[发明专利]分布式量子成像方法、装置、系统及计算机可读存储介质

说明书

本申请公开了一种分布式量子成像方法、装置、系统及计算机可读存储介质。其中，分布式量子成像系统包括多个放置在空间不同位置的激光器、多个空间光调制器、探测器和成像处理器；每个激光器唯一对应一个空间光调制器。各空间光调制器用于在每一次测量过程中对相应激光器产生的光场参数进行调制，并将调制光信号投射至待测物；探测器用于采集各激光器输出光信号经过待测物的透射光，并将透射光转化为相应测量电信号发送至成像处理器；成像处理器用于利用压缩感知算法，基于多次测量过程的光场信息构建的传感矩阵和测量电信号重构得到待测物信息。本申请可有效提升量子成像效率和量子成像分辨率。

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，特别是涉及一种分布式量子成像方法、装置、系统及计算机可读存储介质。

背景技术

量子成像是基于量子涨落的非局域成像技术，亦称为“鬼成像”(Ghost Imaging)，与传统成像技术相比，其具有成像速度快、抗干扰能力强等优势，被广泛应用在医疗成像、遥感成像等领域。

传统的信号压缩和重建需要遵循Nyquist-Shannon采样定理，即采样率必须至少为信号最高频率的两倍才能保证在重建时不产生失真，这无疑会在信号采样、传输和存储过程中带来越来越大的压力。相关技术通常采用光学关联计算成像算法对量子成像进行图像恢复操作，但是其往往需要大量的采样数据，耗时较长，而且最终成像的分辨率较低。

发明内容

本申请提供了一种分布式量子成像方法、装置、系统及计算机可读存储介质，有效提升了量子成像效率和量子成像分辨率。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

本发明实施例一方面提供了一种分布式量子成像系统，包括多个放置在空间不同位置的激光器、多个空间光调制器、探测器和成像处理器；每个激光器唯一对应一个空间光调制器；

各空间光调制器用于在每一次测量过程中对相应激光器产生的光场参数进行调制，并将调制光信号投射至待测物；

所述探测器用于采集各激光器输出光信号经过所述待测物的透射光，并将所述透射光转化为相应测量电信号发送至所述成像处理器；

所述成像处理器用于利用压缩感知算法，基于多次测量过程的光场信息构建的传感矩阵和所述测量电信号重构得到所述待测物信息。

可选的，所述探测器为桶探测器。

本发明实施例另一方面提供了一种分布式量子成像方法，包括：

获取每一次测量过程中各激光器在相应空间光调制器进行参数调制后所产生的光场信息；

根据探测器在每次测量过程中所采集的各激光器输出光信号经过待测物后的透射光信息，得到测量电信号；

根据各激光器的光场信息生成传感矩阵；

基于所述传感矩阵和所述测量电信号，利用压缩感知算法重构得到所述待测物信息。

可选的，所述基于所述传感矩阵和所述测量电信号，利用压缩感知算法重构得到所述待测物信息包括：

预先构建量子成像关系式，所述量子成像关系式为y＝Φx；

式中：Φ∈R^m*N，y∈R^m，y为测量电信号矩阵，Φ为传感矩阵，x为所述待测物信息，R为实数集合，m为测量总次数，R^m为m维的实数向量，R^m*N为m*N维的实数矩阵，I_m为第m次测量过程中由各激光器的光场信息构成为n*n矩阵，n为矩阵I_m的维度，N＝n²；

基于所述传感矩阵和所述测量电信号，利用所述量子成像关系式计算得到所述待测物信息x。