[发明专利]一种基于仿人眼视网膜机理的周视鬼成像方法及系统

说明书

本发明公开的一种基于仿人眼视网膜机理的周视鬼成像方法及系统，属于光电成像领域。本发明利用仿人眼视网膜结构的对数极坐标映射特性生成仿人眼视网膜环形散斑序列，利用所述散斑序列调制光源；光经过曲面反射镜周围的目标反射后，投影到曲面反射镜上，并发生漫反射；根据光路可逆特性，发生漫反射后的光经半反半透镜反射至原光源，通过桶探测器接收反射回来带有目标信息的光强；将反射回来带有目标信息的光强测量值和用于调制光源的仿人眼视网膜环形散斑序列进行关联计算，重构出环形360°图像，即实现360°周视鬼成像；根据仿人眼对数极坐标映射特性，对重构图像进行对数极坐标变换，得到平铺无畸变的高质量全景鬼成像。

技术领域

本发明属于光电成像领域，尤其是涉及一种基于仿人眼视网膜机理的周视鬼成像方法。

背景技术

鬼成像是一种新型成像方法，其利用一个桶探测器收集调制光源照射在目标后反射或透射的光强涨落情况，并与调制光源进行关联计算来重构目标图像。相比于传统成像方法，鬼成像具有结构简单、抗干扰能力强、成像分辨率超越衍射极限、可在不同波段成像、探测灵敏度高等成像优势，可用于解决传统成像技术遇到的问题与挑战，目前已在三维成像、显微成像、多光谱成像、遥感等领域得到了广泛的应用。

在实际应用中，成像技术有三大重要需求，高分辨、大视场和实时性。目前对于鬼成像的研究大多数在于对成像质量的提高和成像速度的提升，以此来帮助解决传统高分辨成像和实时成像遇到的问题与挑战，但关于大视场鬼成像的研究成果很少，并且据我们所知，还没有出现对全景鬼成像的研究。但现有的传统全景成像技术存在着很多的难题与挑战，比如在非可见光波段成像成本高，在一些恶劣成像环境下，比如大气湍流、散射介质等都难以成像，而借助鬼成像的抗干扰能力强、可在不同波段成像的成像优势，可以帮助解决这些问题，为此亟需利用鬼成像优势提出一种新的全景成像方法。

发明内容

为了解决传统全景成像技术存在的问题和挑战，本发明公开的一种基于仿人眼视网膜机理的周视鬼成像方法及系统要解决的技术问题是：基于鬼成像成像机理，结合折反射式全景成像方法实现360°周视鬼成像，此外，基于仿人眼视网膜对数极坐标映射机理实现无畸变的高质量全景鬼成像。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明公开的一种基于仿人眼视网膜机理的周视鬼成像方法，利用仿人眼视网膜结构的对数极坐标映射特性生成仿人眼视网膜环形散斑序列，利用所述仿人眼视网膜环形散斑序列调制光源，调制后的光照射到曲面反射镜上。所述光经过曲面反射镜周围的目标反射后，投影到曲面反射镜上，并发生漫反射。根据光路可逆特性，发生漫反射后的光经半反半透镜反射至原光源，通过一个桶探测器接收反射回来带有目标信息的光强。将反射回来带有目标信息的光强测量值和用于调制光源的仿人眼视网膜环形散斑序列进行关联计算，重构出环形360°图像，即实现360°周视鬼成像；根据仿人眼对数极坐标映射特性，对重构图像进行对数极坐标变换，经对数极坐标变换后的图像即为360°平铺展开图像，得到平铺无畸变的高质量全景鬼成像。

本发明公开的一种基于仿人眼视网膜机理的周视鬼成像方法，包括如下步骤：

步骤一、利用人眼视网膜结构对数极坐标映射特性生成仿人眼视网膜环形散斑序列。

步骤1.1初始化用于产生仿人眼视网膜环形散斑图案的参数。

仿人眼视网膜环形散斑包括中央凹盲孔区域和成像区域，则中央凹盲孔区域的外环半径r₀内为盲区，r₀外为成像区域。根据极径和极角的不同，成像区域划分为P环，每环Q个像素，并且用ε表示环间增长系数。

步骤1.2构建仿人眼视网膜环形散斑模型，生成仿人眼视网膜环形散斑序列。

根据步骤1.1设定的参数，得到仿人眼视网膜环形散斑的模型：