[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

说明书

基于关联成像算法实现便携式单像素相机的成像方法，涉及量子成像技术领域，步骤如下：单像素相机关联成像APP应用程序响应成像请求，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用来生成结构光场；利用微型投影仪生成的结构光场照射物体；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；移动终端接收探测値并存入其内部数据库；根据预先生成的调制图和探测値重构物体的图像。本发明的方法实现了利用现有的微型投影仪、移动终端、光接收和数据采集设备构成便携式单像素相机，利用移动终端控制拍摄和图像重构的过程。

技术领域

本发明涉及量子成像技术领域，尤其是涉及一种基于关联成像算法实现便携式单像素相机的成像方法。

背景技术

随着量子成像技术的发展，单像素相机距离商业应用越来越近，但目前量子关联成像设备体积庞大，使用不便，不利于产业化。随着移动互联网快速发展并深度渗入我们的日常生活，移动设备迅速在社会中普及开来，能否利用现有的移动终端根据关联成像算法构造一种利用现有移动终端遥控的便携式单像素成像装置从而解决上述技术问题，但是现有技术中还没有一种方法能够实现利用现有的电子产品构造便携式的单像素相机。

发明内容

鉴于目前量子关联成像设备体积庞大，使用不便，不利于产业化的问题，本发明利用现有的微型投影仪、移动终端、光接收和数据采集设备构成便携式单像素相机，利用移动终端控制拍摄和图像重构的过程。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：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，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