安检和探伤等。
3、出于上述原因，有人提出了
4、需要说明的是：本
技术介绍
仅用于介绍本专利技术的相关信息，以便于帮助理解本专利技术的技术方案，但并不意味着相关信息必然是现有技术。相关信息与本专利技术方案一同提交和公开，在没有证据表明相关信息已在本专利技术的申请日以前公开的情况下，相关信息不应被视为现有技术。
技术实现思路
1、因此，本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种编码盘以及基于旋转编码的抗干扰成像系统。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、根据本专利技术的第一方面，提供一种用于抗干扰成像的编码盘，包括：盘体，所述盘体上设有以下区域：编码图案区，其中，包括基于循环正交矩阵构建的扇环形的编码图案，该编码图案中的最小编码单位为一个扇区，每个扇区是根据所述循环正交矩阵的一行数据构建得到的，相邻扇区间具有一部分相同图案的共用区域，每个扇区包括多个反射区和多个透射区；被驱动区域，用于连接驱动部件以带动盘体旋转。
4、可选的，所述编码图案区按照以下方式构建：获取n行n列的循环正交矩阵，其中，n为需要成像的图像对应的像素个数，n大于2；根据所述循环正交矩阵，重构x行y列的循环哈达玛矩阵，其中，所述循环哈达玛矩阵中第y至y+a-1列的x行a列的第y个子矩阵是根据循环正交矩阵中第y行的向量按每a个数据一行重排得到，x＝n/a，y＝n+a-1，所述需要成像的图像的像素尺寸为x×a；根据所述第y个子矩阵，构建第y个扇区的编码图案，其中，第一数据值对应反射区，第二数据值对应透射区。
5、可选的，每个扇区中，反射区和透射区的数量相等，或者反射区和透射区的数量相差1个或2个。
6、根据本专利技术的第二方面，提供一种基于旋转编码的抗干扰成像系统，包括：成像镜头组、编码盘、驱动装置、第一探测器、第二探测器、数据采集模块和图像重构模块；其中：成像镜头组，用于根据输入电磁波将目标图像聚焦至编码盘的预设编码区域；编码盘，用于通过旋转调整处于预设编码区域的扇区；驱动装置，用于驱动所述编码盘匀速旋转；第一探测器，采用单像素探测器，用于采集一段时间穿透编码盘的电磁波对应的第一单像素信号；第二探测器，采用单像素探测器，用于采集一段时间由编码盘的编码图案区反射的电磁波对应的第二单像素信号；数据采集模块，用于获得第一单像素信号和第二单像素信号相减后的信号，根据所述相减后的信号生成数字的差分信号；图像重构模块，用于根据测量一段时间后的差分信号和所述循环正交矩阵的任一行向量解卷积运算，重构图像向量。
7、可选的，所述盘体上还设有以下区域：同步区域，设置在所述编码图案区和所述驱动区域之外，用于指示编码图案的起始位置的区域，其中，同步区域包括沿编码盘旋转方向相邻设置的第一区域和第二区域，所述第一区域为全透光区，所述第二区域为部分透光区；所述干扰成像系统还包括：同步模块，其被配置为：从所述盘体的一侧向同步区域发光，在盘体的另一侧通过光电探测器感知来自同步区域的光照以确定同步信号，根据所述同步信号提取第一单像素信号和第二单像素信号。
8、可选的，按以下方式重构图像向量：
9、
10、其中，ib表示根据所述相减后的信号生成的数字的差分信号，h1表示循环正交矩阵的第一行向量。
11、可选的，所述编码图案中，还包括一个或者多个遮挡区和/或一个或者多个部分透过区，所述循环正交矩阵中，第三数据值(矩阵元的具体值，例如－1)对应遮挡区，第四数据值(矩阵元的具体值，例如0.5)对应部分透过区。
12、可选的，所述驱动装置采用硬盘用无刷电机以及对应的硬盘电机适配驱动电路驱动所述硬盘用无刷电机旋转，成像时通过所述硬盘用无刷电机带动编码盘匀速转动。
13、可选的，所述抗干扰成像系统还包括：分束器，其设置于成像镜头组和编码盘间，所述分束器被配置为：让至少部分来自成像镜头组的电磁波透过以照向编码盘的预设编码区域；以及将来自处于预设编码区域的反射区发射的电磁波，二次反射至所述第二探测器。
14、根据本专利技术的第三方面，提供一种基于旋转编码的抗干扰成像方法，所述方法基于第二方面所述的抗干扰成像系统实现，所述方法包括：s1、启动抗干扰成像系统，通过驱动装置驱动所述编码盘匀速旋转，对准成像目标；s2、当编码盘每转动一圈，获取指示编码盘转动一圈的同步信号；s3、当编码盘旋转时，由第一和第二探测器分别采集单像素信号，根据同步信号确定单像素信号的起始点，从起始点开始获得从第一探测器和第二探测器分别采集多个测量值，得到第一单像素信号和第二单像素信号；s4、对第一单像素信号和第二单像素信号进行差分操作，得到相减后的信号；s5、获得第一单像素信号和第二单像素信号相减后的信号，根据所述相减后的信号生成数字的差分信号；s6、根据所述差分信号和所述循环正交矩阵的第一行向量进行解卷积，生成图像数据。
15、与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
16、本专利技术按循本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于抗干扰成像的编码盘，包括：盘体，所述盘体上设有以下区域：
2.根据权利要求1所述的编码盘，其特征在于，所述编码图案区按照以下方式构建：
3.根据权利要求2所述的编码盘，其特征在于，每个扇区中，反射区和透射区的数量相等，或者反射区和透射区的数量相差1个或2个。
4.一种基于旋转编码的抗干扰成像系统，其特征在于，所述干扰成像系统包括：成像镜头组、权利要求1-3之一所述的编码盘、驱动装置、第一探测器、第二探测器、数据采集模块和图像重构模块；其中：
5.根据权利要求4所述的抗干扰成像系统，其特征在于，所述盘体上还设有以下区域：
6.根据权利要求4所述的抗干扰成像系统，其特征在于，按以下方式重构图像向量：
7.根据权利要求4所述的抗干扰成像系统，其特征在于，所述编码图案中，还包括一个或者多个遮挡区和/或一个或者多个部分透过区，所述循环正交矩阵中，第三数据值对应遮挡区，第四数据值对应部分透过区。
8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述驱动装置采用硬盘用无刷电机以及对应的硬盘电机适配驱动电路
9.根据权利要求4所述的抗干扰成像系统，其特征在于，所述抗干扰成像系统还包括：
10.一种基于旋转编码的抗干扰成像方法，其特征在于，所述方法基于权利要求4-9之一所述的抗干扰成像系统实现，
...【技术特征摘要】
1.一种用于抗干扰成像的编码盘，包括：盘体，所述盘体上设有以下区域：
2.根据权利要求1所述的编码盘，其特征在于，所述编码图案区按照以下方式构建：
3.根据权利要求2所述的编码盘，其特征在于，每个扇区中，反射区和透射区的数量相等，或者反射区和透射区的数量相差1个或2个。
4.一种基于旋转编码的抗干扰成像系统，其特征在于，所述干扰成像系统包括：成像镜头组、权利要求1-3之一所述的编码盘、驱动装置、第一探测器、第二探测器、数据采集模块和图像重构模块；其中：
5.根据权利要求4所述的抗干扰成像系统，其特征在于，所述盘体上还设有以下区域：
6.根据权利要求4所述的抗干扰成像系统，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：李明飞，吴令安，全保刚，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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