本發(fā)明屬于彩色自適應(yīng)壓縮計(jì)算鬼成像技術(shù)，特別是一種新型的彩色圖像獲取方法。

背景技術(shù)：

在過(guò)去的研究中，計(jì)算鬼成像主要被用來(lái)進(jìn)行灰度圖像的重構(gòu)，關(guān)于彩色圖像的獲取方法的研究很少?？紤]到彩色成像，一個(gè)直接且顯而易見(jiàn)的方法是對(duì)紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三分量分別進(jìn)行測(cè)量和重構(gòu)，然后再將三分量融合。Welsh等人([1]S S.Welsh,M P.Edgar,R.Bowman,P.Jonathan,B.Sun,and M J.Padgett,“Fast full-color computational imaging with single-pixel detectors,”O(jiān)pt.Express 21(20),23068-23074(2013).)提出了一個(gè)彩色圖像重構(gòu)方法以及系統(tǒng)，該方法使用數(shù)字光投影儀(digital light projector,DLP)在白光下向物體投影散斑，反射光強(qiáng)被分束器分成紅、綠、藍(lán)三個(gè)輸出，然后由三個(gè)單像素探測(cè)器接收。使用壓縮鬼成像對(duì)紅、綠、藍(lán)三分量進(jìn)行重構(gòu)，然后將三分量融合來(lái)獲得彩色圖像。在該系統(tǒng)中，需要三個(gè)探測(cè)器在不同位置同時(shí)測(cè)量，雖然減少了采樣所需的時(shí)間，但是增加了光路的復(fù)雜性以及成本。Nagesh([2]P.Nagesh and B.Li,“Compressive imaging of color images,”in International Conference on Acoustics,Speech and Signal Processing(IEEE,2009),pp.1261-1264.)指出，彩色圖像的紅、綠、藍(lán)分量之間有很強(qiáng)的相關(guān)性，必須對(duì)這種強(qiáng)相關(guān)性加以利用才能獲得質(zhì)量較高的彩色圖像。Nagesh將單像素探測(cè)器和拜耳濾波器結(jié)合起來(lái)，提出了一個(gè)利用稀疏交叉模型的CS重構(gòu)算法來(lái)重構(gòu)紅、綠、藍(lán)分量。

正如上述兩種算法所示，現(xiàn)有的算法均利用壓縮感知來(lái)重構(gòu)彩色圖像，所需計(jì)算開(kāi)銷巨大，重構(gòu)時(shí)間隨著成像分辨率而成指數(shù)增長(zhǎng)，成像速度緩慢。除此之外，現(xiàn)有的方法均是對(duì)紅、綠、藍(lán)三分量分別進(jìn)行重構(gòu)，所需采樣次數(shù)較多，且成像質(zhì)量差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種快速、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在減少采樣率的情況下能夠保證重構(gòu)出的彩色圖像視覺(jué)效果更佳的彩色圖像獲取方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種彩色圖像獲取方法，步驟如下：

第一步，選擇投影光的顏色，由PC的labview生成Haar小波基的二進(jìn)制圖像，通過(guò)數(shù)據(jù)采集與控制模塊的控制單元控制DMD上每個(gè)微鏡的開(kāi)關(guān)，LED發(fā)出的光通過(guò)透鏡照射在DMD上，由DMD反射Haar小波基的二進(jìn)制圖像對(duì)目標(biāo)彩色圖像進(jìn)行投影；

第二步，當(dāng)單像素光子探測(cè)器對(duì)彩色目標(biāo)圖像的反射光強(qiáng)信號(hào)進(jìn)行采樣時(shí)，使DLP在彩色目標(biāo)圖像上投影的圖像和PC端產(chǎn)生的投影圖像一致，并且每幅投影圖像只投影一次；

第三步，數(shù)據(jù)采集與控制模塊的控制單元控制DLP在白光下對(duì)彩色目標(biāo)圖像的Y分量的重要系數(shù)所在的位置進(jìn)行高分辨率投影和掃描；然后在藍(lán)光、紅光下依次對(duì)彩色目標(biāo)圖像的B、R分量的重要系數(shù)所在的位置分別進(jìn)行低分辨率投影和掃描；單像素光子探測(cè)器采樣得到的反射光強(qiáng)信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)采集與控制模塊中的模數(shù)處理單元模數(shù)轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號(hào)傳入PC，投影白色光時(shí)得到Y(jié)分量子系數(shù)中的重要小波系數(shù)，投影藍(lán)色、紅色光之后分別得到B、R分量子系數(shù)中的重要小波系數(shù)；

