[发明专利]一种扫描成像方法及系统、存储介质、计算设备

说明书

本发明公开了一种扫描成像方法，包括以下步骤：产生一系列的哈达玛基底图案对，将哈达玛基底图案对转化为结构光场；采集并记录待扫描物电信号，所述电信号与在结构光场照明下的光信号线性关联对应；利用结构光场与对应的电信号的关联性，计算重建出待扫描物的透射率图像。本发明还公开了一种扫描成像系统，包括：控制模块，用于产生哈达玛基底图案，并控制系统其它模块的运行；显示模块，用于转化哈达玛基底图案并将其转化为结构光场；像素探测模块，用于接收光强并产生光信号；采集模块，用于采集电信号。本发明利用结构光照明获取待扫描物的空间信息，无需采用机械运动装置，能实现无噪声扫描，完成二维图像的单像素成像。

技术领域

本发明属于光学成像技术领域，特别涉及一种扫描获取物体的透射率分布图像的扫描成像方法及系统、存储介质、计算设备。

背景技术

世上第一台扫描仪可追溯到1984年Microtek的产品，该款扫描仪仅能实现灰度扫描；而第一台能实现彩色扫描的扫描仪是在1989年提出。尽管现在距离第一台扫描仪的发明已经超过30年，但扫描仪的原理并没有很大的改变。扫描仪一般是由一个线阵CCD、步进电机、成像透镜、光源、图像处理器、模数转换电路和线缆接口组成。

出于成本的考虑，扫描仪使用的是仅有一维空间分辨能力的CCD，但由于扫描的过程本质上是二维图像信息的获取，因此扫描仪需要利用步进电机来推动线阵CCD，达到二维图像信息获取的目的。线阵CCD、成像透镜和光源作为一个整体由步进电机驱动。光源对待扫描物的某一列进行照明，待扫描物反射光源的光线，反射光经成像透镜到达线阵CCD，使物体成像在CCD上。此时，CCD就完成了对待扫描物某一列图像的获取。步进电机通过驱动由线阵CCD、成像透镜和光源组成的系统，使该系统移动到待扫描物下一列的位置，对待扫描下一列图像进行扫描。如此重复，直到扫描完待扫描物的所有列。图像处理器对采集到的一维图像序列进行合成，生成二维图像。然而，步进电机的使用不但导致了扫描过程中的震动和噪声，还导致了扫描仪体积的庞大和沉重。另外，传统扫描仪仅能获取待扫描物的反射率图像。

因此，如何实现无机械运动、无噪声、能获取待扫描物透射率图像的功能仍然是一项亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种扫描成像方法及成像系统、存储介质、计算设备，该方法及系统可实现无机械运动、无噪声地完成二维图像的单像素成像。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种扫描成像方法，包括以下步骤：

产生一系列的哈达玛基底图案对，将哈达玛基底图案对转化为结构光场；

利用计算机控制信号采集器，采集并记录面形单像素探测器测量到的待扫描物透射光的响应电信号，所述电信号与待扫描物在在结构光场照明下的光信号线性关联对应；

利用结构光场与对应的电信号的关联性，计算重建出待扫描物的透射率图像。

优选的，利用公式(1)和公式(2)生成一系列不同频率的哈达玛基底图案对：

其中P₊₁和P_-1表示一对互补的哈达玛基底图案，H^-1表示二维哈达玛反变换，(x,y)表示空间域的像素坐标，(f_x,f_y)表示哈达玛变换域的频率坐标，δ_H(f_x,f_y)表示在哈达玛变换域中位于(f_x,f_y)处的冲击函数。

优选的，所述电信号强度表示为：