本發(fā)明屬于光學成像領(lǐng)域，具體地講涉及一種旋轉(zhuǎn)式光學層析成像系統(tǒng)及成像方法。

背景技術(shù)：

隨著光學技術(shù)的發(fā)展以及人們對圖像質(zhì)量的要求越來越高，各種新的成像系統(tǒng)也在不斷出現(xiàn)。但是目前現(xiàn)有的成像方法主要是利用圓錐掃描式光學層析系統(tǒng)進行成像，圓錐掃描式光學層析系統(tǒng)主要是將圓錐掃描后的圖像經(jīng)過調(diào)制盤進行分割從而獲得層析信號，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復雜，所需的光學元器件較多，加上受到圓錐掃描時的旋轉(zhuǎn)偏心和光學系統(tǒng)離焦的作用，使后期圖像重構(gòu)時的算法和修正難度較大，系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差。

由于存在上述缺陷，現(xiàn)有的利用圓錐掃描式光學層析系統(tǒng)的成像系統(tǒng)顯然已經(jīng)不能滿足人們對成像的需求。因此，提出一種結(jié)構(gòu)簡單、系統(tǒng)穩(wěn)定的光學成像系統(tǒng)很有必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的之一是提供了一種旋轉(zhuǎn)式光學層析成像系統(tǒng)，本系統(tǒng)采用旋轉(zhuǎn)式光學系統(tǒng)，具有單一的旋轉(zhuǎn)裝置，結(jié)構(gòu)比較簡單，克服了圓錐掃描時的旋轉(zhuǎn)偏心作用和光學系統(tǒng)離焦作用，減小了后期算法重構(gòu)時的算法修正難度，提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種旋轉(zhuǎn)式光學層析成像系統(tǒng)，其特征在于，包括沿著待測物待測面的正面方向依次順序布置的道威棱鏡和陣列探測器；所述陣列探測器連接計算機。

優(yōu)選的，所述道威棱鏡以其光軸為旋轉(zhuǎn)軸，由電機帶動旋轉(zhuǎn)，所述電機與計算機電連接；所述待測物和陣列探測器視場的中心點均位于道威棱鏡的光軸所在直線上。

進一步優(yōu)選的，所述電機采用步進的控制方式，電機每轉(zhuǎn)動一個設定的周期角度即帶動道威棱鏡轉(zhuǎn)動一個所述周期角度，所述陣列探測器獲取道威棱鏡位于轉(zhuǎn)動后的位置時的待測物的圖像投影數(shù)據(jù)；所述電機和所述陣列探測器通過信號同步控制器實現(xiàn)同步。

更進一步優(yōu)選的，所述陣列探測器設置為面陣工作模式。

進一步優(yōu)選的，所述陣列探測器設置為線陣工作模式時，所述道威棱鏡和陣列探測器之間設有柱面鏡。

更進一步優(yōu)選的，所述柱面鏡采用平凸柱面透鏡；所述柱面鏡的凸面正對道威棱鏡，所述柱面鏡的平面垂直于所述光軸，所述柱面鏡的中心點位于道威棱鏡的光軸所在直線上；所述柱面鏡的所有焦點均位于陣列探測器的靶面上。

相應地，本發(fā)明還提供了一種采用前述旋轉(zhuǎn)式光學層析成像系統(tǒng)的成像方法,包括如下步驟：

s1，需要得到待測物待測面分辨率為n*n的圖像時，將分辨率為n*n、黑底白點的標的圖像置于待測物的位置，標的圖像表示為s(x,y)，x、y分別表示水平方向和垂直方向上的坐標，x＝1,2,3…,n，y＝1,2,3…,n，點s(x,y)表示第x行、第y列的像素點；電機帶動道威棱鏡繞其光軸旋轉(zhuǎn)一個α角度，所述α角度小于180°且180/α為整數(shù)，使標的圖像在光照下產(chǎn)生的反射光射入道威棱鏡，經(jīng)過道威棱鏡后所射出的光線射在陣列探測器的靶面上形成另一個圖像投影，陣列探測器采集圖像投影信息，獲得標的圖像的圖像投影數(shù)據(jù)；然后繼續(xù)使道威棱鏡轉(zhuǎn)動α角度，直至道威棱鏡旋轉(zhuǎn)180°，此時得到180/α個圖像投影，圖像投影表示為si(x,y)，i＝1,2,3…,180/α，180/α表示道威棱鏡旋轉(zhuǎn)180°所需的次數(shù)，x、y分別表示水平方向和垂直方向上的坐標，x＝1,2,3…,n，y＝1,2,3…,n，點si(x,y)表示旋轉(zhuǎn)第i次獲得圖像投影的第x行、第y列的像素點；

