[发明专利]一种非视域成像方法及系统

权利要求书

1.一种非视域成像方法，其特征在于，包括步骤如下：

S1、设置并记录虚拟光源点和虚拟探测点的坐标，获取从目标物体漫反射出来每条光路的光强和飞行时间；

S2、根据当前光路的有效飞行时间计算有效光程，设置最大有效光程和最小有效光程并以此构建空间体素；

S3、根据当前光路的虚拟光源点坐标、虚拟探测点坐标以及当前光路的有效光程构建椭球模型；

S4、判断每一个体素与其椭球模型的椭球面是否相交，剔除其中不相交的椭球模型；

S5、分类存储每一个体素及其对应的椭球模型，并设置概率函数累计迭代体素存在物体的概率值；

S6、遍历所有虚拟光源点，将未构建椭球模型的虚拟光源点重复步骤S3；

S7、设置初步重建阈值，并遍历每个体素的概率值是否大于所述初步重建阈值；将所述概率值小于所述初步重建阈值的体素进行二次重建；

S8、根据所述概率值大于所述初步重建阈值的体素进行图像填充得到初步重建图像，合并进行二次重建的体素生成的图像，得到目标图像的最终重建图像。

2.根据权利要求1所述的非视域成像方法，其特征在于，所述步骤S7中的二次重建包括步骤如下：

S71、设置二次重建阈值，并判断该体素的概率值是否大于所述二次重建阈值，将所述概率值小于所述二次重建阈值的体素剔除，并根据原体素的体积空间分成若干新体素，重新构建第二体素空间；

S72、读取该体素参与第一次重建时存储的数据；

S73、读取该体素对应的虚拟光源点的椭球模型；

S74、判断每一个所述新体素与其原体素椭球模型的椭球面是否相交，剔除其中不相交的椭球模型；

S75、设置新概率函数累计迭代所述新体素存在物体的概率值；

S76、遍历所述新体素存在物体的概率值是否大于所述二次重建阈值，将小于所述二次重建阈值的新体素剔除，根据概率值大于所述二次重建阈值的新体素进行图像填充；

S77、选取下一个体素重复步骤S1，直到选取完所有参与二次重建的体素，获得二次重建图像。

3.根据权利要求2所述的非视域成像方法，其特征在于，所述二次重建阈值小于所述初步重建阈值。

4.根据权利要求2所述的非视域成像方法，其特征在于，所述新概率函数的设置与所述概率函数一致。

5.根据权利要求1所述的非视域成像方法，其特征在于，所述步骤S2中所述有效飞行时间为当前光路的所述虚拟光源点到所述目标物体和所述目标物体到所述虚拟探测点的两段光程总合的时间。

6.根据权利要求1所述的非视域成像方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述有效光程为当前光路的所述虚拟光源点到所述目标物体和所述目标物体到所述虚拟探测点的两段光程总合。

7.根据权利要求1所述的非视域成像方法，其特征在于，所述步骤S1还包括对获取的每条光路的光强进行预处理，用于剔除异常数据。

8.根据权利要求1所述的非视域成像方法，其特征在于，所述步骤S1中每个所述虚拟光源点对应一个所述虚拟探测点。

9.一种实现如权利要求1至8任一项所述的非视域成像方法的非视域成像系统，其特征在于：

包括激发单元、接收单元、控制单元和信息处理单元；

所述激发单元包括激光器和激光振镜，用于发射探测的激光，通过激光振镜设置虚拟光源点阵列；

所述接收单元包括聚焦透镜和探测器，用于接收由中继面上漫反射回来的激光；

所述控制单元包括门控电路，在所述激光器和所述探测器之间设置门控电路，对所述探测器实现时间门控；

所述信息处理单元，设置有图像重建算法，用于数据处理和图像重建。

10.如权利要求9所述的非视域成像系统，其特征在于：所述激光器发射激光并通过所述激光振镜扫描得到的所述虚拟光源点阵列，激光经中继面第一次漫反射后入射至隐藏空间的目标物体上，经目标物体表面第二次漫反射后返回中继面，再经过中继面上的虚拟探测点第三次漫反射回到所述探测器；所述门控电路控制所述探测器在第一次漫反射时间内关闭，其他时间打开所述探测器，减少第一次漫反射光进入所述探测器，同时根据所述激光器的上升沿信号作为触发得到激光的飞行时间，所述探测器采集得到每条光路的飞行时间和光强；所述信息处理单元通过每条光路的飞行时间和光强的数据信息，经过图像重建算法，重建得到目标物体的图像。