基于強(qiáng)度關(guān)聯(lián)成像的目標(biāo)圖像分離裝置及分離方法
【專利摘要】一種基于強(qiáng)度關(guān)聯(lián)成像的目標(biāo)圖像分離裝置及分離方法，分離裝置包括：激光濾波系統(tǒng)、贗熱光系統(tǒng)、參考臂系統(tǒng)、物臂系統(tǒng)以及算法模塊。激光器、物光路桶探測(cè)器和參考光路面探測(cè)器由計(jì)算機(jī)中發(fā)出的一個(gè)同步脈沖信號(hào)來觸發(fā)控制同時(shí)工作，經(jīng)過多次測(cè)量之后，計(jì)算機(jī)采集多次測(cè)量的結(jié)果作為探測(cè)矩陣以及信號(hào)，通過壓縮感知中的求解算法結(jié)合稀疏聯(lián)合變換可以恢復(fù)出目標(biāo)在這些變換中的系數(shù)，再利用這些系數(shù)通過分離算法得到關(guān)于目標(biāo)的不同的形態(tài)特征。通過本發(fā)明裝置分離得到視場(chǎng)中目標(biāo)圖像的不同部分。
【專利說明】基于強(qiáng)度關(guān)聯(lián)成像的目標(biāo)圖像分離裝置及分離方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光學(xué)成像領(lǐng)域，具體的說是一種基于強(qiáng)度關(guān)聯(lián)成像的目標(biāo)圖像分離裝置及分離方法。
【背景技術(shù)】
[0002]關(guān)聯(lián)成像，也稱為鬼成像，近年來吸引了越來越多的研究人員的注意力，屬于量子光學(xué)的前沿和熱門領(lǐng)域。關(guān)聯(lián)成像通過將參考臂上面陣CCD探測(cè)得到的光場(chǎng)強(qiáng)度分布與物臂上面的桶探測(cè)器得到的光強(qiáng)進(jìn)行關(guān)聯(lián)計(jì)算得到物體的圖像。關(guān)聯(lián)成像在包含物體的光路上不需要具有空間分辨的面陣探測(cè)器就可以生成物體的圖像，目前作為一種新型的成像技術(shù)受到大家的廣泛關(guān)注。但是關(guān)聯(lián)成像要得到完美的重構(gòu)圖像在理論上需要無窮多的采樣數(shù)目，而且它也無法突破其口徑的衍射極限，因此科學(xué)家們做了非常多的努力來克服這些問題，比如將關(guān)聯(lián)成像與壓縮感知結(jié)合起來，利用壓縮感知里面的一些算法來對(duì)圖像進(jìn)行恢復(fù)，這樣在相同的采樣次數(shù)下可以得到更好的圖像，也就是提高圖像的采樣效率，有的研究人員使用差分探測(cè)等有效手段來提高采樣效率。將關(guān)聯(lián)成像與圖像的稀疏性結(jié)合也可以達(dá)到超分辨的效果。而且鬼成像不僅可以對(duì)目標(biāo)成實(shí)像，而且還可以得到物體的衍射像，因此，關(guān)聯(lián)成像技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用前景越來越加的廣闊。
[0003]目標(biāo)圖像分離在關(guān)聯(lián)成像的后期應(yīng)用中扮演著非常重要的角色，利用圖像的分離可以做到目標(biāo)識(shí)別、目標(biāo)特征的加強(qiáng)等；目標(biāo)圖像分離得到的特征在其它很多的領(lǐng)域中還有著應(yīng)用，比如關(guān)聯(lián)成像也同樣可以用于遙感中，這樣的話利用圖像分離可以得到需要的圖像特征來減少存儲(chǔ)所需要的空間以及傳輸?shù)男畔⒘康拇笮　１狙b置中通過圖像中不同的特征在不同的變換下可以稀疏表示來實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)圖像特征的分離。因此，將此種圖像分離技術(shù)應(yīng)用于關(guān)聯(lián)成像裝置之后可以推動(dòng)該裝置在應(yīng)用領(lǐng)域中的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種基于強(qiáng)度關(guān)聯(lián)成像的目標(biāo)圖像分離裝置及分離方法，利用關(guān)聯(lián)成像與目標(biāo)圖像分離技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)于視場(chǎng)內(nèi)目標(biāo)特定特征的分離，從而可以實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)成像中目標(biāo)的識(shí)別、圖像特征的加強(qiáng)以及減少存儲(chǔ)有用信息所需的空間等，推動(dòng)關(guān)聯(lián)成像應(yīng)用的發(fā)展。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
