一種基于陣列光源的單像素成像系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于陣列光源的單像素成像系統(tǒng)及方法，包括：光源控制模塊、陣列式光源、發(fā)射透鏡、接收透鏡、探測模塊、采集模塊及數(shù)據(jù)處理模塊；其中，數(shù)據(jù)處理模塊向光源控制模塊發(fā)送光源控制信號；光源控制模塊根據(jù)光源控制信號控制陣列式光源發(fā)光；發(fā)射透鏡采集陣列式光源的發(fā)射光，將其投射到目標(biāo)；接收透鏡采集目標(biāo)的反射光，將其聚集到探測模塊；探測模塊對接收光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換生成光強(qiáng)響應(yīng)信號；采集模塊將光強(qiáng)響應(yīng)信號發(fā)送到數(shù)據(jù)處理模塊；數(shù)據(jù)處理模塊對光強(qiáng)響應(yīng)信號及光源控制信號進(jìn)行關(guān)聯(lián)運(yùn)算，獲得目標(biāo)圖像。本發(fā)明能夠以較低的成本實(shí)現(xiàn)精確的單像素成像，具有較大的實(shí)用價(jià)值。
【專利說明】
-種基于陣列光源的單像素成像系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及主動光學(xué)成像領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于陣列光源的單像素成像系統(tǒng)及 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 光學(xué)成像是獲取信息的基本途徑之一，目前的光學(xué)成像系統(tǒng)主要由光學(xué)系統(tǒng)與圖 像傳感器(如電荷禪合元件CCD、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體CMOS等)組成。隨著CCD及CMOS的不 斷發(fā)展，成像質(zhì)量與空間分辨率越來越高。但是，目前的圖像傳感器由于工藝的限制無法進(jìn) 一步提高性能，過多的像素點(diǎn)會造成單個像素尺寸的減少，進(jìn)而產(chǎn)生感光面減少、噪聲增加 等不利因素。
[0003] 強(qiáng)度關(guān)聯(lián)成像技術(shù)是近年來快速發(fā)展的一種新型成像技術(shù)。與傳統(tǒng)光學(xué)成像方式 不同，強(qiáng)度關(guān)聯(lián)成像采用的探測器為不具有空間分辨能力的單像素探測器或桶探測器，因 此又被稱作單像素成像。具體而言，激光束經(jīng)過空間光調(diào)制器后被調(diào)制成特定的動態(tài)散斑， 之后照射到目標(biāo)上，由單像素探測器或桶探測器采集目標(biāo)的光強(qiáng)漲落信息，通過關(guān)聯(lián)算法 對動態(tài)散斑和光強(qiáng)信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，即可得到目標(biāo)的圖像信息。強(qiáng)度關(guān)聯(lián)成像方式獨(dú)特新穎， 具有非定域性、超分辨和寬光譜特性，在遙感、光學(xué)加密和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有巨大的潛在 應(yīng)用前景。
[0004] 現(xiàn)有的強(qiáng)度關(guān)聯(lián)成像系統(tǒng)需要采用空間光調(diào)制器對光場進(jìn)行調(diào)制，且需要光學(xué)器 件對激光束進(jìn)行準(zhǔn)直擴(kuò)束，運(yùn)在一定程度上增加了成像系統(tǒng)的成本，不利于系統(tǒng)的集成，限 制了強(qiáng)度關(guān)聯(lián)成像技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。
[0005] 因此，亟需一種不依賴空間光調(diào)制器及準(zhǔn)直擴(kuò)束器件的單像素成像系統(tǒng)及方法， W解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供了一種基于陣列光源的單像素成像系統(tǒng)及方法，能夠在擬棄成本較高 的空間光調(diào)制器及準(zhǔn)直擴(kuò)束器件的前提下，實(shí)現(xiàn)精確的強(qiáng)度關(guān)聯(lián)成像。本發(fā)明不需要高靈 敏度、強(qiáng)空間分辨能力的探測器，利用單像素探測器即可記錄圖像信息，適于弱光背景環(huán)境 下的成像。同時(shí)，本發(fā)明成本較低、集成較易，在工程應(yīng)用中具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