s2，找出步驟s1中獲得的標的圖像的180/α個圖像投影si(x,y)中白點的圓心，即白點的質(zhì)心，質(zhì)心坐標表示為(xi,yi)，i＝1,2,3…,180/α，其中第一張標的圖像的圖像投影s1(x,y)中白點的質(zhì)心坐標為(x1,y1)；然后通過采樣擬合圓曲線方法對180/α個質(zhì)心坐標(xi,yi)擬合成圓，得到擬合圓的圓心(a,b)，擬合圓的半徑為r；

s3，以步驟s2中得到的(a,b)為圓心，以質(zhì)心坐標(x1,y1)為起始點將其圍繞圓心旋轉(zhuǎn)360°，每2α角度采集一次圖像信息，共得到180/α張質(zhì)心坐標(x1,y1)的旋轉(zhuǎn)圖像hi(corrxi,corryi)，i＝1,2,3…,180/α，點hi(corrxi,corryi)表示第i張旋轉(zhuǎn)圖像質(zhì)心的坐標，具體公式如下：

corrxi＝[(x1-a)cos(2ai)-(y1-b)sin(2ai)]

corryi＝[(x1-a)sin(2ai)-(y1-b)cos(2ai)]

s4，對步驟s2中獲得的180/α個圖像投影si(x,y)中的質(zhì)心坐標(xi,yi)和步驟s3中得到的擬合圓圓心的圖像hi(corrxi,corryi)，通過以下公式求差：

vector(i,1)＝corrxi-xi

vector(i,2)＝corryi-yi

其中，vector(i,1)和vector(i,2)分別表示第i張圖像在水平方向和垂直方向上的平移矢量；

s5，將步驟s1中的標的圖像換成待測物，待測物的待測面表示為u(x,y)，x、y分別表示水平方向和垂直方向上的坐標，x＝1,2,3…,n，y＝1,2,3…,n，點u(x,y)表示第x行、第y列的像素點，重復步驟s1，獲得待測物(10)的180/α個圖像投影，表示為ui(x,y)，i＝1,2,3…,180/α，180/α表示道威棱鏡(20)旋轉(zhuǎn)180°的次數(shù)，x、y分別表示水平方向和垂直方向上的坐標，x＝1,2,3…,n，y＝1,2,3…,n，點ui(x,y)表示旋轉(zhuǎn)第i次獲得圖像投影的第x行、第y列的像素點；

s6，將待測物(10)待測面的180/α個圖像投影ui(x,y)均在水平方向上平移vector(i,1)、在垂直方向上平移vector(i,2)，得到校正后的180/α個圖像投影vi(corrxi,corryi)，i＝1,2,3…,180/α；

s7，對步驟s6中獲得的待測物待測面的多個圖像投影vi(corrxi,corryi)進行濾波處理，得到多個經(jīng)過修正的線投影，再將此修正后的線投影做反投影運算，即進行反投影重建，得到多個投影圖像，將此多個投影圖像整合重建成最終的重構(gòu)圖像。

優(yōu)選的，所述步驟s2具體包括以下步驟：

s11，對標的圖像的多個圖像投影si(x,y)分別進行二值化，得到二值化圖像，對于任意一個圖像投影si(x,y)，每個二值化圖像通過下述公式可求質(zhì)心坐標(xi,yi)，公式如下：