第四步，對(duì)已經(jīng)獲得的Y、B、R的重要小波系數(shù)進(jìn)行反小波變換，得到重構(gòu)的Y、B、R分量，當(dāng)重構(gòu)的Y分量的分辨率為N時(shí)，重構(gòu)的B、R分量的分辨率為使用最近鄰差值來(lái)上采樣B、R分量使重構(gòu)的B、R分量的大小調(diào)整到與Y分量相同；然后利用公式(1)，計(jì)算出綠色G分量，接著根據(jù)已經(jīng)得到的R、G、B分量利用公式(2)、(3)計(jì)算出U、V分量，將已經(jīng)采集得到的Y分量和計(jì)算得到的U、V融合得到重構(gòu)的彩色圖像：

$G=\frac{Y-0.299R-0.114B}{0.587}---\left(1\right)$

U＝-0.147R-0.289G+0.436B (2)

V＝0.615R-0.515G-0.100B。 (3)

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)：(1)利用擴(kuò)展的小波樹(shù)對(duì)Y、B、R三分量的重要系數(shù)進(jìn)行判斷，有效的減少了采樣次數(shù)同時(shí)保證沒(méi)有丟失重要信息，提高了圖像質(zhì)量。(2)與現(xiàn)有的彩色成像方法比，避免了CS算法所需的計(jì)算開(kāi)銷，減少了重構(gòu)所需的時(shí)間。(3)利用了人眼對(duì)亮度敏感的特性，對(duì)Y分量進(jìn)行高分辨率重構(gòu)，對(duì)B、R分量進(jìn)行低分辨率重構(gòu)，增加了亮度信息的同時(shí)減少了采樣次數(shù)。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明采用的彩色圖像獲取裝置原理示意圖。

圖2是擴(kuò)展小波樹(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是驗(yàn)證本發(fā)明所用的仿真圖案以及部分細(xì)節(jié)放大圖。

圖4是使用本發(fā)明的方法在采樣率為15％時(shí)重構(gòu)得到的彩色圖像以及部分細(xì)節(jié)放大圖。

圖5是使用本發(fā)明的方法在采樣率為30％時(shí)重構(gòu)得到的彩色圖像以及部分細(xì)節(jié)放大圖。

圖6是本發(fā)明的流程圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合圖1，本發(fā)明彩色圖像獲取方法，包括PC1、DLP(digital light projector)2、彩色目標(biāo)圖像3、單像素光子探測(cè)器4、數(shù)據(jù)采集與控制模塊5，其中PC1、DLP2、單像素光子探測(cè)器4均與數(shù)據(jù)采集與控制模塊5連接。

所述數(shù)據(jù)采集與控制模塊5由采集單元、控制單元、模數(shù)處理單元組成，控制單元控制DLP2在白光、藍(lán)光、紅光下依次對(duì)彩色目標(biāo)圖像3的重要系數(shù)所在的位置進(jìn)行投影；控制單元將PC1中生成的二進(jìn)制圖像顯示在屏幕上，然后同步地將該二進(jìn)制圖像傳送給DLP2中的數(shù)字微鏡裝置(digital micro-mirror device，DMD)；該DLP2中DMD的各個(gè)微鏡的狀態(tài)根據(jù)二進(jìn)制圖像而進(jìn)行變換，即如果二進(jìn)制圖像中是亮斑，那么對(duì)應(yīng)位置的微鏡顯示狀態(tài)為“開(kāi)”；相反地，如果二進(jìn)制圖像中是暗斑，對(duì)應(yīng)位置的微鏡狀態(tài)為“關(guān)”；當(dāng)DLP2將二進(jìn)制圖案投影在彩色目標(biāo)圖像3上時(shí)，控制單元產(chǎn)生一個(gè)同步信號(hào)，觸發(fā)單像素光子探測(cè)器4對(duì)投影的圖像進(jìn)行采樣，接收彩色目標(biāo)圖像3的反射光強(qiáng)信號(hào)，采集單元采集到反射光強(qiáng)信號(hào)后，單像素光子探測(cè)器4生成一個(gè)返回觸發(fā)信號(hào)，返回觸發(fā)信號(hào)傳入控制單元，反射光強(qiáng)信號(hào)傳入模數(shù)處理單元進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，最終分別將投影白、藍(lán)、紅光時(shí)得到的數(shù)字信號(hào)傳入PC1，從而即可得到Y(jié)(亮度)、B(藍(lán))、R(紅)三分量各自的小波重要系數(shù)；在采集的過(guò)程中，將Y分量的父系數(shù)以及子系數(shù)中所有的重要系數(shù)全部采集，而不采集B、R分量的最大分辨率層中的高頻(LH,HL,HH)重要系數(shù)，只保留了低頻分量(LL)的重要系數(shù)。