[0007] 本發(fā)明一方面提供一種基于陣列光源的單像素成像系統(tǒng)，包括:包含光源控制模 塊、陣列式光源與發(fā)射透鏡的發(fā)射單元，包含接收透鏡、探測模塊與采集模塊的接收單元， 及包含數(shù)據(jù)處理模塊和同步模塊的控制單元;其中，
[0008] 數(shù)據(jù)處理模塊向光源控制模塊發(fā)送光源控制信號;光源控制模塊根據(jù)接收的光源 控制信號控制陣列式光源發(fā)光，產(chǎn)生隨時(shí)間變化的光強(qiáng)度二值分布的空間二維光場;發(fā)射 透鏡采集陣列式光源的發(fā)射光，將其投射到目標(biāo);接收透鏡采集目標(biāo)的反射光，將其聚集到 探測模塊;探測模塊對接收光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換生成光強(qiáng)響應(yīng)信號;采集模塊采集光強(qiáng)響應(yīng)信 號并將其發(fā)送到數(shù)據(jù)處理模塊；同步模塊用于向光源控制模塊及采集模塊發(fā)送同步信號， 使光源控制信號與光強(qiáng)響應(yīng)信號同步;數(shù)據(jù)處理模塊對光強(qiáng)響應(yīng)信號及光源控制信號進(jìn)行 關(guān)聯(lián)運(yùn)算，獲得目標(biāo)圖像。
[0009] 優(yōu)選的，所述陣列式光源包括M*N個面積相等的子光源;其中，M、N皆為大于1的正 整數(shù)，分別表示子光源橫、縱向的數(shù)目。
[0010] 優(yōu)選的，所述探測模塊為單像素光強(qiáng)探測器，所述發(fā)射透鏡為凸透鏡或透鏡組，所 述接收透鏡為凸透鏡或透鏡組。
[0011] 優(yōu)選的，所述第i次光源控制信號為矩陣信號Ri(x，y);其中，x、y分別為子光源的 橫、縱坐標(biāo)，為不大于L的正整數(shù);L為光源控制信號總數(shù)。
[0012] 優(yōu)選的，數(shù)據(jù)處理模塊對光強(qiáng)響應(yīng)信號及光源控制信號利用公式1進(jìn)行關(guān)聯(lián)運(yùn)算， 恢復(fù)出目標(biāo)圖像，即完成單像素成像：
[0013]
公或 1
[0014] 其中，G(x，y)為重建后的目標(biāo)圖像;Si為與Ri(x，y)對應(yīng)的第i次光強(qiáng)響應(yīng)信號;<〉 表示對時(shí)間的系綜平均 廣1.
/ ,〇
[0015] 優(yōu)選的，數(shù)據(jù)處理模塊對光強(qiáng)響應(yīng)信號及光源控制信號利用壓縮感知算法進(jìn)行運(yùn) 算，獲得目標(biāo)圖像。
[0016] 優(yōu)選的，利用壓縮感知算法進(jìn)行運(yùn)算具體為:假設(shè)觀測目標(biāo)本身是稀疏的，將其拉 伸為一個列向量X，再將陣列式光源控制模塊中的每個二維矩陣Ri(x，y)同樣拉伸成一行， 作為測量矩陣A中的第i行，則經(jīng)過L次調(diào)制，將有L個測量值對應(yīng)L個方程，將測量值組成一 個測量向量y，即可聯(lián)立成欠定方程組y=Ax。若物體圖像本身不是稀疏的，則可在某個基W 下稀疏表示，則方程組變?yōu)閥=AWx'。通過求解該方程組即可重構(gòu)出原圖像，運(yùn)里的重構(gòu)算 法可采用貪婪算法、匹配跟蹤算法MP和正交匹配算法OMP等壓縮感知重構(gòu)算法來實(shí)現(xiàn)。采用 壓縮感知算法重建圖像時(shí)，測量矩陣的選取一般需要滿足UUP/RIP準(zhǔn)則，假設(shè)信號X是k- sparse的，令A(yù)c {l，2，...,M?N}，定義AT為從A中抽出列標(biāo)落在集合T中的所有列組成的LX Tl子矩陣，Sk是A的k-受限等距常數(shù)。則對于{1，2, ...，M . N}的所有子集合和相應(yīng)位置上的 系數(shù)向量V={xj}vET，且|T|《k，AT需滿足：
[0017]
[0018] 本發(fā)明另一方面提供一種基于陣列光源的單像素成像方法，包括：
[0019] 數(shù)據(jù)處理模塊向光源控制模塊發(fā)送光源控制信號;光源控制模塊根據(jù)接收的光源 控制信號控制陣列式光源發(fā)光;發(fā)射透鏡采集陣列式光源的發(fā)射光，將其投射到目標(biāo);接收 透鏡采集目標(biāo)的反射光，將其聚集到探測模塊;探測模塊對接收光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換生成光強(qiáng) 響應(yīng)信號;采集模塊采集光強(qiáng)響應(yīng)信號并將其發(fā)送到數(shù)據(jù)處理模塊;數(shù)據(jù)處理模塊對光強(qiáng) 響應(yīng)信號及光源控制信號進(jìn)行關(guān)聯(lián)運(yùn)算，獲得目標(biāo)圖像;其中，所述探測模塊為單像素光強(qiáng) 探測器，所述發(fā)射透鏡為凸透鏡或透鏡組，所述接收透鏡為凸透鏡或透鏡組。
