[发明专利]主动照明非视域二次半影成像方法

权利要求书

1.主动照明非视域二次半影成像方法，该成像方法是基于透射窗的主动照明成像系统实现的，透射窗的主动照明成像系统包括脉冲光源(1)、选通相机(2)、遮挡物(3)和接收面(4)；

其特征在于，脉冲光源(1)、选通相机(2)和接收面(4)均位于遮挡物(3)的一侧，目标物体(5)位于遮挡物(3)的另一侧，且脉冲光源(1)和选通相机(2)均位于遮挡物(3)与接收面(4)之间；遮挡物(3)上设有透射窗(3-1)；

脉冲光源(1)用于向接收面(4)出射光，该光经接收面(4)第一次散射后，穿过透射窗(3-1)入射至目标物体(5)，经目标物体(5)第二次散射后穿过透射窗(3-1)入射至接收面(4)，又经接收面(4)第三次散射后，入射至选通相机(2)；其中，入射至目标物体(5)上的光在目标物体(5)上形成一次半影，从目标物体(5)入射至接收面(4)上的光，在接收面(4)上形成二次半影，且脉冲光源(1)不在目标物体(5)的视域范围内；

该成像方法包括如下步骤：

S1、预设选通相机(2)选通门起始时间和宽度，通过选通相机(2)采集经接收面(4)第三次散射后的光，从而获得经接收面(4)第三次散射后的光的光场强度分布y；

S2、根据目标物体(5)和二次半影所在场景中的物理位置，获得目标物体(5)的正向传输矩阵A；其中，目标物体(5)的正向传输矩阵A为经目标物体(5)第二次散射后的光，入射到接收面(4)形成二次半影后，再经接收面(4)上二次半影所在区域第三次散射后，入射到选通相机(2)中的光场分布矩阵；

S3、利用光场强度分布y和正向传输矩阵A，求解目标物体(5)散射出的光场强度分布的最优解

S4、利用目标物体(5)散射出的光场强度分布的最优解对最优解去半影照明解算操作后，重构出目标物体(5)的图像。

2.根据权利要求1所述的主动照明非视域二次半影成像方法，其特征在于，S2、根据目标物体(5)和二次半影所在场景中的物理位置，获得目标物体(5)的正向传输矩阵A的实现方式包括如下步骤：

S21、根据目标物体(5)和二次半影所在场景中的物理位置，获得经目标物体(5)第二次散射后的光，入射到接收面(4)形成二次半影后，再经接收面(4)上二次半影所在区域第三次散射后，入射到选通相机(2)中的光场分布映射系数A_i,j；

其中，经目标物体(5)上任意一点第二次散射后的光，入射到接收面(4)形成二次半影后，再经接收面(4)上二次半影所在区域第三次散射后，入射到选通相机(2)中的光场分布映射系数A_i,j的实现方式为：

其中，

x_j为目标物体(5)上第j个点的位置矢量，j为目标物体(5)区域的离散变量；

q_i为接收面(4)进行第三次散射时，接收面(4)的二次半影区域上的第i个点的位置矢量，i为二次半影区域的离散变量；

p_o为遮挡物(3)上透射窗(3-1)内的第o个点的位置矢量，o为透射窗(3-1)区域的离散变量；

m为选通相机(2)的位置矢量；

为目标物体(5)上x_j处面元的法向量；

为接收面(4)进行第三次散射时，接收面(4)的二次半影区域上q_i处面元的法向量；

α为接收面(4)上二次半影区域和目标物体(5)区域离散单元的比例系数；

f(q_i-x_j,m-q_i)为接收面(4)上，q_i-x_j入射方向的光辐射度与m-q_i出射方向的光辐射度之间的双向反射分布函数；

为向量q_i-x_j与向量间的夹角；

为向量x_j-q_i与向量间的夹角；

v(x_j,q_i；p_o)为与位置矢量x_j、q_i和p_o相关的布尔值可见度函数；

S22、根据所有入射到选通相机(2)中的光场分布映射系数，获得目标物体(5)的正向传输矩阵A；

其中，正向传输矩阵A包括i×j个光场分布映射系数，A_i,j作为正向传输矩阵A中第i行第j列所对应的光场分布映射系数。