然后對(duì)已經(jīng)獲得的Y、B、R的重要小波系數(shù)進(jìn)行反小波變換，得到重構(gòu)的Y、B、R分量。由于舍棄了B、R分量的最大分辨率層的高頻系數(shù)，因此當(dāng)重構(gòu)的Y分量的分辨率為N時(shí)，B、R分量的分辨率為為了將重構(gòu)的B、R分量的大小調(diào)整到與Y分量相同，使用最近鄰差值來(lái)上采樣B、R分量。然后利用公式(1)，計(jì)算出綠色G分量。接著利用公式(2)、(3)計(jì)算出U、V分量。將已經(jīng)采集得到的Y分量和計(jì)算得到的U、V融合得到重構(gòu)的彩色圖像。

結(jié)合圖6，本發(fā)明彩色圖像獲取方法的步驟如下：

第一步，選擇投影光的顏色，由PC1的labview生成Haar小波基的二進(jìn)制圖像，通過(guò)數(shù)據(jù)采集與控制模塊5中的控制單元控制DLP2中的DMD上每個(gè)微鏡的開(kāi)關(guān)，DLP2中的LED發(fā)出的光通過(guò)透鏡照射在DMD上，由DMD反射Haar小波基的二進(jìn)制圖像對(duì)目標(biāo)彩色圖像3進(jìn)行投影。

第二步，當(dāng)單像素光子探測(cè)器4對(duì)彩色目標(biāo)圖像3的反射光強(qiáng)信號(hào)進(jìn)行采樣時(shí)，使DLP2在彩色目標(biāo)圖像3上投影的圖像和PC端1產(chǎn)生的投影圖像一致，并且每幅投影圖像只投影一次。本發(fā)明對(duì)數(shù)據(jù)采樣期間通過(guò)同步過(guò)程來(lái)克服計(jì)算機(jī)圖形管線的各種延遲，使DLP2在彩色目標(biāo)圖像3上投影的圖像和PC端1產(chǎn)生的投影圖像一致，同步過(guò)程如下：

步驟1，由PC1端的Labview產(chǎn)生Haar小波基的二進(jìn)制圖像，通過(guò)DLP2進(jìn)行投影得到投影圖像；

步驟2，投影圖像完全投影且在維持期間，由數(shù)據(jù)采集與控制模塊5中的控制單元產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)信號(hào)輸送給單像素光子探測(cè)器4，使其對(duì)彩色目標(biāo)圖像3的反射光強(qiáng)信號(hào)進(jìn)行采樣；

步驟3，單像素光子探測(cè)器4采樣結(jié)束后，生成一個(gè)返回觸發(fā)信號(hào)，該返回觸發(fā)信號(hào)傳入控制單元，反射光強(qiáng)信號(hào)傳入模數(shù)處理單元進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；

步驟4，采樣得到的反射光強(qiáng)信號(hào)通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到的信號(hào)存儲(chǔ)在PC1中，返回觸發(fā)信號(hào)使PC端生成新的投影圖像并進(jìn)行下一輪的投影。

第三步，數(shù)據(jù)采集與控制模塊5的控制單元控制DLP2分別在白光、藍(lán)光、紅光下依次對(duì)彩色目標(biāo)圖像3的Y、B、R分量的重要系數(shù)(即重要小波系數(shù))所在的位置進(jìn)行投影和判斷。單像素光子探測(cè)器4采樣得到的反射光強(qiáng)信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)采集與控制模塊5中的模數(shù)處理單元模數(shù)轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號(hào)傳入PC1，投影白色光時(shí)得到Y(jié)分量子系數(shù)中的重要小波系數(shù)，投影藍(lán)色、紅色光之后分別得到B、R分量子系數(shù)中的重要小波系數(shù)。其中Y、B、R三分量中需要采集的重要系數(shù)判斷和得到過(guò)程如下：