[0020] 優(yōu)選的，所述方法還包括：向光源控制模塊及采集模塊發(fā)送同步信號，使光源控制 信號與光強(qiáng)響應(yīng)信號同步。
[0021] 優(yōu)選的，所述陣列式光源包括M*N個面積相等的子光源；W及所述光源控制信號為 矩陣信號Ri(x，y);其中，
[0022] M、N皆為大于1的正整數(shù)，分別表示子光源橫、縱向的數(shù)目；x、y分別為子光源的橫、 縱坐標(biāo)，為不大于L的正整數(shù);L為光源控制信號總數(shù)。
[0023] 優(yōu)選的，數(shù)據(jù)處理模塊對光強(qiáng)響應(yīng)信號及光源控制信號利用公式1進(jìn)行關(guān)聯(lián)運(yùn)算：
[0024]
公式 1
[0025] 其中，G(x，y)為重建的目標(biāo)圖像;Si為與Ri(x，y)對應(yīng)的光強(qiáng)響應(yīng)信號;<〉表示對時(shí) 間的系綜平均
[0026] 由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明不需要空間光調(diào)制器及準(zhǔn)直擴(kuò)束器件，W較低的成 本即可實(shí)現(xiàn)精確的強(qiáng)度關(guān)聯(lián)成像。同時(shí)，系統(tǒng)成本較低、結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用性強(qiáng)，適于弱光背景 環(huán)境下成像。
【附圖說明】
[0027] 圖1是本發(fā)明的基于陣列光源的單像素成像系統(tǒng)示意圖；
[0028] 圖2是本發(fā)明的光源控制信號第一示例圖；
[0029] 圖3是本發(fā)明的光源控制信號第二示例圖；
[0030] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例獲得的單像素光強(qiáng)探測器輸出信號；
[0031] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例中對雙縫物體的單像素成像結(jié)果；
[0032] 圖6是本發(fā)明的基于陣列光源的單像素成像方法示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下參照附圖并舉出優(yōu)選實(shí) 施例，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。然而，需要說明的是，說明書中列出的許多細(xì)節(jié)僅僅是為 了使讀者對本發(fā)明的一個或多個方面有一個透徹的理解，即便沒有運(yùn)些特定的細(xì)節(jié)也可W 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的運(yùn)些方面。
[0034] 本發(fā)明考慮到現(xiàn)有的強(qiáng)度關(guān)聯(lián)成像系統(tǒng)需要采用空間光調(diào)制器對光場進(jìn)行調(diào)制， 且需要光學(xué)器件對激光束進(jìn)行準(zhǔn)直擴(kuò)束，由此增加了成像系統(tǒng)的成本，不利于系統(tǒng)的集成， 限制了強(qiáng)度關(guān)聯(lián)成像技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。
[0035] 針對于此，本發(fā)明采用陣列式光源及其控制模塊進(jìn)行信號光的發(fā)射，避免了空間 光調(diào)制器及準(zhǔn)直擴(kuò)束器件的使用，由此節(jié)約了成本，拓展了系統(tǒng)使用范圍。同時(shí)，本發(fā)明利 用單像素探測器采集光強(qiáng)信息，系統(tǒng)成本較低、結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用性強(qiáng)，適于弱光背景環(huán)境下 成像。
[0036] 圖1示出了本發(fā)明的基于陣列光源的單像素成像系統(tǒng)示意圖，參見圖1，所述系統(tǒng) 包括發(fā)射信號光的發(fā)射單元1、對目標(biāo)反射光進(jìn)行接收及探測的接收單元2與進(jìn)行控制及數(shù) 據(jù)處理的控制單元3。
