[发明专利]一种基于计算关联成像的无成像目标认证系统及认证方法

说明书

本发明提供一种基于计算关联成像的无成像目标认证系统，包括光源、空间光调制装置、透镜、探测器与处理器模块，其中空间光调制装置用于调制光源发射的光并照射至待认证目标处，透镜用于汇聚待认证目标的反射光，探测器用于探测反射光的强度，处理器模块用于采集探测器的数据并采用感知哈希算法进行待认证目标的无成像认证。本发明还提供一种基于计算关联成像的无成像目标认证方法。本发明提供的基于计算关联成像的无成像目标认证系统及认证方法，使用傅里叶系数矩阵直接计算哈希值，不进行恢复图像，实现无成像目标认证，减少了成像过程的计算量及误差；通过差分测量获取待认证目标的傅里叶系数矩阵，克服现有技术中目标认证方式抗噪声能力低的缺点。

技术领域

本发明涉及计算关联成像与图像处理领域，具体涉及基于计算关联成像的无成像目标认证系统及认证方法。

背景技术

目标认证是目标跟踪识别的重要过程。在诸如军事探测、智能监控、生物医学等各个方面都有着重要的应用。关联成像，又称鬼成像，作为一种新的光学成像方式，近年来引起广泛的关注，并取得了极大的发展。

相比于传统成像，它能够突破衍射极限实现高分辨率成像、弱光成像和单像素成像，具有抗干扰和散射介质能力强、受云、雾等气象因素影响小等优势，在实际应用中发挥越来越重要的功用近年来，鬼成像研究的重点已经从基础理论研究转向实际应用。

鬼成像与其他交叉学科相结合已经发挥出了一些优势，近年来提出的基于计算关联成像的目标认证方案，实现了低于5％奈奎斯特极限的目标认证。

现有技术中的目标认证方案，需要采集到光强信息后，运用成像算法恢复图像，再采集图像的特征与对比图像特征比较，实现目标认证，但成像本身增加了不必要的运算。

现有的认证目标系统和方法，获取待认证目标的傅里叶系数矩阵，计算哈希值时先进行图像恢复，成像过程需要较大的计算量，另外还增加了认证过程的造成的误差。

发明内容

如果在认证过程中不进行图像恢复，也就是无成像认证，就可以减少成像过程的计算量，还能减少成像对认证造成的误差。

感知哈希算法(PHA)是哈希算法的一类，主要用于相似图片的搜索工作，具有平移不变性、旋转不变性、缩放不变性等三大主要性质。通过计算得到图像的离散余弦变换(DCT)系数矩阵，进一步计算哈希值，比较不同图片之间的哈希值，得到他们之间的哈希距离，从而实现相似图片的搜索。

感知哈希算法本身是一个成熟的理论，将其结合到关联成像系统中，计算哈希值其实就是提取目标图像的特征，通过特征的比对进行目标认证，因此不需要成像过程。

为了能够采用感知哈希算法进行待认证目标的无成像认证，需要获得图像的傅里叶谱，因此需要采用四步正弦相移结构光分布的光场，通过差分测量可以直接获得图像的傅里叶谱，也就是通过调制预知的正弦结构光谱取代随机的散斑图，可以直接得到待认证目标图像的傅里叶系数矩阵，这种直接获取目标图像傅里叶系数矩阵的方式使得无成像目标认证在鬼成像中得以实现。

鉴于现有技术中存在的问题，根据上面的方法本发明提供一种基于计算关联成像的无成像目标认证系统，计算哈希值时不进行图像恢复，实现无成像目标认证，无成像不仅减少了成像过程的计算量，还能减少成像对认证造成的误差；无需使用空间阵列探测装置，通过桶探测器得到目标的傅里叶系数矩阵，最终实现了低于奈奎斯特极限1％的无成像的目标认证。

这种技术在军事侦查，探测，遥感等领域中都有着重要的意义。

本发明还提供一种基于计算关联成像的无成像目标认证方法。

本发明提供一种基于计算关联成像的无成像目标认证系统，包括光源、空间光调制装置、透镜、探测器与处理器模块，其中空间光调制装置用于调制光源发射的光并照射至待认证目标处，透镜用于汇聚待认证目标的反射光，探测器用于探测反射光的强度，处理器模块用于采集探测器的数据并采用感知哈希算法进行待认证目标的无成像认证。