首先，數(shù)據(jù)采集與控制模塊5中的控制單元控制DLP2在白色光下對(duì)彩色目標(biāo)圖像3投影由PC1的labview生成Haar小波基的二進(jìn)制圖像，單像素光子探測(cè)器4對(duì)彩色目標(biāo)圖像3的反射光強(qiáng)信號(hào)進(jìn)行采樣，采樣得到的反射光強(qiáng)信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)采集與控制模塊5的模數(shù)處理單元轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號(hào)傳入PC1，掃描采樣結(jié)束后得到圖像亮度信號(hào)Y的低分辨率的粗糙圖像，對(duì)該粗糙圖像進(jìn)行一級(jí)分解得到高一層的小波系數(shù)，然后利用Y分量擴(kuò)展小波樹(shù)的父子系數(shù)與兄弟系數(shù)之間的關(guān)系確定下一層子系數(shù)中的重要系數(shù)的位置，然后數(shù)據(jù)采集與控制模塊5中的控制單元控制DLP2仍然投白色光，對(duì)Y分量子系數(shù)中的重要系數(shù)的位置進(jìn)行投影掃描采樣，直至所有子系數(shù)中的重要系數(shù)全部采集完；

其次，數(shù)據(jù)采集與控制模塊5控制DLP2在藍(lán)色光下對(duì)彩色目標(biāo)圖像3進(jìn)行投影掃描，獲得B分量的粗糙圖像，對(duì)B分量進(jìn)行一級(jí)分解得到高一層的小波系數(shù)，利用B分量擴(kuò)展小波樹(shù)的父子系數(shù)與兄弟系數(shù)之間的關(guān)系設(shè)定閾值確定下一層子系數(shù)中的重要系數(shù)的位置，然后判斷這些位置處是否為Y分量小波樹(shù)中重要系數(shù)所處的位置，只有同時(shí)滿足這兩個(gè)條件時(shí)對(duì)該位置進(jìn)行標(biāo)記。R分量中重要系數(shù)的判斷以及采集與B分量的判斷以及采集方式相同，不同的是DLP2是在紅色光下對(duì)彩色目標(biāo)圖像3進(jìn)行投影掃描的。數(shù)據(jù)采集與控制模塊5控制DLP2依次在藍(lán)色、紅色光下，對(duì)上述標(biāo)記的B、R分量子系數(shù)中的重要系數(shù)的位置進(jìn)行投影掃描，直至所有子系數(shù)中的重要系數(shù)全部采集完。

最后，在采集的過(guò)程中，將Y分量的父系數(shù)以及子系數(shù)中所有的重要系數(shù)全部采集，而不采集B、R分量的最大分辨率層中的高頻(LH,HL,HH)重要系數(shù)，只保留了低頻分量(LL)的重要系數(shù)。

第四步，對(duì)已經(jīng)獲得的Y、B、R的重要小波系數(shù)進(jìn)行反小波變換，得到重構(gòu)的Y、B、R分量。為了將重構(gòu)的B、R分量的大小調(diào)整到與Y分量相同，使用最近鄰差值來(lái)上采樣B、R分量。然后利用公式(1)，計(jì)算出綠色G分量。接著利用公式(2)、(3)計(jì)算出U、V分量。將已經(jīng)采集得到的Y分量和計(jì)算得到的U、V融合得到重構(gòu)的彩色圖像。

$G=\frac{Y-0.299R-0.114B}{0.587}---\left(1\right)$

U＝-0.147R-0.289G+0.436B (2)

V＝0.615R-0.515G-0.100B (3)

實(shí)施例

本發(fā)明可以使用DLP LightCrafter 4500進(jìn)行工作。DLP LightCrafter 4500是TI推出的光控制評(píng)估模塊，它主要由兩個(gè)子系統(tǒng)組成，一個(gè)是光引擎部分，主要包含光學(xué)鏡頭，白、紅、綠、藍(lán)LED光源和像素為912*1140的DMD等；另一個(gè)是驅(qū)動(dòng)板，主要包含LED驅(qū)動(dòng)電路、DLPC350 DMD控制器、電源管理電路、DVI轉(zhuǎn)RGB裝置等。PC端通過(guò)板卡PXI-6552連接單像素光子探測(cè)器的觸發(fā)和返回信號(hào)端，單像素光子探測(cè)器的數(shù)據(jù)輸出端連接PC，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在PC中。DLP LightCrafter 4500的DVI接口連接PC的顯示屏。通過(guò)PC上的控制軟件選擇DLP LightCrafter 4500的數(shù)據(jù)傳輸方式，由于DLP LightCrafter 4500的閃存內(nèi)存僅為32MB，可存儲(chǔ)的投影pattern數(shù)目不能滿足小波重構(gòu)需要。因此可選擇pattern sequence下的video port。首先選擇投影結(jié)構(gòu)光的顏色，由PC端的labview生成Haar小波基的二進(jìn)制圖像，通過(guò)驅(qū)動(dòng)板控制DMD上每個(gè)微鏡的開(kāi)關(guān)，LED發(fā)出的光通過(guò)透鏡照射在DMD上。由DMD反射Haar小波基的二進(jìn)制圖像對(duì)目標(biāo)彩色圖像進(jìn)行投影。

