一种基于物理驱动模型的单光子多波长成像系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于物理驱动模型的单光子多波长成像系统及方法，属于单像素多波长成像技术领域；解决了现有的单光子多波长成像方案在极端环境下存在的易受噪声影响和成像质量较差的问题；包括多波长调制照明模块、空间调制编码模块和探测成像模块；多波长调制照明模块使用不同调制重复频率的信号光对彩色目标物进行照明并散射至空间调制编码模块，空间调制编码模块将彩色目标物进行空间编码并传送至探测成像模块，探测成像模块捕获调制信号光并传输至计算机，在计算机内预先写入物理驱动模型程序，物理驱动模型包括测量值去噪模块和物理驱动图像重建模块，最后合并为一张高质量的彩色目标物重建图像；本发明专利技术应用于光子成像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供了一种基于物理驱动模型的单光子多波长成像系统及方法，属于单像素多波长成像。

技术介绍

1、图像信息在科学研究、工业应用、医疗诊断和国防军事等领域发挥着至关重要的作用。目前，高质量图像信息的获取方式主要包括光学相机、红外探测和单像素成像等。其中，单像素成像技术仅使用一个探测器，通过时间编码或空间编码等技术，获取目标的热量或其他信息，这种成像方式成本低、功耗小，适用于在极端环境中对目标物的成像。单像素多波长成像技术使用红色、绿色和蓝色三个基本颜色通道来记录图像，每个通道对应一个单色图像，最终通过组合这三个通道来生成彩色目标物重建图像。

2、单像素多波长成像系统主要分为时分复用系统和频分复用系统两种。时分复用系统通过将不同波长的光调制到不同的时间段内照射目标，然后检测各个时间段的回波信号。然而，这种系统对光源的脉冲宽度和时间稳定性要求较高，并且在实际应用中，不同深度的图像可能会互相干扰，从而限制了其应用范围。相较之下，频分复用系统通过强度调制将不同波长的光信号标记为不同的重复频率，并利用快速傅里叶变换在频域中提取这些回波信号。传统的单像本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于物理驱动模型的单光子多波长成像系统，其特征在于：包括多波长调制照明模块、空间调制编码模块和探测成像模块；多波长调制照明模块使用不同调制重复频率的信号光对彩色目标物进行照明并散射至空间调制编码模块，空间调制编码模块将彩色目标物进行空间编码并传送至探测成像模块，探测成像模块捕获调制信号光并传输至计算机(112)，在计算机(112)内预先写入物理驱动模型程序，物理驱动模型包括测量值去噪模块和物理驱动图像重建模块，测量值去噪模块中通过测量值去噪网络对一维测量值进行去噪；物理驱动图像重建模块将去噪后的一维光子计数序列还原为红、绿、蓝三个通道的二维目标图像，最后合并为一张高质量的彩色目标...

【技术特征摘要】

1.一种基于物理驱动模型的单光子多波长成像系统，其特征在于：包括多波长调制照明模块、空间调制编码模块和探测成像模块；多波长调制照明模块使用不同调制重复频率的信号光对彩色目标物进行照明并散射至空间调制编码模块，空间调制编码模块将彩色目标物进行空间编码并传送至探测成像模块，探测成像模块捕获调制信号光并传输至计算机(112)，在计算机(112)内预先写入物理驱动模型程序，物理驱动模型包括测量值去噪模块和物理驱动图像重建模块，测量值去噪模块中通过测量值去噪网络对一维测量值进行去噪；物理驱动图像重建模块将去噪后的一维光子计数序列还原为红、绿、蓝三个通道的二维目标图像，最后合并为一张高质量的彩色目标物重建图像。

2.根据权利要求1所述的一种基于物理驱动模型的单光子多波长成像系统，其特征在于：所述多波长调制照明模块包括第一波长激光器、分束器(102)、第二波长激光器、第三波长激光器、衰减片(105)和扩束器(106)，将三种波长的激光器调制为不同的重复频率，并利用分束器(102)合束为一束光，经过衰减片(105)调控光强和扩束器(106)准直扩束后照射彩色目标物(107)；

3.根据权利要求2所述的一种基于物理驱动模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：王星渝，宋恺，卞耀兴，刘洪瑞，曾凡晋，张福通，赵世军，葛鸿达，肖连团，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：