[发明专利]一种基于光计算的可视化计算鬼成像系统及成像方法

权利要求书

1.一种基于光计算的可视化计算鬼成像系统，其特征在于：包括结构光斑发射源(1)，结构光斑发射源(1)发出的光经过分束器(2)分为两束，其中，光束I照射到待成像物体(3)后被桶探测器(4)接收，光束II经过外调制器(7)成像到低速感光物体(10)上；

所述桶探测器(4)的信号输出端通过双掷开关(5)选择性连接内调制器(6)或外调制器(7)，其中，信号经过内调制器(6)加载在结构光斑发射源(1)的控制单元上；或者，信号经过外调制器(7)直接加载在光束II上；光束I和光束II通过反馈共同作用，达到光计算的关联运算；低速感光物体(10)捕捉到被调制后的光强度信号后，实现光计算的积分运算，完成了两束光波的光强的符合测量，最终在低速感光物体(10)中呈现出待成像物体的像。

2.根据权利要求1所述基于光计算的可视化计算鬼成像系统，其特征在于：所述的外调制器(7)与低速感光物体(10)之间设置有用于带通滤波像增强处理的光学信息处理系统(8)。

3.根据权利要求2所述基于光计算的可视化计算鬼成像系统，其特征在于：所述的光学信息处理系统(8)与低速感光物体(10)之间设置有反射屏(9)。

4.根据权利要求1-3中任意一项权利要求所述基于光计算的可视化计算鬼成像系统，其特征在于：所述的低速感光物体(10)选用人眼、荧光粉、胶片或者CCD相机。

5.一种如权利要求1所述基于光计算的可视化计算鬼成像系统的成像方法，其特征在于：

1)结构光斑发射源(1)发出的光经过光分束器(2)分为光束I和光束II，其中光束I直接照射到待成像物体(3)上，经过反射后被桶探测器(4)接收；

2)桶探测器(4)测量得到的光强信号通过双掷开关(5)选择性连接内调制器(6)或外调制器(7)；

被调制前光束II的光强为：I₁(x₁，y₁，t)＝E^*(x₁，y₁，t)E(x₁，y₁，t)；

在上式中，E(x₁，y₁，t)是光束II在t时刻坐标点(x₁，y₁)处被调制前的场强，E^*(x₁，y₁，t)是E(x₁，y₁，t)的共轭项，I₁(x₁，y₁，t)是光束II在t时刻坐标点(x₁，y₁)处被调制前的光强；

桶探测器(4)在t时刻探测到的总光强值为：

I₂(t)＝<E^*(x₂，y₂，t)E(x₂，y₂，t)>＝∫_obj|E(x_s，y_s，t)h(x_s，y_s，x₂，y₂)T(x₂，y₂，t)|²dx₂dy₂；

在上式中，(x_s，y_s)代表光源上的一点，(x₂，y₂)代表待成像物体上的一点，E(x_s，y_s，t)是在t时刻光源坐标点(x_s，y_s)处的场强，E(x₂，y₂，t)是光束I在t时刻坐标点(x₂，y₂)处的场强，E^*(x₂，y₂，t)是E(x₂，y₂，t)的共轭项，h(x_s，y_s，x₂，y₂)是光波从光源到桶探测器传播过程中的脉冲响应函数，T(x₂，y₂，t)是待成像物体的孔径函数，I₂(t)是桶探测器(4)在t时刻探测到的总光强值；

3)内调制器(6)把桶探测器(4)的输出信号加载在结构光斑发射源(1)的控制单元上实现对光束II的强度调制，或者，外调制器(7)在得到桶探测器(4)获取的输出信号后用于实现对光束II的强度调制，光束II被内调制器(6)或者外调制器(7)调制后，完成光的乘法计算I₁(x₁，y₁，t)×I₂(t)，之后传输至光学信息处理系统(8)进行带通滤波增强处理后传输至低速感光物体(10)；

4)低速感光物体(10)自动进行时间积分计算，按下式实现系综平均计算：

在上式中，I₁(x₁，y₁，t)是光束II在t时刻坐标点(x₁，y₁)处被调制前的光强，I₂(t)代表t时刻桶探测器(4)上探测到的总光强值，T代表低速感光物体视觉暂留时间。