【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)總體上涉及成像技術(shù)，更特別地，涉及一種編碼盤，以及基于旋轉(zhuǎn)編碼的抗干擾、可變分辨率單像素成像系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、在單像素成像、計(jì)算成像、結(jié)構(gòu)光照明等系統(tǒng)中，光場(chǎng)調(diào)制是必要環(huán)節(jié)，目前常用的光場(chǎng)調(diào)制器件為數(shù)字微鏡器件(dmd)，主要由美國(guó)國(guó)家儀器公司(ni)生產(chǎn)，其常用的一款產(chǎn)品分辨率為768×1024，每個(gè)微鏡尺寸為13.7×13.7μm2，整個(gè)陣列面積為14.0×10.5mm2，典型刷新速度為22khz?？臻g光調(diào)制器件的刷新速度是影響成像效果的關(guān)鍵因素,現(xiàn)有調(diào)制速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足對(duì)快速移動(dòng)物體的成像需求。同時(shí)，基于空間調(diào)制器的單像素成像系統(tǒng)也對(duì)于光學(xué)波段有一定限制，有源陣列區(qū)域由大型矩形陣列的鋁制微鏡組成，這些微鏡在可見(jiàn)光范圍(420nm至680nm)內(nèi)的標(biāo)稱反射率為89％，用于成像系統(tǒng)時(shí)會(huì)降低光學(xué)透過(guò)率。
2、基于掩模調(diào)制的單像素成像系統(tǒng)填補(bǔ)了采用dmd器件帶來(lái)的刷新速度低和透光率低等問(wèn)題，可以實(shí)現(xiàn)快速單像素成像，很大程度上提升了單像素成像系統(tǒng)的實(shí)用性，并且在x射線和太赫茲波等非光學(xué)領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。然而，現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)掩模板單像素成像系統(tǒng)均采用透過(guò)式單像素成像方式，抗干擾能力差，并且現(xiàn)有設(shè)計(jì)方案僅采用單一分辨率圖像進(jìn)行光場(chǎng)調(diào)制，成像僅可實(shí)現(xiàn)單一的分辨能力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)上述問(wèn)題，提出了本專利技術(shù)。
2、本專利技術(shù)的一個(gè)方面提供一種用于單像素成像的編碼盤，包括：盤體；位于所述盤體上的第一編碼區(qū)域，所述第一編碼區(qū)域包括位于所述盤體上的第
3、在一實(shí)施例中，所述編碼盤還包括：位于所述盤體上的第二編碼區(qū)域，所述第二編碼區(qū)域包括位于所述盤體上的第一碼道中的第二編碼圖案區(qū)和位于第二碼道中的第二參考區(qū)，所述第二編碼圖案區(qū)包括透射區(qū)和非透射區(qū)形成的編碼圖案，所述第二參考區(qū)為全透射區(qū)，所述第二編碼圖案區(qū)和所述第二參考區(qū)在所述盤體的徑向方向上相鄰，并且沿圓周方向連續(xù)延伸相同的圓周角。其中，所述第一編碼區(qū)域和所述第二編碼區(qū)域在所述盤體的圓周方向上彼此分隔開。
4、在一實(shí)施例中，所述第一編碼圖案區(qū)中的編碼圖案具有第一分辨率，所述第二編碼圖案區(qū)中的編碼圖案具有第二分辨率，所述第一分辨率不同于所述第二分辨率。
5、在一實(shí)施例中，所述第一編碼圖案區(qū)、所述第一參考區(qū)、所述第二編碼圖案區(qū)和所述第二參考區(qū)在所述盤體的徑向方向上具有相同的寬度，所述第一編碼圖案區(qū)和所述第二編碼圖案區(qū)在圓周方向上彼此對(duì)準(zhǔn)，所述第一參考區(qū)和所述第二參考區(qū)在圓周方向上彼此對(duì)準(zhǔn)。
6、本專利技術(shù)的另一方面提供一種單像素成像系統(tǒng)，包括：上述編碼盤；驅(qū)動(dòng)裝置，用于驅(qū)動(dòng)所述編碼盤旋轉(zhuǎn)；成像透鏡組，用于將來(lái)自成像目標(biāo)的光束聚焦至所述編碼盤的第一碼道；分束器，用于將所述成像透鏡組聚焦的光束的一部分引導(dǎo)至所述編碼盤的第二碼道；第一單像素探測(cè)器，用于探測(cè)經(jīng)所述編碼盤的第一碼道透射的光并提供第一信號(hào)；第二單像素探測(cè)器，用于探測(cè)經(jīng)所述編碼盤的第二碼道透射的光并提供第二信號(hào)；數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集來(lái)自所述第一單像素探測(cè)器的第一信號(hào)和來(lái)自所述第二單像素探測(cè)器的第二信號(hào)；以及圖像重構(gòu)模塊，用于基于所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)之間的差分信號(hào)重構(gòu)所述成像目標(biāo)的圖像。
7、在一實(shí)施例中，所述單像素成像系統(tǒng)還包括：差分模塊，配置為接收所述第一單像素探測(cè)器提供的第一信號(hào)和所述第二單像素探測(cè)器提供的第二信號(hào)，形成差分信號(hào)，并將所述差分信息提供給所述數(shù)據(jù)采集模塊。
8、在一實(shí)施例中，所述單像素成像系統(tǒng)還包括：與所述驅(qū)動(dòng)裝置相關(guān)聯(lián)的同步模塊，當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述編碼盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述同步模塊產(chǎn)生與所述編碼盤上的編碼區(qū)域經(jīng)過(guò)所述第一單像素探測(cè)器和所述第二單像素探測(cè)器的時(shí)間相對(duì)應(yīng)的同步信號(hào)，并且將所述同步信號(hào)提供給所述數(shù)據(jù)采集模塊。
