[发明专利]一种光学合成孔径动态变阵成像系统及成像方法

权利要求书

1.一种光学合成孔径动态变阵成像系统，其特征在于，包括：多帧图像采集模块和图像复原模块，其中，

所述多帧图像采集模块包括依次连接的光学合成孔径动态变阵和探测器，其中，所述光学合成孔径动态变阵包括若干子孔径，若干所述子孔径形成基线呈X型的孔径阵列，利用所述孔径阵列的旋转以及基线伸缩的动态变阵方式，以实现所述探测器对待测物的多帧图像采集；

所述图像复原模块利用训练完成深度学习模型对所述多帧图像进行复原得到复原图像。

2.根据权利要求1所述的光学合成孔径动态变阵成像系统，其特征在于，所述基线为所述孔径阵列的外接圆的圆心与所述子孔径的圆心之间的连线。

3.根据权利要求1所述的光学合成孔径动态变阵成像系统，其特征在于，所述孔径阵列为基线呈X型的四孔径阵列，在动态变阵过程中，所述四孔径阵列的外接圆的直径不超过1m。

4.根据权利要求1所述的光学合成孔径动态变阵成像系统，其特征在于，所述子孔径的直径50-100mm；所述孔径阵列形成的X型基线的角度范围为π/8-π/2；在动态变阵过程中，所述孔径阵列在0～2π的角度范围内旋转，旋转角度为π/8-π/2。

5.根据权利要求1所述的光学合成孔径动态变阵成像系统，其特征在于，在动态变阵过程中，所述基线的伸缩步长为40mm-70mm。

6.根据权利要求4所述的光学合成孔径动态变阵成像系统，其特征在于，所述孔径阵列形成的X型基线为非对称式，其中，较长基线与较短基线之间的差值与所述子孔径的直径相等。

7.根据权利要求1所述的光学合成孔径动态变阵成像系统，其特征在于，所述深度学习模型采用Uformer网络结构，所述Uformer网络结构包括：输入映射模块、若干编码器模块、若干解码器模块、输出映射模块，其中，

所述输入映射模块用于对输入的所述多帧图像进行初级特征提取，得到初级特征图；

所述编码器模块包括级联的LeWin Transformer块和下采样层，所述编码器模块用于对所述初级特征图进行特征提取和融合得到融合特征图；

所述解码器模块包括级联的上采样层和LeWin Transformer块，所述解码器模块用于对所述融合特征图进行学习恢复得到一维特征图；

所述输出映射模块用于对所述一维特征图进行特征映射得到所述复原图像。

8.根据权利要求7所述的光学合成孔径动态变阵成像系统，其特征在于，所述LeWinTransformer块为局部增强窗口transformer块，包括基于窗口的多头自注意力模块和局部增强前向网络，其中，所述基于窗口的多头自注意力模块利用自注意力机制捕获全局依赖，所述局部增强前向网络利用深度卷积捕获局部信息。

9.一种光学合成孔径动态变阵成像方法，其特征在于，包括：

步骤1：以基线呈X型的四孔径阵列作为初始阵列，其中，X型基线的角度为π/8，所述四孔径阵列形成的X型基线为非对称式，较长基线与较短基线之间的差值与子孔径的直径相等；

步骤2：以50mm为伸缩步长改变基线长度，同时利用探测器采集不同基线长度下待测物对应的图像，其中，所述四孔径阵列的外接圆的直径不超过1m；

步骤3：以π/8为旋转角度将所述四孔径阵列旋转一周，在每次旋转后重复步骤2，获取所述待测物的多帧图像；

步骤4：将所述多帧图像输入训练完成的深度学习模型得到复原图像。