[发明专利]使用具有一个或多个衰减层的图像传感器的无透镜成像系统

说明书

关于联邦赞助的研究或开发的声明

本发明是在由国家科学基金会授予的授权号为CCF-1117939的政府支持下进行的。本发明是在由国家科学基金会授予的授权号为IIS-1116718的政府支持下进行的。本发明是在由国防部海军研究局授予的授权号为N00014-10-1-0989的政府支持下进行的。政府对本发明享有一定的权利。

背景技术

相机可以包括透镜和成像传感器。透镜可将来自场景的光引导到图像传感器上。图像传感器可以将由透镜捕捉的光转换为电信号。可以基于由图像传感器产生的电信号和透镜的光学特性来重建场景。

发明内容

一方面，根据本发明的一个或多个实施方式的用于生成场景图像的无透镜成像系统包括：电磁(EM)辐射传感器；布置在EM辐射传感器和场景之间的掩模；以及图像处理器，其在EM辐射传感器暴露于场景时从EM辐射传感器获得信号，并且至少部分地基于该信号以及场景与EM辐射传感器之间的传递函数来估计场景图像。

一方面，根据本发明的一个或多个实施方式的使用无透镜成像系统来生成图像的方法包括：获得传递矩阵，所述传递矩阵将由图像传感器在暴露于来自场景的电磁(EM)辐射时产生的电信号与场景图像关联；和基于传递矩阵以及由图像传感器在暴露于场景时产生的电信号来生成场景图像。

附图说明

将参考附图描述本发明的某些实施方式。然而，附图仅以示例来说明本发明的某些方面或实施，而并不意味着限制权利要求的范围。

图1示出了根据本发明的一个或多个实施方式的系统的图。

图2示出了根据本发明的一个或多个实施方式的电磁辐射传感器的图。

图3示出了根据本发明的一个或多个实施方式的掩模的图。

图4示出了根据本发明的一个或多个实施方式的图像处理器的图。

图5示出了根据本发明的实施方式的用于校准无透镜成像系统的方法的流程图。

图6示出了根据本发明的实施方式的使用无透镜成像系统来生成图像的流程图。

图7A示出了根据本发明的实施方式的第一最大长度序列的示例。

图7B示出了根据本发明的实施方式的基于第一最大长度序列的矩阵的示例。

图7C示出了根据本发明的实施方式的由无透镜成像系统生成的场景图像的示例。

图7D示出了根据本发明的实施方式的由无透镜成像系统生成的场景图像的示例。

图7E示出了根据本发明的实施方式的由无透镜成像系统生成的场景图像的示例。

图7F示出了根据本发明的实施方式的由无透镜成像系统生成的场景图像的示例。

图8A示出了根据本发明的实施方式的第二最大长度序列的示例。

图8B示出了根据本发明的实施方式的基于第二最大长度序列的矩阵的示例。

图8C示出了根据本发明的实施方式的由无透镜成像系统生成的场景图像的示例。

图8D示出了根据本发明的实施方式的由无透镜成像系统生成的场景图像的示例。

图8E示出了根据本发明的实施方式的由无透镜成像系统生成的场景图像的示例。

具体实施方式

现在将参考附图描述具体实施方式。在下面的描述中，呈现许多细节作为本发明的示例。本领域的技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明的一个或多个实施例，并且在不脱离本发明的范围的情况下可以进行许多变型或修改。为了避免使说明不清楚，省略了本领域普通技术人员已知的某些细节。

本发明的实施方式涉及无透镜成像系统、无透镜成像传感器和用于操作无透镜成像系统的方法。无透镜成像系统可以响应于接收电磁(EM)辐射而产生电信号。由无透镜成像系统生成的电信号可以由图像处理器处理，以生成电磁能量从其散射的场景图像。

在本发明的一个或多个实施方式中，无透镜成像系统可以包括电磁辐射传感器、一个或多个掩模和图像处理器。电磁辐射传感器可以响应于接收电磁辐射而产生电信号。电磁辐射传感器可以是例如响应于EM辐射的电荷捕获器件(CCD)。在本发明的一个或多个实施方式中，电磁辐射可以是可见光、短波红外光、中波红外光、长波红外光、太赫兹、毫米波、电磁波谱的无线部分或其它部分。

每个掩模可以是布置在EM传感器和场景之间的平面结构。在本发明的一个或多个实施方式中，掩模可以包括不透明的区域和对EM辐射透明的其它区域。不透明区域和透明区域可以使得入射到掩模上的EM辐射被部分地反射离开EM辐射传感器并被部分地透射到EM辐射传感器。