[发明专利]远距离非视域成像方法、装置、设备及介质

权利要求书

1.一种远距离非视域成像方法，其特征在于，包括：

基于探测信号在传播过程中的时间展宽和空间展宽，建立非视域成像泊松分布模型；

利用所述探测信号探测非视域空间内的探测目标，并接收经过所述探测目标反射回来的所述探测信号，所述探测信号包括了所述探测目标的反射率的信息；

将经过所述探测目标反射回来的所述探测信号输入所述非视域成像泊松分布模型，利用三维SPIRALTAP的凸优化算法求解所述非视域成像泊松分布模型，获得所述探测目标的反射率；

基于所述探测目标的反射率，实现对所述探测目标的三维重构。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述非视域成像泊松分布模型包括：

令s(ξ，κ，t)表示经过所述探测目标反射回来的所述探测信号的光子数，(ξ，κ)表示所述探测信号探测所述探测目标时打在中介墙上形成的扫描点的坐标，t表示时间，g_t(t)表示所述探测信号的时间展宽，g_xy(ξ，κ)表示所述探测信号的空间展宽，(x，y，z)表示所述探测目标的坐标，α(x，y，z)表示位于坐标(x，y，z)的所述探测目标的反射率，b(t)表示背景噪声，r(x，y，z；ξ，κ)表示所述探测目标与所述扫描点的距离，*表示卷积符号，则所述非视域成像泊松分布模型为：

其中，δ(ct-2r(x，y，z；ξ，κ))表示所述探测信号的响应函数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述非视域成像泊松分布模型进行离散化，得到：

S～Poisson(G*H(α)+B)；

其中，S表示探测到光子数分布的矩阵，G表示所述时间展宽g_t(t)和所述空间展宽g_xy(ξ，κ)的离散化矩阵，H(α)表示的离散化矩阵，α表示所述探测目标的反射率，B表示所述背景噪声b(t)的离散化矩阵。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述探测信号的时间展宽和空间展宽的函数表示包括：

其中，所述时间展宽、所述空间展宽的函数表示为高斯函数，σ_t、σ_r分别为其展宽。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将经过所述探测目标反射回来的所述探测信号输入所述非视域成像泊松分布模型，利用三维SPIRALTAP的凸优化算法求解所述非视域成像泊松分布模型，获得所述探测目标的反射率包括：

基于所述非视域成像泊松分布模型，得到所述探测信号包括预设光子数的概率计算模型；

以所述探测信号为输入，利用三维SPIRALTAP的凸优化算法求解所述概率计算模型，获得所述探测目标的反射率，其中，所述概率计算模型的概率值最大时，所述概率计算模型的解为所述探测目标的反射率。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述非视域成像泊松分布模型，得到所述探测信号包括预设光子数的概率计算模型包括：

其中，Pr(S；G*H(α)，B)表示光子数分布的矩阵为S的联合概率，Pr_ij(s_ij；G*H(α)，B)表示在所述探测信号探测所述探测目标时打在中介墙上形成的扫描点(i，j)探测到光子数为s_ij的概率；