[发明专利]用于多目标检测的装置和方法

说明书

用于多目标检测的方法和用于多目标检测的设备，它们能够实时或接近实时地检测至少两个目标。实时检测或接近实时检测可以通过处方群组方法、端元分组方法和基于像素化分组的方法中的至少一种来实现。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年12月13日提交的美国临时申请号62/947,808号的优先权，其全部内容在此引入作为参考。

背景技术

光谱成像结合了数字成像和光谱技术(其包括拉曼散射、荧光、光致发光、激光诱导击穿、紫外、可见和红外吸收光谱)，以便进行材料的化学分析。在一些文献中，这被称为高光谱成像(hyperspectral imaging)或化学成像。这些技术可用于分析各种化合物。

一个持续的挑战是实时地或至少接近实时地实现检测任务。通过实时实现检测任务，光谱成像可用于新的应用，包括手术成像、违禁品检测、爆炸物检测等。在这些应用的每一个中，需要用户实时地可视化目标，因为用户将要或正在与目标或可能包含目标的人或对象交互。另一个挑战是在涉及必须被检测的多个不同目标的复杂情况下使用光谱成像。本发明解决了当前光谱成像技术的这些和其它挑战。

发明内容

本公开描述了用于多目标检测的装置和方法的若干实施例。以下实施例是示例性的并且不旨在限制本公开。

在一个实施例中，存在一种检测至少两个目标的方法，所述方法包括：用照射光子照射第一目标，从而产生第一相互作用光子；用照射光子照射第二目标，从而产生第二相互作用光子；光学分离第一相互作用光子和第二相互作用光子的部分；利用共形滤波器(CF)和多共轭滤波器(MCF)中的至少一者对所述第一相互作用光子和所述第二相互作用光子进行滤波，其中所述CF或MCF利用单个第一处方进行调谐，从而产生滤波后的第一相互作用光子和滤波后的第二相互作用光子；以及利用图像传感器通过分析滤波后的第一相互作用光子和滤波后的第二相互作用光子来检测第一目标和第二目标的光谱特征。

在另一个实施例中，第一相互作用的光子和第二相互作用的光子通过偏振而光学分离，并且各自被单独偏振。

在另一个实施例中，调谐CF或MCF的第一处方不改变。

在另一实施例中，至少一个CF或MCF是像素化滤波器，其包括布置成矩阵配置的多个CF或MCF。

在另一实施例中，实时检测第一目标和第二目标。

在另一个实施例中，照射光子被调制。

在另一个实施例中，该方法进一步包括：用所述CF和MCF中的至少一者对所述第一相互作用光子和所述第二相互作用光子进行滤波，其中用单个第二处方调谐所述CF或MCF。

在一个实施例中，存在一种多目标检测设备，所述多目标检测设备包括：至少一个光学分离器，用于分离来自第一目标的第一相互作用光子和来自第二目标的第二相互作用光子中的一者或多者的部分；共形滤波器(CF)和多共轭滤波器(MCF)中的至少一者，定位于所述第一相互作用光子和所述第二相互作用光子中的一者或多者的光路内；至少一个CF或MCF，所述至少一个CF或MCF使所述第一相互作用光子和所述第二相互作用光子中的每一者用单个第一处方调谐，从而产生滤波后的第一相互作用光子和滤波后的第二相互作用光子；图像传感器，其定位在一个或多个所述第一相互作用光子的光路内和所述第二相互作用光子的光路内，以便收集滤波后的第一相互作用光子和滤波后的第二相互作用光子中的一者或多者；至少一个处理器，其在多目标检测设备的操作期间将CF或MCF调谐到单个第一处方，从而产生第一相互作用光子和第二相互作用光子。

在另一个实施例中，光学分离器是偏振器，并且在操作期间，第一相互作用光子和第二相互作用光子分别被偏振。

在另一实施例中，调谐CF或MCF的第一处方在设备的操作期间不改变。