[实用新型]一种压缩成像装置

说明书

本实用新型涉及一种压缩成像装置，属于光谱成像技术领域。压缩成像装置包括沿光束方向依次设置的：第一成像镜、准直透镜、滤光器、第二成像镜、空间光调制器、汇聚透镜、单像素探测器、数据处理单元。该压缩成像装置中滤光器对图像的光谱信息进行每个谱段的输出后，空间光调制器对每个谱段的图像进行空间编码，之后数据处理单元对每个谱段的图像进行重构，进而重构出多光谱的图像，该压缩成像装置采用滤光器选择谱段，滤光器可由控制电路选择驱动，适用于不同的应用场合；其可调节的谱段总数最多扩展至数百个，泛用性更强，而且滤光器为全固态安装，无任何移动部件，具有更强的环境适应性。

技术领域

本实用新型涉及一种压缩成像装置，属于光谱成像技术领域。

背景技术

近年来，在环境监测、军事侦察、遥感测绘、生物医学和农业等领域，传统的全色低分辨率红外图像已经越来越难以满足应用需求。多光谱图像具有二维的空间分辨率和一维的光谱分辨率，可形成一个三维的“数据体”，信息含量远超一般红外图像，可用于目标材质识别、伪装目标辨识、复杂背景抑制等场合。

现有的红外多光谱成像系统的设计大部分都是以面阵红外探测器作为成像器件，但限于工艺问题，其分辨率难以提升，不仅图像信噪比低，而且成本高。

压缩感知针对的是稀疏可压缩的信号，而图像信息的可压缩特性使压缩感知理论可以成功应用于成像领域，因此压缩成像(Compressive Imaging)技术是基于压缩感知理论而发展起来的一种新型成像技术。压缩成像系统的研制和开发能够有效地缓解高速采样的实现压力，从源头上大幅度降低所需获取的图像数据量，从根本上解决海量图像数据的生成和传输问题，使得采用低成本的单像素传感器实现高分辨率的数字成像成为可能。

为此，有人提出利用压缩感知原理进行多光谱成像，例如：申请公布号为CN104748852A的中国发明专利申请文件，该申请文件公开了一种基于压缩感知的计算多光谱成像系统，该系统在沿光束方向依次设置成像模块、DMD及控制模块、汇聚透镜、滤光片轮、单像素光电倍增管、数据采集模块以及多光谱图像重构模块，滤光片轮根据谱段需要组合不同的滤光片，每次控制滤光片轮通过一个谱段，数据采集模块将数据采集后通过多光谱图像重构模块实现多光谱成像。其中，滤光片轮的原理是利用单个滤光片的吸收和反射直接滤除目标谱段之外的光线，保留一个窄带光谱进行单次测量，然后利用电机切换安装在不同位置的滤光片，进行多光谱成像。但是滤光片轮上放置的每个滤光片均需要具有一定的通光口径，在系统尺寸一定的条件下，滤光片轮上所能安装的滤光片数量有限，通常为数个或十数个，这就限制了系统所能成像的光谱通道总数；而且滤光片一旦安装完成，该系统的工作波段就会被确定在有限的几个谱段(与滤光片的数量对应)内，无法选择或更改(除非拆机更换滤光片轮)，同时在使用滤光片轮时，使用电机旋转的方法进行滤光片切换，这将给系统带来抗振性能不强的问题。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种压缩成像装置，用以解决现有压缩成像装置进行多光谱成像时，光谱数量受限、抗振性差的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种压缩成像装置，包括沿光束方向依次设置的：

第一成像镜，用于接收目标的发射光束，对目标进行一次成像；

准直透镜，用于将第一成像镜的出射光线进行准直，形成准直光束，准直光束中包括目标的多光谱信息；

滤光器，用于将目标的光谱信息进行多次光谱调制，每次出射的光束中包含目标中的设定光谱信息；

第二成像镜，用于将滤光器输出的光束进行二次成像；

空间光调制器，设置在二次成像的像面位置，用于将二次成像进行空间编码；

汇聚透镜，用于将空间编码后的图像进行汇聚压缩；

单像素探测器，用于接收汇聚压缩后的图像信号；