其中，點(x,y)是二值化圖像中灰度值為1的像素點，n表示二值化圖像中灰度值為1的像素點的總個數(shù)；

s12，設擬合圓的圓心為(a,b)，擬合圓的半徑為r，則各個質(zhì)心坐標(xi,yi)到圓心的距離di表示為：

di²＝(xi-a)²+(yi-b)²

各個質(zhì)心坐標(xi,yi)到圓心(a,b)的距離的平方與半徑r平方的差表示為：

δi＝di²-r²＝xi²+yi²-2axi-2byi+a²+b²-r²

取a＝-2a,b＝-2b,c＝a²+b²-r²,得到：

δi＝di²-r²＝xi²+yi²+axi+byi+c

s13，令q(a,b,c)為δi的平方和,表示為：

q(a,b,c)＝∑δi²＝∑[(xi²+yi²+axi+bxi+c)]²

求參數(shù)a,b,c使得q(a,b,c)的值最小。q(a,b,c)對a,b,c求偏導，令偏導等于0，得到極值點，比較所有極值點的函數(shù)值即可得到q(a,b,c)的最小值。

解此方程組,得到參數(shù)a,b,c。通過公式a＝a/-2、b＝b/-2、

也就得到a、b、r的估計擬合值，即求得擬合圓的圓心(a,b)和擬合圓的半徑r。

優(yōu)選的，步驟s1中所述道威棱鏡繞其光軸旋轉(zhuǎn)180°所需的次數(shù)為不小于75次的奇數(shù)次。

本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于：

1)本發(fā)明由待測物、道威棱鏡、陣列探測器和計算機組成，本系統(tǒng)采用基于陣列探測器的旋轉(zhuǎn)式光學層析成像技術(shù)得到待測物待測面的多個圖像投影，并對多個圖像投影進行圖像重構(gòu)，實現(xiàn)對待測物待測面的成像。由于本系統(tǒng)采用旋轉(zhuǎn)式光學系統(tǒng)，具有單一的旋轉(zhuǎn)裝置，結(jié)構(gòu)比較簡單，克服了圓錐掃描時的旋轉(zhuǎn)偏心作用和光學系統(tǒng)離焦作用，減小了后期算法重構(gòu)時的算法修正難度，提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2)本發(fā)明采用了圖像為黑色背景、內(nèi)有一個便于識別的白點的標的圖像，由于黑色不反射可見光，而白色可以反射可見光，因此利用僅有的一個白點的反射光，通過采樣擬合圓曲線方法可以簡單、便捷的獲取擬合圓圓心，即可對投影中心進行標定。

3)本發(fā)明通過采樣擬合圓曲線方法對標的圖像的多個投影圖像進行擬合，得到擬合圓的圓心，再以擬合圓的圓心為圓心，對初始狀態(tài)下標的圖像的白點圖像投影進行旋轉(zhuǎn)，得到白點的多個投影圖像集合，再將得到的白點的多個投影圖像坐標對應地減去標的圖像的多個投影圖像坐標，得到差值；再對待測物的多個投影圖像按照所述差值進行平移補償，即可達到很好的成像效果，整個過程均通過計算機完成，無需對系統(tǒng)中的陣列探測器和道威棱鏡進行調(diào)整，具有操作便捷、成像效果好的優(yōu)點。

4)本發(fā)明利用了道威棱鏡繞其光軸旋轉(zhuǎn)180°就可得到360°圖像的特點，整個物體成像過程中只需對道威棱鏡旋轉(zhuǎn)180°，節(jié)省了時間，降低了工作強度；且道威棱鏡繞其光軸旋轉(zhuǎn)180°所需的次數(shù)為奇數(shù)次，避免了同一個像素點相對投影中心對稱的位置上產(chǎn)生了相同的投影結(jié)果，也就避免了采樣冗余，使成像效果達到最佳。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例一的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例二的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3a表示飛機模型原圖，圖3b、圖3c、圖3d、圖3e分別表示道威棱鏡旋轉(zhuǎn)180°所需的次數(shù)為75、90、150和225時通過本發(fā)明的方法所成的圖像。

圖4為本發(fā)明標的圖像的示意圖。

圖5表示平移后右下角的圖像信息邊緣缺失的圖像。

圖6a、圖6b、圖6c分別表示飛船模型的原始圖像、對原始圖像直接進行濾波反投影運算的重構(gòu)圖、對原始圖像通過上述成像方法得到的重構(gòu)圖。

附圖標記：

10-待測物，20-道威棱鏡，30-柱面鏡，40-陣列探測器，50-計算機。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例一：