本發(fā)明的實(shí)施例選擇目標(biāo)像素為256*256，小波分解層數(shù)為3層，即第三層小波數(shù)的分辨率為64*64LL,LH,HH的分辨率均為32*32，第二層小波數(shù)的分辨率為128*128，第一層小波數(shù)的分辨率為256*256。具體有以下步驟：

1.通過(guò)PC端1的Labview產(chǎn)生Haar小波基的二進(jìn)制圖像的投影圖像，投影圖像中，只有需要采集的像素處是亮斑，其余像素處均為暗斑。

2.當(dāng)單像素光子探測(cè)器4對(duì)目標(biāo)圖像3的反射光強(qiáng)信號(hào)進(jìn)行采樣時(shí)，DLP2在目標(biāo)圖像3上投影的圖像和PC端1產(chǎn)生的投影圖像是一致的，并且每幅投影圖像只投影一次，這就需要在數(shù)據(jù)采樣期間增加一些同步過(guò)程來(lái)克服涉及計(jì)算機(jī)圖形管線的各種延遲。數(shù)據(jù)采樣期間的同步過(guò)程如下：

2.1首先由PC端1通過(guò)Labview程序隨機(jī)產(chǎn)生Haar小波基的二進(jìn)制圖像的投影圖像。投影圖像在PC端1完全顯示后，NI的板卡產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)信號(hào)使DLP2將二進(jìn)制圖像投影在目標(biāo)圖像3上。

2.2完全投影后由數(shù)據(jù)采集與控制模塊5產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)信號(hào)輸送給單像素光子探測(cè)器4，使其對(duì)目標(biāo)圖像3的反射光強(qiáng)信號(hào)進(jìn)行采樣。

2.3單像素光子探測(cè)器4采樣結(jié)束后，生成一個(gè)返回觸發(fā)信號(hào)，隨同采樣得到的反射光強(qiáng)信號(hào)一起傳輸回?cái)?shù)據(jù)采集與控制模塊5。

2.4采樣數(shù)據(jù)通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到的信號(hào)存儲(chǔ)在PC1中。返回觸發(fā)信號(hào)使PC端1生成新的投影圖像并進(jìn)行下一輪的投影。

3.Y、B、R三個(gè)分量各自的父系數(shù)的采集以及子系數(shù)中重要的小波數(shù)的判斷以及采集過(guò)程如下：

3.1在白色照明光下對(duì)目標(biāo)圖像3投影由PC1的labview生成Haar小波基的二進(jìn)制圖像，單像素光子探測(cè)器4對(duì)目標(biāo)圖像3的反射光強(qiáng)信號(hào)進(jìn)行采樣，采樣得到的反射光強(qiáng)信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)采集與控制模塊5中的模數(shù)轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號(hào)傳入PC1，掃描采樣結(jié)束后可得到Y(jié)分量的分辨率為64*64的粗糙圖像。對(duì)其進(jìn)行一級(jí)分解得到高一層的小波系數(shù)，然后利用Y分量擴(kuò)展小波樹(shù)的父子系數(shù)與兄弟系數(shù)之間的關(guān)系確定下一層子系數(shù)中的重要系數(shù)的位置，然后數(shù)據(jù)采集與控制模塊5控制DLP2仍然投白色照明光，對(duì)Y分量子系數(shù)中的重要系數(shù)的位置進(jìn)行投影掃描采樣，直至所有子系數(shù)中的重要系數(shù)全部采集完。