[0037] 進(jìn)一步，發(fā)射單元1包括光源控制模塊11、陣列式光源12與發(fā)射透鏡13;接收單元2 包括接收透鏡21、探測模塊22與采集模塊23;控制單元3包括數(shù)據(jù)處理模塊31。
[0038] 具體地，所述系統(tǒng)按照如下過程運(yùn)行:數(shù)據(jù)處理模塊31向光源控制模塊11發(fā)送光 源控制信號;光源控制模塊11接收光源控制信號，并根據(jù)光源控制信號控制陣列式光源12 產(chǎn)生變化的光場;發(fā)射透鏡13采集陣列式光源12的發(fā)射光，將其投射到目標(biāo);接收透鏡21采 集目標(biāo)的后向反射光，將其聚集到探測模塊22的感光面;探測模塊22對接收光進(jìn)行光電轉(zhuǎn) 換生成光強(qiáng)響應(yīng)信號;采集模塊23采集光強(qiáng)響應(yīng)信號并將其發(fā)送到數(shù)據(jù)處理模塊31;控制 單元3還包括同步模塊32,用于向光源控制模塊11及采集模塊23發(fā)送同步信號，使光源控制 模塊11發(fā)送的光源控制信號與采集模塊23采集的光強(qiáng)響應(yīng)信號在時(shí)序上一一對應(yīng)。數(shù)據(jù)處 理模塊31對光強(qiáng)響應(yīng)信號及光源控制信號進(jìn)行關(guān)聯(lián)運(yùn)算，獲得目標(biāo)圖像。由上述過程可知， 本發(fā)明不需要空間光調(diào)制器及準(zhǔn)直擴(kuò)束器件，即可實(shí)現(xiàn)精確的強(qiáng)度關(guān)聯(lián)成像，系統(tǒng)成本較 低，易于集成，實(shí)用性強(qiáng)，適于在弱光背景下工作。
[0039] 較佳地，在本發(fā)明實(shí)施例中，陣列式光源12包括M*N個面積相等的子光源;其中，M、 N皆為大于1的正整數(shù)，分別表示子光源橫、縱向的數(shù)目。光源控制信號為矩陣信號Ri(x，y); 其中，x、y分別為子光源的橫、縱坐標(biāo)，為不大于L的正整數(shù);L為光源控制信號 總數(shù)。
[0040] 在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，光源控制模塊11根據(jù)光源控制信號及同步模塊32發(fā)送的 同步信號獨(dú)立控制各子光源的開啟與關(guān)閉，產(chǎn)生時(shí)序變化的二維二值化光場。
[0041] 作為一個優(yōu)選方案，數(shù)據(jù)處理模塊31對光強(qiáng)響應(yīng)信號及光源控制信號利用公式1 進(jìn)行關(guān)聯(lián)運(yùn)算，獲得目標(biāo)圖像：
[0042]
會式 1
[0043] 其中，G(x，y)為目標(biāo)圖像;Si為與Ri(x，y)對應(yīng)的光強(qiáng)響應(yīng)信號； <〉表示對時(shí)間的系 綜平均。
[0044] 具體地：
[0045]
[0046]
[0047]
[004引另外，數(shù)據(jù)處理模塊31還可W對光強(qiáng)響應(yīng)信號及光源控制信號利用壓縮感知算法 進(jìn)行運(yùn)算，重建出目標(biāo)圖像，完成單像素成像。
[0049] 在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，探測模塊22為單像素光強(qiáng)探測器?？梢姳景l(fā)明不需要面 探測器，只需一個點(diǎn)探測器即可成像，在不適合或不能采用體積較大的面探測器時(shí)具有重 要的應(yīng)用價(jià)值。上述單像素光強(qiáng)探測器可W是光電二極管、光電倍增管、單光子探測器或光 電池等。
[0050] 較佳地，發(fā)射透鏡13為凸透鏡或透鏡組，接收透鏡21為凸透鏡或透鏡組。采集模塊 23為數(shù)據(jù)采集卡，根據(jù)同步模塊32發(fā)送的同步信號采集光強(qiáng)響應(yīng)信號。為了避免失真，采集 模塊23的采集速率大于光源控制模塊11的調(diào)制頻率。
[0051 ]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，陣列式光源采用包含64*32個子光源的單色Lm)陣列， 發(fā)射透鏡為焦距為25mm的凸透鏡，光源控制信號及光強(qiáng)響應(yīng)信號的數(shù)量L=1000 ,接收透鏡 為焦距為35mm的凸透鏡，探測模塊采用光電池。如上設(shè)置的單像素成像系統(tǒng)對長度為15mm、 縫寬為5mm、縫間距為6mm的反射型雙縫成像。