如圖1所示，一種旋轉(zhuǎn)式光學層析成像系統(tǒng)，包括沿著待測物10待測面的正面方向依次順序布置的道威棱鏡20和陣列探測器40；所述陣列探測器40連接計算機50；所述道威棱鏡20以其光軸為旋轉(zhuǎn)軸，由電機帶動旋轉(zhuǎn)，所述電機與計算機50電連接；所述待測物10和陣列探測器40視場的中心點均位于道威棱鏡20的光軸所在直線上；所述電機采用步進的控制方式，電機每轉(zhuǎn)動一個設定的周期角度即帶動道威棱鏡20轉(zhuǎn)動一個所述周期角度，所述陣列探測器40獲取道威棱鏡20位于轉(zhuǎn)動后的位置時的待測物10的圖像投影數(shù)據(jù)；所述電機和所述陣列探測器40通過信號同步控制器實現(xiàn)同步。

所述道威棱鏡20采用索雷博公司的ps992m型號的道威棱鏡，其具備如下特性：道威棱鏡20旋轉(zhuǎn)一個θ角度，所成的像就會旋轉(zhuǎn)2θ角度。因此整個物體成像過程中只需對道威棱鏡旋轉(zhuǎn)180°，道威棱鏡20單次旋轉(zhuǎn)角度不同，其旋轉(zhuǎn)180°內(nèi)獲得的圖像投影個數(shù)不同，成像效果也就存在差異，因此旋轉(zhuǎn)角度可根據(jù)實際情況進行選擇。但是必須指出的是，這里設定道威棱鏡20旋轉(zhuǎn)180°所需的旋轉(zhuǎn)次數(shù)應為奇數(shù)，由于道威棱鏡20旋轉(zhuǎn)一個θ角度，所成的像就會旋轉(zhuǎn)2θ角度，若為偶數(shù)，道威棱鏡20則在旋轉(zhuǎn)180°過程中同一個像素點相對投影中心對稱的位置上產(chǎn)生相同的投影結(jié)果，這樣就導致了采樣冗余，影響成像效果。因此，道威棱鏡20旋轉(zhuǎn)180°所需的旋轉(zhuǎn)次數(shù)應為奇數(shù)。

本實施例中，設定道威棱鏡20旋轉(zhuǎn)180°所需的次數(shù)為225次，即每次旋轉(zhuǎn)角度為0.8°，同時設步進電機與道威棱鏡20傳動比為1:30，即電機旋轉(zhuǎn)15周道威棱鏡20轉(zhuǎn)動180°，道威棱鏡20轉(zhuǎn)動180°獲得225個不同角度下的投影。旋轉(zhuǎn)臺每轉(zhuǎn)動0.8°，等待3s供陣列探測器40進行采集投影信息，然后再轉(zhuǎn)動，不斷重復上述動作，轉(zhuǎn)完180°為止。如圖3a、圖3b、圖3c、圖3d、圖3e所示，圖3a表示飛機模型原圖，圖3b、圖3c、圖3d、圖3e分別表示道威棱鏡20旋轉(zhuǎn)180°所需的次數(shù)為75、90、150和225次時通過本發(fā)明的方法所成的圖像。通過對比可得，道威棱鏡20旋轉(zhuǎn)180°所需的次數(shù)為225次時，通過本發(fā)明的方法所成的圖像效果最好。

所述陣列探測器40采用艾克騰視工業(yè)相機，其可以設置為面陣工作模式和線陣工作模式。通過軟件接口可以自由切換，上電時默認為面陣工作模式。本實施例一中所述陣列探測器40設置為面陣工作模式。

所述待測物10置于有自然光照射的環(huán)境下，以便產(chǎn)生自然反射光線進行后續(xù)成像工作。同樣地，所述標的圖像也置于有自然光照射的環(huán)境下，該標的圖像為黑色背景，背景內(nèi)有一個便于識別的白點,如圖4所示。