3.2數(shù)據(jù)采集與控制模塊5控制DLP2在藍(lán)色光下對(duì)目標(biāo)圖像3進(jìn)行投影掃描，可得到B分量的粗糙圖像。對(duì)B分量進(jìn)行一級(jí)分解得到高一層的小波系數(shù)，然后利用B分量擴(kuò)展小波樹(shù)的父子系數(shù)與兄弟系數(shù)之間的關(guān)系設(shè)定閾值確定下一層子系數(shù)中的重要系數(shù)的位置，然后判斷這些位置處是否為Y分量小波樹(shù)中重要系數(shù)所處的位置，只有同時(shí)滿足這兩個(gè)條件時(shí)對(duì)該位置進(jìn)行標(biāo)記。在所有標(biāo)記的B分量的重要子系數(shù)中，不采集B分量的最大分辨率層中的高頻重要系數(shù)，只保留了B分量低頻分量的重要系數(shù)。數(shù)據(jù)采集與控制模塊5控制DLP2在藍(lán)色光下，對(duì)上述標(biāo)記的B分量子系數(shù)中的重要系數(shù)的位置進(jìn)行投影掃描，直至所有子系數(shù)中的重要系數(shù)全部采集完。

3.3數(shù)據(jù)采集與控制模塊5控制DLP2在紅色光下對(duì)目標(biāo)圖像3進(jìn)行投影掃描，可得到R分量的粗糙圖像。對(duì)R分量進(jìn)行一級(jí)分解得到高一層的小波系數(shù)，然后利用R分量擴(kuò)展小波樹(shù)的父子系數(shù)與兄弟系數(shù)之間的關(guān)系設(shè)定閾值確定下一層子系數(shù)中的重要系數(shù)的位置，然后判斷這些位置處是否為R分量小波樹(shù)中重要系數(shù)所處的位置，只有同時(shí)滿足這兩個(gè)條件時(shí)對(duì)該位置進(jìn)行標(biāo)記。在所有標(biāo)記的R分量的重要子系數(shù)中，不采集R分量的最大分辨率層中的高頻重要系數(shù)，只保留R分量各自低頻分量的重要系數(shù)。數(shù)據(jù)采集與控制模塊5控制DLP2依舊在紅色光下，對(duì)上述標(biāo)記的R分量子系數(shù)中的重要系數(shù)的位置進(jìn)行投影掃描，直至所有子系數(shù)中的重要系數(shù)全部采集完。

4.單像素光子探測(cè)器4采樣得到的反射光強(qiáng)信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)采集與控制模塊5中的模數(shù)轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號(hào)傳入PC。對(duì)已經(jīng)獲得的Y、B、R的重要小波系數(shù)分別進(jìn)行反小波變換，得到分辨率為256*256的重構(gòu)的Y分量和分辨率為128*128的重構(gòu)的B、R分量。為了將重構(gòu)的B、R分量的大小調(diào)整到與Y分量相同，使用最近鄰差值來(lái)上采樣B、R分量。然后利用公式(1)，計(jì)算出綠色G分量。接著利用公式(2)、(3)計(jì)算出U、V分量。將已經(jīng)采集得到的Y分量和計(jì)算得到的U、V融合得到重構(gòu)的彩色圖像。

本發(fā)明通過(guò)數(shù)據(jù)仿真驗(yàn)證了本發(fā)明的性能。如圖3所示是驗(yàn)證本發(fā)明所用的原始圖案以及部分細(xì)節(jié)放大圖。圖4是使用本發(fā)明所述的方法在采樣率為15％時(shí)重構(gòu)得到的彩色圖像以及部分細(xì)節(jié)放大圖。圖5是使用本發(fā)明所述的方法在采樣率為30％時(shí)重構(gòu)得到的彩色圖像以及部分細(xì)節(jié)放大圖。圖6是本發(fā)明的流程示意圖，以分辨率為256*256彩色圖像為例，采樣率為20％。可以看出重構(gòu)出的彩色圖像均沒(méi)有彩色失真，且在采樣率較低時(shí)已經(jīng)能較為清楚的重構(gòu)出部分細(xì)節(jié)，比如Barbara頭巾和桌布上的條紋。需要說(shuō)明的是，圖3為彩色的原始圖像；圖4是在采樣率為15％的重構(gòu)結(jié)果，為彩色圖；圖5是在采樣率為30％的重構(gòu)結(jié)果，為彩色圖。圖6中的結(jié)果為彩色圖。由于申報(bào)專利時(shí)不能提供彩色圖，因此將其轉(zhuǎn)化為非彩色圖。同時(shí)，本發(fā)明避免了現(xiàn)有彩色成像技術(shù)中使用壓縮感知方法而造成的巨大計(jì)算開(kāi)銷。另外，本發(fā)明有效地降低了重構(gòu)所需的時(shí)間。