[0052] 圖2、3分別示出了上述實(shí)施例的兩種二值化光源控制信號。圖4示出了上述實(shí)施例 的1000個光強(qiáng)響應(yīng)信號，圖中橫坐標(biāo)是采集點(diǎn)序號，縱坐標(biāo)為信號電平。圖5為本發(fā)明對上 述反射型雙縫所成的像（中間的亮點(diǎn)為雙縫物體像，存在若干邊緣噪點(diǎn)）?？蒞看到，本發(fā)明 實(shí)現(xiàn)了較為精確的單像素成像，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
[0053] 圖6示出了本發(fā)明提供的基于陣列光源的單像素成像方法示意圖，如圖6所示，所 述方法按照W下步驟執(zhí)行：
[0054] 首先，在步驟Sl中，數(shù)據(jù)處理模塊向光源控制模塊發(fā)送光源控制信號;光源控制模 塊根據(jù)接收的光源控制信號控制陣列式光源發(fā)光;發(fā)射透鏡采集陣列式光源的發(fā)射光，將 其投射到目標(biāo)。
[0055] 接著，在步驟S2中，接收透鏡采集目標(biāo)的反射光，將其聚集到探測模塊;探測模塊 對接收光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換生成光強(qiáng)響應(yīng)信號;采集模塊采集光強(qiáng)響應(yīng)信號并將其發(fā)送到數(shù)據(jù) 處理模塊。
[0056] 接下來，在步驟S3中，數(shù)據(jù)處理模塊對光強(qiáng)響應(yīng)信號及光源控制信號進(jìn)行關(guān)聯(lián)運(yùn) 算，獲得目標(biāo)圖像。
[0057] 較佳地，探測模塊為單像素光強(qiáng)探測器，發(fā)射透鏡為凸透鏡或透鏡組，接收透鏡為 凸透鏡或透鏡組。
[005引在發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，所述方法還包括：向光源控制模塊及采集模塊發(fā)送同步信 號，使光源控制信號與光強(qiáng)響應(yīng)信號同步。
[0059] 在發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，陣列式光源包括M*N個面積相等的子光源;光源控制信號為 矩陣信號Ri(x，y);其中，
[0060] M、N皆為大于1的正整數(shù)，分別表示子光源橫、縱向的數(shù)目；x、y分別為子光源的橫、 縱坐標(biāo)，為不大于L的正整數(shù);L為光源控制信號總數(shù)。
[0061] 數(shù)據(jù)處理模塊對光強(qiáng)響應(yīng)信號及光源控制信號利用公式1進(jìn)行關(guān)聯(lián)運(yùn)算：
[0062]
會或 1
[0063] 其中，G(x，y)為重建的目標(biāo)圖像;Si為與Ri(x，y)對應(yīng)的光強(qiáng)響應(yīng)信號;<〉表示對時(shí) 間的系綜平均，
[0064] 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了 W下技術(shù)效果：
[0065] (1)不需要面探測器，無須掃描，只需一個點(diǎn)探測器即可成像，在不適合或不能采 用體積較大的面探測器時(shí)具有極大的應(yīng)用價(jià)值。
[0066] (2)不需要空間光調(diào)制器及準(zhǔn)直擴(kuò)束器件，系統(tǒng)成本低，易于集成。
[0067] (3)可采用壓縮感知算法重建圖像，采樣率可W小于香農(nóng)-奈奎斯特采樣極限，避 免了大量冗余數(shù)據(jù)，適用于圖像信息量比較大的多光譜、超光譜成像，成像效率高。
[0068] 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可W理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可W 通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序可W存儲于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中，如： ROM/RAM、磁碟、光盤等。
[0069] W上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可W作出若干改進(jìn)和潤飾，運(yùn)些改進(jìn)和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于陣列光源的單像素成像系統(tǒng)，其特征在于，包括:包含光源控制模塊、陣列 式光源與發(fā)射透鏡的發(fā)射單元，包含接收透鏡、探測模塊與采集模塊的接收單元，及包含數(shù) 據(jù)處理模塊和同步模塊的控制單元;其中， 數(shù)據(jù)處理模塊向光源控制模塊發(fā)送光源控制信號;光源控制模塊根據(jù)接收的光源控制 信號控制陣列式光源發(fā)光;發(fā)射透鏡采集陣列式光源的發(fā)射光，將其投射到目標(biāo);接收透鏡 采集目標(biāo)的反射光，將其聚集到探測模塊;探測模塊對接收光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換生成光強(qiáng)響應(yīng) 信號;采集模塊采集光強(qiáng)響應(yīng)信號并將其發(fā)送到數(shù)據(jù)處理模塊;數(shù)據(jù)處理模塊對光強(qiáng)響應(yīng) 信號及光源控制信號進(jìn)行關(guān)聯(lián)運(yùn)算，獲得目標(biāo)圖像。