本發(fā)明實施例對各器件的型號、樣式除做特殊說明的以外，其他器件的型號、樣式不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

下面結(jié)合具體工作過程和附圖，對本發(fā)明基于實施例一的成像系統(tǒng)進行成像的方法進行詳細說明：

s1，需要得到待測物10待測面分辨率為n*n的圖像時，將分辨率為n*n、黑底白點的標的圖像置于待測物10的位置，標的圖像表示為s(x,y)，x、y分別表示水平方向和垂直方向上的坐標，x＝1,2,3…,n，y＝1,2,3…,n，點s(x,y)表示第x行、第y列的像素點；電機帶動道威棱鏡20繞其光軸旋轉(zhuǎn)一個α角度，所述α角度小于180°且180/α為整數(shù)，使標的圖像在光照下產(chǎn)生的反射光射入道威棱鏡20，經(jīng)過道威棱鏡20后所射出的光線射在陣列探測器40的靶面上形成另一個圖像投影，陣列探測器40采集圖像投影信息，獲得標的圖像的圖像投影數(shù)據(jù)；然后繼續(xù)使道威棱鏡20轉(zhuǎn)動α角度，直至道威棱鏡20旋轉(zhuǎn)180°，此時得到180/α個圖像投影，圖像投影表示為si(x,y)，i＝1,2,3…,180/α，180/α表示道威棱鏡20旋轉(zhuǎn)180°所需的次數(shù)，x、y分別表示水平方向和垂直方向上的坐標，x＝1,2,3…,n，y＝1,2,3…,n，點si(x,y)表示旋轉(zhuǎn)第i次獲得圖像投影的第x行、第y列的像素點；

s2，找出步驟s1中獲得的標的圖像的180/α個圖像投影si(x,y)中白點的圓心，即白點的質(zhì)心，質(zhì)心坐標表示為(xi,yi)，i＝1,2,3…,180/α，其中第一張標的圖像的圖像投影s1(x,y)中白點的質(zhì)心坐標為(x1,y1)；然后通過采樣擬合圓曲線方法對180/α個質(zhì)心坐標(xi,yi)擬合成圓，得到擬合圓的圓心(a,b)，擬合圓的半徑為r；

步驟s2的具體包括以下步驟：

s11，對標的圖像的多個圖像投影si(x,y)分別進行二值化，得到二值化圖像，對于任意一個圖像投影si(x,y)，每個二值化圖像通過下述公式可求質(zhì)心坐標(xi,yi)，公式如下：

其中，點(x,y)是二值化圖像中灰度值為1的像素點，n表示二值化圖像中灰度值為1的像素點的總個數(shù)。

s12，設擬合圓的圓心為(a,b)，擬合圓的半徑為r，則各個質(zhì)心坐標(xi,yi)到圓心的距離di表示為：

di²＝(xi-a)²+(yi-b)²

各個質(zhì)心坐標(xi,yi)到圓心(a,b)的距離的平方與半徑r平方的差表示為：

δi＝di²-r²＝xi²+yi²-2axi-2byi+a²+b²-r²

取a＝-2a,b＝-2b,c＝a²+b²-r²,得到：

δi＝di²-r²＝xi²+yi²+axi+byi+c

s13，令q(a,b,c)為δi的平方和,表示為：

q(a,b,c)＝∑δi²＝∑[(xi²+yi²+axi+bxi+c)]²

求參數(shù)a,b,c使得q(a,b,c)的值最小。q(a,b,c)對a,b,c求偏導，令偏導等于0，得到極值點，比較所有極值點的函數(shù)值即可得到q(a,b,c)的最小值。

