[发明专利]空频谱多维联合调制的成像加速方法和装置

权利要求书

1.一种空频谱多维联合调制的成像加速方法，其特征在于，包括以下步骤：

对目标场景进行谱域调制、空域调制和频域调制，其中，所述对目标场景进行谱域调制，包括：获取包括所述目标场景的入射光；获取所述入射光经过色散装置的不同波段光；通过延时系统对所述不同波段光进行延迟处理，所述对目标场景进行空域调制和频域调制，包括：获取特定二值空间调制图案；通过空间光调制器根据所述特定二值空间调制图案在单曝光时间内对目标光场进行特定二值调制；

使用传感器在单曝光时间内耦合采集所述谱域调制、所述空域调制和所述频域调制下的单张图像；

通过解耦算法对所述单张图像进行反解，得到多帧场景图像，包括：利用压缩感知或深度学习对所述单张图像进行初步重建得到多张场景图像，实现空域调制的解耦重建；将所述多张场景图变换到傅里叶域，根据所述特定二值空间调制图案的傅里叶频谱分布，以将不同脉冲位置处的复合子频谱分别取出，联立方程组反解出N*N个场景子频谱，并对其进行傅里叶反变换，得到N*N张不同时刻的场景图像，实现频域调制的解耦重建；利用多光谱通道的时间延迟对所述N*N张不同时刻的场景图像进行重建得到所述多帧场景图像，实现谱域调制的解耦重建。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述特定二值空间调制图案包括：多个基本单元重复排列生成和压缩感知中的随机二值掩膜；其中，所述多个基本单元的每个基本单元为一个N*N像素的单元，其中，一个像素的灰度值为1，剩余的像素的灰度值为0。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述使用传感器在单曝光时间内耦合采集所述谱域调制、所述空域调制和所述频域调制下的单张图像，包括：

所述传感器接收通过空域、频域、谱域联合调制的目标光场，得到所述单张图像。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述空间光调制器为薄膜晶体管液晶显示器TFT-LCD、数字微反射镜器件DMD或微通道板空间光调制器SLM中的一种或者多种。

5.一种空频谱多维联合调制的成像加速装置，其特征在于，包括：

第一调制模块，用于对目标场景进行谱域调制，所述第一调制模块具体用于：获取包括所述目标场景的入射光；获取所述入射光经过色散装置的不同波段光；通过延时系统对所述不同波段光进行延迟处理；

第二调制模块，用于对所述目标场景进行空域调制和频域调制，所述第二调制模块，具体用于：获取特定二值空间调制图案；通过空间光调制器根据所述特定二值空间调制图案在单曝光时间内对所述目标光场进行特定二值调制；

采集模块，用于使用传感器在单曝光时间内耦合采集所述谱域调制、所述空域调制和所述频域调制下的单张图像；

反解模块，用于通过解耦算法对所述单张图像进行反解，得到多帧场景图像，所述反解模块具体用于：利用压缩感知或深度学习对所述单张图像进行初步重建得到多张场景图像，实现空域调制的解耦重建；将所述多张场景图变换到傅里叶域，根据所述特定二值空间调制图案的傅里叶频谱分布，以将不同脉冲位置处的复合子频谱分别取出，联立方程组反解出N*N个场景子频谱，并对其进行傅里叶反变换，得到N*N张不同时刻的场景图像，实现频域调制的解耦重建；利用多光谱通道的时间延迟对所述N*N张不同时刻的场景图像进行重建得到所述多帧场景图像，实现谱域调制的解耦重建。