[0006]一種基于強(qiáng)度關(guān)聯(lián)成像的目標(biāo)圖像分離裝置，特點(diǎn)在于該裝置包括激光器，沿該激光器出射的激光方向依次是聚焦透鏡、第一光闌、準(zhǔn)直透鏡、第二光闌、毛玻璃、分束鏡、待探測(cè)物體、透鏡和桶探測(cè)器，在所述的分束鏡的反射光方向設(shè)置面陣探測(cè)器，所述的面陣探測(cè)器和桶探測(cè)器的輸出端接計(jì)算機(jī)的輸入端，該計(jì)算機(jī)的輸出端與所述的激光器、面陣探測(cè)器和桶探測(cè)器的輸入端相連，第一光闌位于所述的聚焦透鏡的焦點(diǎn)，所述的桶探測(cè)器位于所述的透鏡的焦點(diǎn)，所述的面陣探測(cè)器到毛玻璃中心的距離z與待探測(cè)物體表面到毛玻璃中心的距離Z1滿足如下所示關(guān)系
【權(quán)利要求】
1.一種基于強(qiáng)度關(guān)聯(lián)成像的目標(biāo)圖像分離裝置，特征在于該裝置包括激光器(1)，沿該激光器出射的激光方向依次是聚焦透鏡(2)、第一光闌(3)、準(zhǔn)直透鏡(4)、第二光闌(5)、毛玻璃(6)、分束鏡(7)、待探測(cè)物體(8)、透鏡(9)和桶探測(cè)器(10)，在所述的分束鏡(7)的反射光方向設(shè)置面陣探測(cè)器(11)，所述的面陣探測(cè)器(11)和桶探測(cè)器(10)的輸出端接計(jì)算機(jī)(12)的輸入端，該計(jì)算機(jī)(12)的輸出端與所述的激光器(I)、面陣探測(cè)器(11)和桶探測(cè)器(10)的輸入端相連，第一光闌(3)位于所述的聚焦透鏡(2)的焦點(diǎn)，所述的桶探測(cè)器(10)位于所述的透鏡(9)的焦點(diǎn)，所述的面陣探測(cè)器(11)到毛玻璃(6)中心的距離z與待探測(cè)物體(8)表面到毛玻璃(6)中心的距離Z1滿足如下所示關(guān)系
2.權(quán)利要求1所述的基于強(qiáng)度關(guān)聯(lián)成像的目標(biāo)圖像分離裝置的分離方法，其特征在于該方法包括下列步驟: ①、在計(jì)算機(jī)發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)給激光器(I)、桶探測(cè)器(10)和面探測(cè)器(11)之后，激光器(I)發(fā)出一個(gè)能量脈沖，所述的桶探測(cè)器(10)測(cè)量得到一個(gè)光強(qiáng)，記為yi，所述的面探測(cè)器(11)測(cè)得一個(gè)光場(chǎng)強(qiáng)度分布記為矩陣I1，將該矩陣I1中的第二行到最后一行都移動(dòng)到第一行之后拉伸成為一個(gè)行向量(ayaln)作為測(cè)量矩陣A的第一SA1Mayaln)，重復(fù)該過程m次，毛玻璃在該過程中保持勻速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，得到一個(gè)mX I的向量(yi，y2，...，ym)T作為信號(hào)Y和一個(gè)mXn的矩陣(A1, A2,...，Am)τ作為測(cè)量矩陣A，對(duì)二維目標(biāo)圖像同樣將圖像中的第二行到最后一行移動(dòng)到第一行之后再進(jìn)行轉(zhuǎn)置操作變?yōu)橐痪S向量，將該向量表示為X= (y χη)τ，其中，矩陣右上角的符號(hào)T表示矩陣的轉(zhuǎn)置，關(guān)聯(lián)成像的數(shù)據(jù)采集過程歸結(jié)為:
【文檔編號(hào)】G06T5/00GK104021522SQ201410172434
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月28日
【發(fā)明者】韓申生, 徐旭陽, 李恩榮, 喻虹, 龔文林 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所