解此方程組,得到參數(shù)a,b,c。通過公式a＝a/-2、b＝b/-2、也就得到a、b、r的估計擬合值，即求得擬合圓的圓心(a,b)和擬合圓的半徑r。

s3，以步驟s2中得到的(a,b)為圓心，以質(zhì)心坐標(x1,y1)為起始點將其圍繞圓心旋轉(zhuǎn)360°，每2α角度采集一次圖像信息，共得到180/α張質(zhì)心坐標(x1,y1)的旋轉(zhuǎn)圖像hi(corrxi,corryi)，i＝1,2,3…,180/α，點hi(corrxi,corryi)表示第i張旋轉(zhuǎn)圖像質(zhì)心的坐標，具體公式如下：

corrxi＝[(x1-a)cos(2ai)-(y1-b)sin(2ai)]

corryi＝[(x1-a)sin(2ai)-(y1-b)cos(2ai)]

s4，對步驟s2中獲得的180/α個圖像投影si(x,y)中的質(zhì)心坐標(xi,yi)和步驟s3中得到的擬合圓圓心的圖像hi(corrxi,corryi)，通過以下公式求差：

vector(i,1)＝corrxi-xi

vector(i,2)＝corryi-yi

其中，vector(i,1)和vector(i,2)分別表示第i張圖像在水平方向和垂直方向上的平移矢量；

s5，將步驟s1中的標的圖像換成待測物10，待測物10的待測面表示為u(x,y)，x、y分別表示水平方向和垂直方向上的坐標，x＝1,2,3…,n，y＝1,2,3…,n，點u(x,y)表示第x行、第y列的像素點，重復步驟s1，獲得待測物10的180/α個圖像投影，表示為ui(x,y)，i＝1,2,3…,180/α，180/α表示道威棱鏡20旋轉(zhuǎn)180°的次數(shù)，x、y分別表示水平方向和垂直方向上的坐標，x＝1,2,3…,n，y＝1,2,3…,n，點ui(x,y)表示旋轉(zhuǎn)第i次獲得圖像投影的第x行、第y列的像素點；

s6，將待測物10待測面的180/α個圖像投影ui(x,y)均在水平方向上平移vector(i,1)、在垂直方向上平移vector(i,2)，得到校正后的180/α個圖像投影vi(corrxi,corryi)，i＝1,2,3…,180/α；

需要指出的是，對待測物10待測面的多個圖像投影進行平移不是簡單的圖像拖動，其平移結(jié)果的圖像不是完整的所成的圖像，是缺失某一邊緣信息的圖像。如圖5所示，其為平移后右下角的圖像信息邊緣缺失的圖像。

s7，對步驟s6中獲得的待測物10待測面的多個圖像投影vi(corrxi,corryi)進行濾波處理，得到多個經(jīng)過修正的線投影，再將此修正后的線投影做反投影運算，即進行反投影重建，得到多個投影圖像，將此多個投影圖像整合重建成最終的重構(gòu)圖像。

如圖6a、圖6b、圖6c所示，圖6a表示飛船模型的原始圖像，圖6b表示對原始圖像直接進行濾波反投影運算得到的重構(gòu)圖，圖6c表示對原始圖像通過上述成像方法得到的重構(gòu)圖。從圖6b和圖6c的兩個重構(gòu)圖可以看出，相比對原始圖像直接進行濾波反投影運算得到的重構(gòu)圖，通過本發(fā)明所述成像方法得到的重構(gòu)圖有較好的效果，重構(gòu)的圖像清晰度有很大的提升。

實施例二：

如圖2所示，一種旋轉(zhuǎn)式光學層析成像系統(tǒng)，包括沿著待測物10待測面的正面方向依次順序布置的道威棱鏡20和陣列探測器40；所述陣列探測器40連接計算機50；所述道威棱鏡20以其光軸為旋轉(zhuǎn)軸，由電機帶動旋轉(zhuǎn)，所述電機與計算機50電連接；所述待測物10和陣列探測器40視場的中心點均位于道威棱鏡20的光軸所在直線上；所述電機采用步進的控制方式，電機每轉(zhuǎn)動一個設定的周期角度即帶動道威棱鏡20轉(zhuǎn)動一個所述周期角度，所述陣列探測器40獲取道威棱鏡20位于轉(zhuǎn)動后的位置時的待測物10的圖像投影數(shù)據(jù)；所述電機和所述陣列探測器40通過信號同步控制器實現(xiàn)同步。