2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元還包括： 同步模塊，用于向光源控制模塊及采集模塊發(fā)送同步信號，使光源控制信號與光強(qiáng)響 應(yīng)信號同步。3. 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述探測模塊為單像素光強(qiáng)探測器，所述發(fā) 射透鏡為凸透鏡或透鏡組，所述接收透鏡為凸透鏡或透鏡組。4. 如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述陣列式光源包括M*N個面積相等的子光 源;其中，M、N皆為大于1的正整數(shù)，分別表示子光源橫、縱向的數(shù)目。5. 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光源控制信號為矩陣信號R1(Xd);其中， x、y分別為子光源的橫、縱坐標(biāo)，X彡M，y彡N;i為不大于L的正整數(shù);L為光源控制信號總數(shù)。6. 如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)據(jù)處理模塊對光強(qiáng)響應(yīng)信號及光源控制信 號利用公式1講行關(guān)聯(lián)運(yùn)筧：其中，G(x，y)為重建的目標(biāo)圖像;Si為與Ri(x，y)對應(yīng)的光強(qiáng)響應(yīng)信號;〈>表示對時(shí)間的 系綜平均7. -種基于陣列光源的單像素成像方法，其特征在于，包括： 數(shù)據(jù)處理模塊向光源控制模塊發(fā)送光源控制信號;光源控制模塊根據(jù)接收的光源控制 信號控制陣列式光源發(fā)光;發(fā)射透鏡采集陣列式光源的發(fā)射光，將其投射到目標(biāo);接收透鏡 采集目標(biāo)的反射光，將其聚集到探測模塊;探測模塊對接收光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換生成光強(qiáng)響應(yīng) 信號;采集模塊采集光強(qiáng)響應(yīng)信號并將其發(fā)送到數(shù)據(jù)處理模塊;數(shù)據(jù)處理模塊對光強(qiáng)響應(yīng) 信號及光源控制信號進(jìn)行關(guān)聯(lián)運(yùn)算，獲得目標(biāo)圖像;其中， 所述探測模塊為單像素光強(qiáng)探測器，所述發(fā)射透鏡為凸透鏡或透鏡組，所述接收透鏡 為凸透鏡或透鏡組。8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法還包括： 向光源控制模塊及采集模塊發(fā)送同步信號，使光源控制信號與光強(qiáng)響應(yīng)信號同步。9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述陣列式光源包括M*N個面積相等的子光 源；以及所述光源控制信號為矩陣信號R1(Xd);其中， M、N皆為大于1的正整數(shù)，分別表示子光源橫、縱向的數(shù)目；x、y分別為子光源的橫、縱坐 標(biāo)，x<M，y$N;i為不大于L的正整數(shù);L為光源控制信號總數(shù)。10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，數(shù)據(jù)處理模塊對光強(qiáng)響應(yīng)信號及光源控制 信號利用公式1進(jìn)行關(guān)聯(lián)運(yùn)算：其中，G(x，y)為重建的目標(biāo)圖像;Si為與Ri(x，y)對應(yīng)的光強(qiáng)響應(yīng)信號;〈>表示對時(shí)間的 系綜平均：
【文檔編號】G01S17/89GK106019307SQ201610330690
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月18日
【發(fā)明人】楊照華, 劉保磊, 余遠(yuǎn)金, 祁振強(qiáng)
【申請人】北京航空航天大學(xué), 北京航天自動控制研究所