9、在一實(shí)施例中，所述圖像重構(gòu)模塊基于所述同步信號(hào)確定所述差分信號(hào)中的與所述編碼盤的編碼區(qū)域?qū)?yīng)的部分，并且從所確定的差分信號(hào)的部分重構(gòu)所述成像目標(biāo)的圖像。
10、在一實(shí)施例中，當(dāng)所述編碼盤包括第一編碼區(qū)域和第二編碼區(qū)域時(shí)，所述圖像重構(gòu)模塊基于所述同步信號(hào)確定所述差分信號(hào)中的與所述第一編碼區(qū)域?qū)?yīng)的第一部分和與所述第二編碼區(qū)域?qū)?yīng)的第二部分，從所述差分信號(hào)的第一部分重構(gòu)所述成像目標(biāo)的具有第一分辨率的第一圖像，從所述差分信號(hào)的第二部分重構(gòu)所述成像目標(biāo)的具有第二分辨率的第二圖像。
11、本專利技術(shù)通過(guò)采用從不同碼道采集的信號(hào)的差分信號(hào)來(lái)重構(gòu)成像目標(biāo)的圖像，可以抵消采集信號(hào)中的噪聲，具有抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。此外，通過(guò)在編碼盤的不同區(qū)域采用不同分辨率的編碼圖案，可以實(shí)現(xiàn)多種不同分辨率的成像結(jié)果，進(jìn)一步提高了該技術(shù)的實(shí)用性。
12、本專利技術(shù)的上述及其他特征和優(yōu)點(diǎn)將從下面結(jié)合附圖對(duì)示例性實(shí)施例的具體描述而變得顯而易見(jiàn)。
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1.一種用于單像素成像的編碼盤，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的編碼盤，還包括：
3.如權(quán)利要求2所述的編碼盤，其中，所述第一編碼圖案區(qū)(111)中的編碼圖案具有第一分辨率，所述第二編碼圖案區(qū)(121)中的編碼圖案具有第二分辨率，所述第一分辨率不同于所述第二分辨率。
4.如權(quán)利要求2所述的編碼盤，其中，所述第一編碼圖案區(qū)(111)、所述第一參考區(qū)(112)、所述第二編碼圖案區(qū)(121)和所述第二參考區(qū)(122)在所述盤體(101)的徑向方向上具有相同的寬度，所述第一編碼圖案區(qū)(111)和所述第二編碼圖案區(qū)(121)在圓周方向上彼此對(duì)準(zhǔn)，所述第一參考區(qū)(112)和所述第二參考區(qū)(122)在圓周方向上彼此對(duì)準(zhǔn)。
5.一種單像素成像系統(tǒng)，包括：
6.如權(quán)利要求5所述的單像素成像系統(tǒng)，還包括：
7.如權(quán)利要求5所述的單像素成像系統(tǒng)，還包括：
8.如權(quán)利要求7所述的單像素成像系統(tǒng)，其中，所述圖像重構(gòu)模塊(207)基于所述同步信號(hào)確定所述差分信號(hào)中的與所述編碼盤的編碼區(qū)域?qū)?yīng)的部分，并且從所確定的差分信號(hào)的部分
9.如權(quán)利要求7所述的單像素成像系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述編碼盤(100)包括第一編碼區(qū)域(110)和第二編碼區(qū)域(120)時(shí)，所述圖像重構(gòu)模塊(207)基于所述同步信號(hào)確定所述差分信號(hào)中的與所述第一編碼區(qū)域(110)對(duì)應(yīng)的第一部分和與所述第二編碼區(qū)域(120)對(duì)應(yīng)的第二部分，從所述差分信號(hào)的第一部分重構(gòu)所述成像目標(biāo)的具有第一分辨率的第一圖像，從所述差分信號(hào)的第二部分重構(gòu)所述成像目標(biāo)的具有第二分辨率的第二圖像。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于單像素成像的編碼盤，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的編碼盤，還包括：
3.如權(quán)利要求2所述的編碼盤，其中，所述第一編碼圖案區(qū)(111)中的編碼圖案具有第一分辨率，所述第二編碼圖案區(qū)(121)中的編碼圖案具有第二分辨率，所述第一分辨率不同于所述第二分辨率。
4.如權(quán)利要求2所述的編碼盤，其中，所述第一編碼圖案區(qū)(111)、所述第一參考區(qū)(112)、所述第二編碼圖案區(qū)(121)和所述第二參考區(qū)(122)在所述盤體(101)的徑向方向上具有相同的寬度，所述第一編碼圖案區(qū)(111)和所述第二編碼圖案區(qū)(121)在圓周方向上彼此對(duì)準(zhǔn)，所述第一參考區(qū)(112)和所述第二參考區(qū)(122)在圓周方向上彼此對(duì)準(zhǔn)。
5.一種單像素成像系統(tǒng)，包括：
6.如權(quán)利要求...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李明飛，張?jiān)较?/a>，吳令安，全保剛，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)科學(xué)院物理研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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