[发明专利]基于关联成像算法实现便携式单像素相机的成像方法

权利要求书

1.基于关联成像算法实现便携式单像素相机的成像方法，其特征在于，该成像方法基于的成像系统包含移动终端、微型投影仪及光接收和数据采集设备，移动终端分别与微型投影仪、光接收和数据采集设备通信连接；所述移动终端中安装有单像素相机关联成像APP应用程序，单像素相机关联成像APP应用程序包含关联成像重构功能模块、同步控制功能模块、结构光场生成功能模块、调制图生成功能模块及探测功能模块；所述关联成像重构功能模块用于根据预先生成的调制图和反射光探测值重构物体的图像；所述同步控制功能模块用于控制结构光场的生成和数据采集的同步进行；所述结构光场生成功能模块用于控制微型投影仪生成结构光场；所述调制图生成功能模块用于生成调制图；所述探测功能模块用于采集物体的反射光，并将反射光处理成探测值传输到移动终端；

成像方法的具体流程步骤如下：

1)用户向移动终端中的单像素相机关联成像APP应用程序发送成像请求，单像素相机关联成像APP应用程序响应请求，利用调制图生成功能模块生成调制图，并将生成的调制图发送给微型投影仪；

2)通过移动终端中的结构光场生成功能模块控制微型投影仪根据调制图生成结构光场；

3)利用微型投影仪生成的结构光场照射物体；

4)通过移动终端中的探测功能模块启动光接收和数据采集设备，光接收和数据采集设备采集物体反射光，将反射光光场做时空积分凝聚成单点探测値，并将探测値传入移动终端；

5)移动终端接收探测値并存入其内部数据库；

6)判断是否完成预定的探测次数，是则执行步骤7)，否则转入步骤1)；

7)移动终端中的关联成像重构功能模块利用量子成像公式：

重构图像G(x,y)，其中I^(m)(x,y)表示第m次采样时单个调制图空间强度分布值，M为总采样数，B^(m)表示第m次采样时单个调制图照射物体后的探测值，x，y分别表示空间位置中的横坐标和纵坐标，B^(m)满足：

B^(m)＝∫I^(m)(x,y)O(x,y)dxdy

其中O(x,y)是物体的透射或反射函数，根据调制图和探测値重构物体的图像；

所述移动终端为智能手机或平板电脑；

所述微型投影仪采用VEZ微型投影仪，型号为乐BOX；

所述光接收和数据采集设备包含光电接收器、信号放大器、数模转换装置和无线传输模块，光电接收器、信号放大器、数模转换装置和无线传输模块顺次电气连接；

所述结构光场生成功能模块的工作流程具体包括如下步骤：

1)根据量子关联成像中的调制矩阵生成调制图；

2)将调制图定时送入微型投影仪；

3)控制微型投影仪根据调制图产生结构光场；

所述量子关联成像中的调制矩阵采用随机矩阵或者hadamard矩阵；

所述探测功能模块的工作流程具体包括如下步骤：

1)启动光接收和数据采集设备进行物体反射光的光信号采集；

2)将采集到的光信号转换成电信号；

3)电信号经信号放大器放大；

4)放大的电信号经数模转换装置转换成数字信号形成探测值；

5)将探测值传输到移动终端。

2.根据权利要求1所述的基于关联成像算法实现便携式单像素相机的成像方法，其特征在于：所述关联成像重构功能模块的工作流程具体包括如下步骤：

1)关联成像重构功能模块调用移动终端内部数据库存储的探测値；

2)利用所述量子成像公式，根据预先生成的调制图和探测値重构图像；

3)将重构图像显示到移动终端的显示界面上。