所述道威棱鏡20采用索雷博公司的ps992m型號的道威棱鏡，其具備如下特性：道威棱鏡20旋轉(zhuǎn)一個θ角度，所成的像就會旋轉(zhuǎn)2θ角度。因此整個物體成像過程中只需對道威棱鏡旋轉(zhuǎn)180°，道威棱鏡20單次旋轉(zhuǎn)角度不同，其旋轉(zhuǎn)180°內(nèi)獲得的圖像投影個數(shù)不同，成像效果也就存在差異，因此旋轉(zhuǎn)角度可根據(jù)實際情況進行選擇。但是必須指出的是，這里設定道威棱鏡20旋轉(zhuǎn)180°所需的旋轉(zhuǎn)次數(shù)應為奇數(shù)，由于道威棱鏡20旋轉(zhuǎn)一個θ角度，所成的像就會旋轉(zhuǎn)2θ角度，若為偶數(shù)，道威棱鏡20則在旋轉(zhuǎn)180°的過程中同一個像素點相對投影中心對稱的位置上產(chǎn)生相同的投影結(jié)果，這樣就導致了采樣冗余，影響成像效果。因此，道威棱鏡20旋轉(zhuǎn)180°所需的旋轉(zhuǎn)次數(shù)應為奇數(shù)。

本實施例中，設定道威棱鏡20旋轉(zhuǎn)180°所需的次數(shù)為225次，即每次旋轉(zhuǎn)角度為0.8°，同時設步進電機與道威棱鏡20傳動比為1:30，即電機旋轉(zhuǎn)15周道威棱鏡20轉(zhuǎn)動180°，道威棱鏡20轉(zhuǎn)動180°獲得225個不同角度下的投影。旋轉(zhuǎn)臺每轉(zhuǎn)動0.8°，等待3s供陣列探測器40進行采集投影信息，然后再轉(zhuǎn)動，不斷重復上述動作，轉(zhuǎn)完180°為止。

所述陣列探測器40采用艾克騰視工業(yè)相機，其可以設置為面陣工作模式和線陣工作模式。通過軟件接口可以自由切換，本實施例二中所述陣列探測器40設置為線陣工作模式。則相應地，所述道威棱鏡20和陣列探測器40之間設有柱面鏡30。

所述柱面鏡30采用平凸柱面透鏡；所述柱面鏡30的凸面正對道威棱鏡20，所述柱面鏡30的平面垂直于所述光軸，所述柱面鏡30的中心點位于道威棱鏡20的光軸所在直線上；所述柱面鏡30的所有焦點均位于陣列探測器40的靶面上。

所述待測物10置于有自然光照射的環(huán)境下，以便產(chǎn)生自然反射光線進行后續(xù)成像工作。同樣地，所述標的圖像也置于有自然光照射的環(huán)境下，該標的圖像為黑色背景，背景內(nèi)有一個便于識別的白點。

本發(fā)明實施例對各器件的型號、樣式除做特殊說明的以外，其他器件的型號、樣式不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

基于本發(fā)明實施例二的成像系統(tǒng)進行成像的方法與上述實施例一的成像方法相同，這里不再細述。

綜上所述，本發(fā)明針對物體成像難題，引入了旋轉(zhuǎn)式光學層析成像系統(tǒng)以及成像方法，由于本系統(tǒng)采用旋轉(zhuǎn)式光學系統(tǒng)，具有單一的旋轉(zhuǎn)裝置，結(jié)構(gòu)比較簡單，克服了圓錐掃描時的旋轉(zhuǎn)偏心作用和光學系統(tǒng)離焦作用，減小了后期算法重構(gòu)時的算法修正難度，提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。通過成像系統(tǒng)中的道威棱鏡20的旋轉(zhuǎn)獲得不同角度下的投影，利用陣列探測器40采集投影信息，并利用計算機50通過采樣擬合圓曲線方法對標的圖像的多個投影圖像進行擬合，得到擬合圓的圓心，再以擬合圓的圓心為圓心，對初始狀態(tài)下標的圖像的白點圖像投影進行旋轉(zhuǎn)，得到白點的多個投影圖像集合，再將得到的白點的多個投影圖像坐標對應地減去標的圖像的多個投影圖像坐標，得到差值；再對待測物10的多個投影圖像按照所述差值進行平移補償，獲得了高質(zhì)量的重構(gòu)圖像。